Stime molto più basse del potenziale eolico offshore cinese usando la modellazione spaziale a scala di parco e gli effetti di scia

Perché questo conta per l’energia pulita

La Cina dispone di alcune delle migliori aree al mondo per le turbine eoliche offshore e molti piani energetici presumono che questi mari ventosi possano fornire una quota enorme dell’elettricità futura del paese. Questo studio pone una domanda semplice ma cruciale: quanta energia può effettivamente essere prodotta una volta che si passa dalle mappe idealizzate alla realtà complessa dei veri parchi eolici? Analizzando con attenzione come le turbine sono disposte, come le loro scie interferiscono tra loro e quanto costano questi progetti, gli autori concludono che le aspettative precedenti sul potenziale eolico offshore della Cina erano probabilmente troppo ottimistiche.

Oltre le mappe semplificate

La maggior parte degli studi precedenti stimava il potenziale eolico offshore distribuendo singole turbine in modo uniforme su vaste aree di mare, applicando solo regole basilari su profondità dell’acqua, zone protette e distanziamento molto approssimativo tra le macchine. Poi veniva applicato un singolo sconto grossolano—spesso intorno al 10 percento—per rappresentare l’energia persa quando le turbine si trovano nelle ombre aerodinamiche l’una dell’altra, o “scie”. Nella realtà, però, gli sviluppatori non costruiscono turbine isolate; costruiscono interi parchi, ciascuno con un layout progettato con cura. I nuovi progetti eolici offshore cinesi si stanno inoltre spostando più al largo e in acque più profonde, il che cambia sia il progetto tecnico sia i costi. Tutti questi dettagli influiscono sulla quantità di elettricità che può essere effettivamente fornita alla rete a un prezzo accessibile.

Misurare i parchi eolici reali dallo spazio

I ricercatori hanno iniziato mappando quasi tutti i parchi eolici offshore esistenti in Cina usando immagini radar satellitari e banche dati pubbliche dei progetti. Hanno misurato quanto sono distanziate realmente le turbine, sia lungo sia attraverso la direzione prevalente del vento, e contato quante file vengono tipicamente impiegate. Hanno scoperto che la maggior parte dei parchi eolici offshore cinesi usa tre o quattro file di turbine, con macchine distanziate di circa 8–12 diametri del rotore lungo il vento e 3–6 diametri del rotore attraverso il vento. Usando questi schemi osservati, hanno progettato sei layout rappresentativi di parco di diverse dimensioni, invece di presumere una singola griglia di turbine idealizzata. Hanno poi collocato questi parchi realistici in tutta la zona economica esclusiva della Cina ovunque profondità dell’acqua, distanza dalla costa, onde e aree protette permettessero la costruzione.

Rivedere quanto potere eolico è disponibile

Per stimare quanta elettricità questi parchi potrebbero produrre, il team ha combinato diversi elementi: dati meteorologici dettagliati per le ultime decadi, proiezioni climatiche per la metà del secolo, curve di potenza realistiche per turbine moderne da 4, 8 e 11 megawatt e modelli sofisticati di come le scie si diffondono all’interno di un parco. Hanno confrontato tre modelli di scia, dal più semplice al più avanzato. In decine di scenari hanno trovato che le perdite dovute alle scie a livello di parco sono tipicamente molto più alte della tradizionale assunzione del 10 percento, spesso nell’intervallo 14–20 percento e persino di più nel modello più conservativo. Di conseguenza, il potenziale tecnico totale per l’eolico offshore cinese si riduce a circa 2,5–4,2 petawattora all’anno—ben al di sotto di molte stime precedenti, che spesso superavano 5,6 petawattora e talvolta si avvicinavano a 10.

Costi, parchi in acque profonde e limiti regionali

Lo studio calcola anche il costo livellato dell’elettricità per ciascun parco modellato, tenendo conto della profondità dell’acqua, della distanza dalla costa, dei costi di installazione e manutenzione e delle differenze tra fondazioni fisse e galleggianti. I progetti in acque basse e vicino alla costa generalmente costano meno per unità di elettricità, ma la maggior parte dei migliori siti in acque basse è già stata sfruttata. Passare a acque più profonde libera più risorsa e consente parchi eolici galleggianti più densi, ma aumenta fortemente i costi. In molti scenari, solo una frazione dei parchi modellati sarebbe attualmente redditizia senza supporti aggiuntivi. Gli autori rilevano inoltre che la maggior parte delle province costiere non può soddisfare tutto il proprio fabbisogno energetico con l’eolico offshore da solo; molte potrebbero coprire solo il 60–80 percento della propria domanda, e alcune, come Shanghai e Hebei, molto meno.

Cosa significa per i piani di energia pulita

Per i non specialisti il messaggio chiave è che la risorsa eolica offshore della Cina rimane molto ampia, ma non così illimitata o economica come si sperava quando si includono i veri vincoli di ingegneria e di distanziamento. Una progettazione attenta dei parchi, una gestione più intelligente degli effetti di scia e riduzioni dei costi—soprattutto per le turbine galleggianti in acque profonde—saranno essenziali se l’eolico offshore deve svolgere il ruolo centrale che molti piani climatici auspicano. Questo approccio a scala di parco, attento al layout, fornisce una base più sobria e realistica per fissare obiettivi energetici nazionali, scegliere dove costruire per primi e bilanciare l’eolico offshore con altre opzioni a basse emissioni nel percorso della Cina verso le emissioni nette zero.

Citazione: Xu, S., Yin, G., Hu, P. et al. Substantially lower estimates in China’s offshore wind potential using farm-scale spatial modeling and wake effects. Nat Commun 17, 2043 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68655-2

Parole chiave: energia eolica offshore, energia in Cina, potenziale di energie rinnovabili, progettazione parchi eolici, turbine eoliche galleggianti