L'analisi temporale multi-soglia permette di caratterizzare le siccità delle energie rinnovabili in Europa

Perché i periodi calmi e bui contano per l’energia pulita

Mentre l’Europa corre a sostituire i combustibili fossili con l’energia eolica e solare, una domanda semplice diventa cruciale: cosa accade in quelle cupe settimane invernali in cui il vento quasi non soffia e il sole è debole? Questo studio esplora le cosiddette “siccità” delle energie rinnovabili in tutta Europa, indagando con quale frequenza si verificano, quanto durano e quanto sono gravi—e cosa ciò implica per mantenere le luci accese in un futuro alimentato quasi interamente da rinnovabili variabili.

Cieli calmi e giorni oscuri attraverso un continente

Gli autori analizzano 38 anni di dati orari basati sul meteo per eolico onshore, eolico offshore e solare in 34 paesi europei. Definiscono una siccità rinnovabile come un periodo in cui la produzione media resta al di sotto di una quota scelta della norma di lungo periodo—sia per un giorno, una settimana o anche mesi. Invece di scegliere una soglia arbitraria, scandagliano molti livelli differenti per cogliere tutto, dalle flessioni estreme ma brevi ai periodi lunghi e moderatamente deboli. Questo approccio multi-soglia rivela uno schema ricco: le siccità solari si concentrano principalmente nei mesi invernali più bui, mentre le siccità eoliche possono verificarsi in qualsiasi stagione, spesso con un picco in estate. Alcuni eventi sono corti e netti; altri sono lunghi e rappresentano trascinamenti graduali dell’offerta.

Forza nei numeri: combinare tecnologie e paesi

Uno dei messaggi più chiari dello studio è che la diversità aiuta. Considerati separatamente, vento e sole possono subire siccità lunghe e severe. Ma quando gli autori li combinano in un unico portafoglio per ciascun paese, sia le siccità più lunghe sia quelle medie si riducono drasticamente. In generale, mescolare il solare con l’eolico onshore e offshore riduce la lunghezza massima della siccità di circa la metà o più rispetto a ciascuna tecnologia singola. I vuoti notturni e stagionali del solare sono spesso colmati dal vento, mentre le notti ventose e gli inverni tempestosi possono attenuare i periodi di bassa insolazione. Estendendo questa idea oltre i confini nazionali l’effetto si rafforza: se l’Europa fosse collegata come da una rete perfetta e senza vincoli, la più lunga siccità combinata si ridurrebbe di circa due terzi rispetto ai singoli paesi che agiscono da soli.

Eventi estremi che modellano il fabbisogno di accumulo

Tuttavia, anche in un’Europa così idealizzata e completamente interconnessa, permangono lunghi periodi difficili. Per identificare gli eventi più rilevanti per la pianificazione dell’accumulo, gli autori introducono una nuova misura che chiamano “massa della siccità”. Invece di concentrarsi su una singola soglia, essa aggrega informazioni su molte soglie, catturando sia la durata di un periodo secco sia quanto la produzione si discosta dalla norma. Con questo metro, lo studio identifica una “super-siccità” nell’inverno 1996/97: 55 giorni di produzione combinata eolico+solare insolitamente bassa a livello europeo. I singoli paesi vanno ancora peggio—la Germania, per esempio, presenta un evento di 109 giorni a metà anni ’90. È importante sottolineare che la produzione non scende a zero in questi periodi: nel peggior evento europeo le rinnovabili forniscono ancora circa il 47% della loro media di lungo periodo, ma quel deficit è mantenuto abbastanza a lungo da scaricare fortemente gli accumuli di lunga durata.

Perché soglie semplici e singoli anni ingannano

Lo studio evidenzia anche quanto le conclusioni siano sensibili alle scelte di modellazione. Cambiando la soglia che definisce una siccità, il presunto “anno peggiore” o “evento peggiore” può ribaltarsi. Soglie basse enfatizzano sequenze rare, quasi prive di vento o sole; soglie più alte rivelano periodi più lunghi e più morbidi di produzione solo sotto la media che possono essere altrettanto importanti per la pianificazione dell’accumulo. Allo stesso modo, anni diversi mostrano comportamenti di siccità molto differenti. Alcuni inverni sono abbastanza benigni, mentre altri combinano bassa produzione rinnovabile con alta domanda di riscaldamento. Poiché molti studi di pianificazione e scenari politici si basano su uno o pochi anni meteorologici, gli autori avvertono che si potrebbe sottostimare seriamente il rischio di siccità rare ma determinanti per il sistema.

Pianificare per un futuro rinnovabile resiliente

Per i non esperti, la conclusione è semplice: un’Europa alimentata da rinnovabili è possibile, ma deve essere progettata per sopportare lunghi periodi di vento e sole deboli. Combinare vento e solare all’interno dei paesi e collegare i paesi in modo più intenso attraverso la trasmissione riduce notevolmente la gravità e la durata dei periodi problematici, ma non li elimina. Gli autori sostengono che i pianificatori debbano tener conto esplicitamente di siccità multi-settimanali come l’evento 1996/97 quando dimensionano gli accumuli di lunga durata e altre opzioni di backup. Raccomandano inoltre di usare molti anni di dati meteorologici, orizzonti di pianificazione più lunghi che possano attraversare il Capodanno e metodi multi-soglia come la loro metrica della massa della siccità. Insieme, questi passaggi possono aiutare a garantire che un sistema elettrico più pulito sia anche affidabilmente robusto—even quando l’Europa affronta i suoi giorni più bui e calmi.

Citazione: Kittel, M., Schill, WP. Multi-threshold time series analysis enables characterization of variable renewable energy droughts in Europe. Commun Earth Environ 7, 242 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03251-2

Parole chiave: siccità delle energie rinnovabili, variabilità di vento e sole, accumulo di energia, sistema elettrico europeo, interconnessione di rete