Le fonti di energia rinnovabili sono fonti energetiche non soggette a esaurimento, perché naturalmente reintegrate in una scala temporale umana, da processi fisici. Esempi di fonti rinnovabili sono la luce solare, il vento, il ciclo dell'acqua, le maree, le onde e il calore geotermico e le biomasse. Le energie rinnovabili trovano applicazione principalmente nella produzione di energia elettrica. In minor misura nella climatizzazione degli edifici e nei trasporti (biomasse).
Descrizione
Le fonti di energia considerate "inesauribili", sono quelle che si rigenerano allo stesso ritmo, o con un ritmo superiore a quello con cui vengono consumate oppure non sono "esauribili" nella scala dei tempi "geologici". Alcune fonti rinnovabili hanno una capacità di rinnovo limitata: ad esempio le foreste, i cui alberi ricrescono, ma possono esaurirsi a causa di un eccessivo sfruttamento. Queste risorse energetiche sono sfruttabili senza pregiudicare la medesima possibilità da parte di generazioni future.
Le risorse energetiche rinnovabili sono disponibili in modo molto più diffuso ed uniforme rispetto alle fonti energetiche fossili e fissili, benché possano dipendere dal grado di insolazione, dal vento, dall'idrografia ecc, ma non comportano in genere conflitti militari o necessità di una gestione geopolitica per ottenerne la disponibilità.
L'implementazione delle energie rinnovabili e dell'efficienza energetica, si traduce in una mitigazione dei cambiamenti climatici e nei conseguenti benefici economici.
Solo due paesi sviluppati nel mondo, l'Islanda e la Norvegia, generano tutta la loro energia elettrica utilizzando energia rinnovabile, e solo grazie alla grande disponibilità di geotermia ed idroelettrico in rapporto alla popolazione. Alcuni altri (come la Danimarca e Svezia) hanno l'obiettivo di raggiungere il 100% di energia rinnovabile in futuro. La Danimarca nel 2025 ha prodotto il 92% della sua energia da fonti rinnovabili. Altri paesi hanno visto crescere progressivamente la propria quota di energia prodotta da fonti rinnovabili rispetto al totale, come la Germania che ha superato il 62% nel 2024 (mentre nel 2017 tale quota era circa del 34%). Nel 2025 in Germania, secondo i dati del Fraunhofer Institut, la fonte più grande nella generazione netta di energia elettrica è stata quella eolica, seguita dal solare (che ha superato per la prima volta la lignite). In Germania, la sostituzione degli impianti eolici con altri di nuova generazione e più efficienti hanno permesso l'aumento progressivo della potenza generata. Nel 2026 negli Stati Uniti per la prima volta la generazione da fonte solare ha superato quella del carbone. Sempre nel 2026 la potenza fotovoltaica installata in Cina ha superato quella del carbone.
In Italia, la quota di produzione di energia rinnovabile rispetto ai consumi lordi è stata del 19,6% nel 2023.
Le energie rinnovabili, assieme all'energia nucleare, sono fonti di energia alternative alle tradizionali fonti fossili e molte di esse hanno la peculiarità di non immettere nell'atmosfera sostanze inquinanti e/o climalteranti (come la CO2).
Le tecnologie rinnovabili possono essere utilizzate per la microgenerazione di energia elettrica, specialmente nelle aree rurali e remote o nei paesi in via di sviluppo.
I sistemi di energia rinnovabile stanno diventando rapidamente più efficienti e più economici, la loro quota di consumo totale di energia è in aumento.
Risorse rinnovabili
Le risorse rinnovabili, siano esse materiali o energetiche, sono risorse naturali che, per caratteristiche naturali o per effetto della coltivazione dell'uomo, si rinnovano nel tempo (ovvero a un tasso di rinnovamento maggiore o uguale al tasso di consumo/utilizzo) e possono essere considerate inesauribili, ovvero possono risultare disponibili per l'utilizzo da parte dell'uomo pressoché indefinitamente.
Per quanto attiene alle risorse "coltivabili" (foreste, pascoli e generalmente suoli agricoli), il mantenimento delle caratteristiche di rinnovabilità può dipendere anche dalle tecniche di coltivazione e dal tasso di sfruttamento del suolo.
Una risorsa rinnovabile si dice anche "sostenibile", se il tasso di rigenerazione della medesima è uguale o superiore a quello di utilizzo. Tale concetto implica la necessità di un uso razionale delle risorse rinnovabili ed è particolarmente importante per quelle risorse - quali, ad esempio, le forestali - per le quali la disponibilità non è indefinita, rispetto ai tempi d'evoluzione della civiltà umana sulla Terra, quali invece, ad esempio, le fonti solari o eoliche.
Le risorse rinnovabili presentano vantaggi, di cui i maggiori sono senza dubbio l'assenza di emissioni inquinanti durante il loro utilizzo e la loro inesauribilità. L'utilizzo di queste fonti non ne pregiudica dunque la disponibilità nel futuro e sono preziose per ottenere energia riducendo al minimo l'impatto ambientale. Per quanto riguarda le fonti rinnovabili di tipo energetico, si considerano tali: l'irraggiamento solare (per produrre energia chimica, energia termica ed energia elettrica); il vento (fonte di energia meccanica ed energia elettrica); le biomasse (combustione, in appositi impianti per generazione termica e cogenerazione di calore ed elettricità); le maree e le correnti marine in genere; le precipitazioni utilizzabili tramite il dislivello di acque (fonte idroelettrica).
In senso lato, si possono considerare "fonti" rinnovabili anche i "pozzi" termici utilizzabili per il raffrescamento passivo degli edifici: aria (se a temperatura inferiore a quella dell'ambiente da raffrescare - raffrescamento microclimatico); terreno (raffrescamento geotermico); acqua nebulizzata (raffrescamento evaporativo); cielo notturno (raffrescamento radiativo).
Le fonti di energia rinnovabili associate a tali risorse sono l'energia idroelettrica, solare, eolica, marina e geotermica. L'utilizzo di tali fonti è spesso sostenibile. Al contrario, le energie "non rinnovabili" (in particolare fonti fossili quali petrolio, carbone, gas naturale) possono esaurirsi nel giro di poche generazioni umane, da una parte a causa dei lunghi periodi di formazione e dall'altra parte a causa dell'elevata velocità alla quale vengono consumati.
È utile sottolineare come le forme di energia presenti sul nostro pianeta (con l'eccezione dell'energia nucleare, dell'energia geotermica e di quella delle maree) hanno quasi tutte origine dall'irraggiamento solare, infatti: senza il Sole non esisterebbe il vento, che è causato dal non uniforme riscaldamento delle masse d'aria, e con esso l'energia eolica; l'energia delle biomasse può essere considerata energia solare immagazzinata chimicamente, attraverso il processo della fotosintesi clorofilliana; l'energia idroelettrica, che sfrutta le cadute d'acqua, non esisterebbe senza il ciclo dell'acqua dall'evaporazione alla pioggia, innescato dal Sole; i combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale) derivano dall'energia del Sole immagazzinata nella biomassa milioni di anni fa attraverso il processo della fotosintesi clorofilliana.
Statistiche Nel 2023, le energie rinnovabili hanno fornito il 14,56% di energia primaria del consumo globale e il 30,24% di elettricità prodotta globalmente, che è a sua volta costituita dal 47,17% per il settore idroelettrico, dal 25,87% per l'eolico, dal 18,26% per il solare (fotovoltaico e termico) e dal 8,69% per le restanti fonti rinnovabili (tra cui geotermico, biomassa, rifiuti, moto ondoso e mareomotrice).
Gli impegni di investimento mondiale nelle energie rinnovabili ammontavano 322 miliardi di USD nel 2018,. con i Paesi dell'Asia orientale e del Pacifico (tra cui la Cina) che hanno contribuito per il 26% (principalmente nel solare fotovoltaico e nell'eolico onshore e offshore), i Paesi americani dell'OCSE (tra cui Stati Uniti d'America, Messico, Canada e Cile) per il 25% e i Paesi dell'Europa occidentale per il 18%.. Nel 2015 oltre la metà della capacità elettrica netta installata in tutto il mondo è stata rinnovabile.
A livello globale, nel 2019 sono stati stimati 11,5 milioni di posti di lavoro associati alle tecnologie delle energie rinnovabili, specialmente per il solare fotovoltaico, che si attesta un'aliquota del 33% dei posti di lavoro rispetto al totale delle rinnovabili.
Secondo il report IEA 2023, nel 2025 la produzione globale da fonti arriverà a 10.799 TWh, superando quella da carbone e costituendo più di un terzo dell'energia prodotta globalmente.
Energia rinnovabile, sostenibile e fonti alternative Esistono differenze tra "energia rinnovabile", "energia sostenibile" e "energie alternative": l'energia sostenibile è una modalità di trasformazione e uso dell'energia che permette uno sviluppo sostenibile, il che comprende l'efficienza energetica; le energie alternative sono fonti di energia alternative ai combustibili fossili, perciò rientrano le energie rinnovabili e l'energia nucleare.
Nell'Unione europea, la direttiva 2009/28/CE ha provveduto a fare chiarezza circa quali fonti siano da considerare rinnovabili:
Rientrerebbero in questo campo dunque le seguenti: energia solare solare termico e termodinamico solare fotovoltaico energia eolica energia idroelettrica energia geotermica energia o cogenerazione da acqua di falda energia da biomasse (o agroenergie) biocarburanti, gassificazione, biogas oli vegetali olio di alghe cippato energia marina energia delle correnti marine energia a gradiente salino (osmotica) energia mareomotrice (o delle maree) energia del moto ondoso energia talassotermica (OTEC) energia aerotermica gas di discarica gas residuati dai processi di depurazione.
Una distinzione che spesso viene fatta in tale ambito è quella tra fonti rinnovabili "classiche" (essenzialmente energia idroelettrica e geotermica) e fonti rinnovabili "nuove" (anche dette "NFER"), tra cui vengono generalmente incluse l'energia solare, eolica e da biomassa.
Nell'ambito della produzione di energia elettrica le fonti rinnovabili vengono inoltre classificate in "fonti programmabili" e "fonti non programmabili', a seconda che possano essere programmate in base alla richiesta di energia oppure no. Secondo la definizione del Gestore dei Servizi Energetici (GSE, anche conosciuto come GRTN), nel primo gruppo rientrano "impianti idroelettrici a serbatoio e bacino, rifiuti solidi urbani, biomasse, impianti assimilati che utilizzano combustibili fossili, combustibili di processo o residui", mentre nel secondo gruppo (non programmabili) si trovano "impianti di produzione idroelettrici fluenti, eolici, geotermici, fotovoltaici, biogas"fonte GSE - .
Talvolta, in alcuni ambiti, anche risparmio energetico ed efficienza energetica sono considerate - per estensione - "fonti rinnovabili"Maurizio Pallante, "L'uso razionale dell'energia. Teoria e pratica del negawattora", ISBN 88-339-1035-0, sebbene a rigore tali tematiche facciano parte dell'utilizzo razionale dell'energia, e non della loro produzione. Taluni, ancora, considerano questi due aspetti, legati all'uso piuttosto che alla produzione, all'interno della categoria dell'energia sostenibile.
La tematica si intreccia anche con il problema del riscaldamento globale e delle emissioni di CO2: una definizione parallela di energie rinnovabili riguarda quindi anche il fatto che esse non contribuiscano all'aumento dell'effetto serra (pur fra difficoltà di effettiva verifica delle emissioni effettive e reali di tutta la filiera energetica/produttiva), sebbene anche in questo caso sia più rigoroso parlare di energia sostenibile, essendo l'accento posto sugli effetti ambientali della produzione di energia, piuttosto che sulle fonti da cui viene ottenuta.
Energia nucleare da fissione