UN PROGRAMMA ENERGETICO CREDIBILE di Davide Balestri
Trovandomi di fronte l’ennesimo articolo propagandistico sulle rinnovabili, mi trovo costretto a dover spiegare perché le rinnovabili non contribuiranno mai significativamente all’approvvigionamento energetico di un paese.
Per cominciare bisogna capire come funziona la rete elettrica. La rete elettrica non trasferisce semplicemente energia, ma potenza e queste sono due cose distinte.
L’energia non sappiamo cosa sia, sappiamo solo che si manifesta in varie forme e che può essere trasformata. La sua unità di misura è il J(joule), ma noi utilizziamo più frequentemente il kWh(1kWh=3600kJ).
La potenza non è altro che l’energia trasferita per istante e la sua unità di misura è il W(Watt che sta per J/s, Joule su secondo). Fornendo una potenza di un kW ad un utilizzatore qualsiasi per un’ora arriveremo ad utilizzare 1kWh.
Se prendiamo una lampadina da 100W e le forniamo 1kWh di energia prima ad 1W e poi a 100W, otteniamo che nel primo caso la lampadina non si accende, e nel secondo sì.
La quantità di energia fornita è la stessa, ma gli effetti sono completamente diversi: nel primo caso abbiamo dilazionato l’utilizzo del kWh nel tempo, ossia abbiamo impiegato 1000 ore, nel secondo caso ne abbiamo impiegate 10. Ma nelle 1000 ore la lampadina non si è accesa un solo secondo, mentre è rimasta accesa per tutte le 10 ore.
La richiesta della rete elettrica è quindi una richiesta istantanea di energia, e quindi potenza è la parola chiave.
Avendo ben presente questo concetto possiamo esaminare il diagramma di carico giornaliero della rete elettrica.
La linea rappresenta la richiesta di potenza della rete elettrica nel corso della giornata, che l’ente fornitore(ad esempio l’ENEL), deve erogare attraverso l’attivazione dei processi energetici nelle varie centrali. Bisogna notare che la potenza erogata deve essere necessariamente pari a quella richiesta: se la potenza erogata fosse superiore, quella assorbita dagli utilizzatori va oltre quella nominale e si potrebbero avere dei problemi di sovraccarico(rottura dei dielettrici negli utilizzatori).
Se la potenza erogata in una determinata ora della giornata è inferiore a quella richiesta, si ha il balck out. Quindi bisogna poter controllare la potenza erogata adeguandola alla richiesta della rete nelle varie ore della giornata.
Viene garantita dall’ente fornitore una potenza di base rappresentata dalla linea tratteggiata PB, la quale è costante nel corso della giornata.
Quando al richiesta da parte della rete è inferiore, si hanno delle eccedenze di potenza, le quali vengono smaltite da centrali di pompaggio, che garantiscono la prevalenza necessaria a pompare l’acqua da laghetti a valle a bacini di centrali idroelettriche perché l’energia potenziale dell’acqua accumulata qui, venga sfruttata per le punte di carico.
Nel corso della giornata si hanno poi due “punte di carico” che devono essere soddisfatti avviando processi energetici in altre centrali, prevalentemente idroelettriche, le quali hanno un facile avviamento e si prestano molto alle regolazioni di carico.
Tutto questo ci dimostra come la potenza erogata abbia bisogno di un rigido controllo da parte dell’ente fornitore.
Il problema delle rinnovabili “solari”(eolico e fotovoltaico), anche volendo trascurare le basse potenze che mettono in rete, nonché gli alti costi di una tecnologia poco efficiente, è il fatto che sono intermittenti e casuali: noi non possiamo sapere quando il vento soffia o quando il cielo è sereno. Questo è altamente problematico perché la potenza da loro erogata non è regolabile, quindi, se le pale eoliche non girano o il cielo è nuvoloso, si ha un calo di potenza notevole, che, se non fosse sopperito da centrali convenzionali, porterebbe al black out. In Germania il settore eolico e quello nucleare hanno la stessa potenza nominale installata,(cioè che se tutte le pale eoliche, funzionassero a pieno carico la potenza generata sarebbe la stessa dell’intero settore nucleare) ma il nucleare soddisfa il 38% del fabbisogno tedesco e l’eolico solo il 5%.
Dunque finché non ci sarà modo di accumulare l’energia eolica e fotovoltaica in quantità sufficienti per rimediare ai loro cali di potenza, non sarà mai possibile prendere in considerazione il fotovoltaico e l’eolico come “energie del futuro”. Infatti in una rete elettrica non viene accumulata energia(se non in quantità trascurabili), ma essa viene consumata nello stesso momento dell’immissione nella rete: questo è il significato di trasmissioni di potenza. Quando gira una turbina collegata ad un generatore, si genera corrente sulla rete elettrica che trasferisce quasi istantaneamente potenza agli utilizzatori (non esiste nulla di istantaneo, ma si ha uno scarto di diversi ordini di grandezza inferiore al secondo, quindi molto piccolo).
Vista l’inadeguatezza delle rinnovabili solari, occorre utilizzare fonti che possano mettere in rete la giusta potenza nel momento in cui ce n’è bisogno.
In conclusione un programma energetico credibile deve essere basato sullo sfruttamento delle tecnologie già collaudate e pronte all’uso per fornire energia nella modalità che richiede il suo sistema di trasmissione.
-La potenza di base dovrà quindi essere fornita da centrali termoelettriche a carbone nei prossimi venti anni, e, quando sarà pronto un settore competitivo, da nucleare. Questo perché questa forma di centrale richiede tempo per l’avviamento e raggiungimento di una condizione stazionaria.
-I picchi di potenza dovranno invece essere soddisfatti dalle centrali idroelettriche, in quanto non richiedono grandi tempi di avviamento, e la potenza immessa è facilmente regolabile dalla portata acqua che defluisce verso valle, il che le rende la miglior forma di sistema di approvvigionamento energetico.
Davide Balestri – Gruppo Tecnico-Scientifico
Per approfondire l’argomento consiglio i libri del prof. Franco Battaglia “L’Illusione dell’Energia dal Sole” e “Energia Nucleare? Sì, per favore…”
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