Kitegen: a che punto siamo?

di Ugo Bardi

Il Kitegen, nuova tecnologia eolica di alta quota, ha effettuato in questi giorni i primi voli controllati del sistema detto “Stem” in una configurazione vicina a una che potrebbe produrre energia utile. Ne potete vedere un filmato qui. Pur con tutte le cautele del caso, è un progresso che fa ben sperare. E’ tempo, allora, di riassumere un po’ la situazione.

 

Il mio collega (e amico) Antonio Turiel ha pubblicato qualche mese fa un post dal titolo “non ci sono miracoli nella scienza.” E’ un’affermazione profondamente corretta, come si rendono conto tutti quelli che si occupano professionalmente di ricerca e sviluppo. Purtroppo, la crisi in cui ci troviamo ha spinto invece molta gente a ridursi a sperare nei miracoli. Sarebbe bello se si potesse ottenere energia in abbondanza ignorando le leggi della fisica e mettendo insieme aggeggi strani, ma, alla fine, uno si trova in mano soltanto delle grandi delusioni.

Nel mondo reale, lo sviluppo di nuove tecnologie richiede tempo, fatica e risorse; oltre alla consapevolezza che non si possono fare miracoli. Ma le prospettive sono buone per chi lavora seriamente. L’energia solare che arriva tutti i giorni sul nostro pianeta è circa 10.000 volte più grande di quella che produciamo oggi in tutto il mondo. Se riusciamo a sfruttarne anche una piccolissima parte, e a sfruttarla saggiamente, non ci sono e non ci saranno problemi energetici per il futuro.

Ci sono molti modi per sfruttare questa energia che si manifesta principalmente in forma di sole e di vento. Fra queste, le turbine eoliche tradizionali sono una tecnologia che funziona abbastanza bene, ma possono sfruttare soltanto quella frazione di vento che soffia ad altezze che si possono raggiungere con una torre eolica. Quasi tutto il vento, con tutta la sua energia, sta molto più in alto. Allora, nasce l’idea di andare più in su, mandando in quota un aquilone per raccogliere l’energia e trasmetterla a un generatore a terra.

Questo è il concetto di base dell’idea dell’ “eolico di alta quota” di cui il Kitegen è una realizzazione pratica. A partire dall’idea iniziale di Massimo Ippolito, il progetto Kitegen si è gradualmente sviluppato fino ad arrivare al punto attuale, quando, proprio in questi giorni, abbiamo visto i primi voli del sistema detto “Stem” in una configurazione abbastanza simile a quella che potrebbe essere un sistema operativo.  E’ un risultato che fa ben sperare nel futuro di una tecnologia che potrebbe avere eccellenti efficienze di conversione.

Il Kitegen non è il solo progetto in corso nel mondo – anche se è fra i più avanzati –  sul concetto di “eolico di alta quota.” Ce ne sono molti altri e l’idea si sta espandendo rapidamente. Se andate a vedere il sito dell’ultimo congresso internazionale a Leuven nel 2011, vi potete fare un’idea del rapido sviluppo della tecnologia.

Come sempre, tuttavia, occorre una certa cautela. La tecnologia eolica di alta quota è estremamente promettente ma ancora a uno stadio iniziale. Ci vorrà ancora tempo prima di validarla e arrivare a una commercializzazione. Questo richiederà anche investimenti non piccoli – non c’è niente di gratis a questo mondo; nemmeno i miracoli.

Se poi la tecnologia dell’eolico di alta quota manterrà tutte le sue promesse, sarà un grande risultato. Ma non facciamo l’errore di sperare nei miracoli. Dobbiamo comunque ricordarci che viviamo su un pianeta finito e che nessuna tecnologia ci potrà mai permettere di continuare a crescere all’infinito. Teniamolo presente e andiamo avanti.

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Trovate qui il blog del kitegen. Qui e qui trovate due miei articoli che descrivono il potenziale dell’eolico di alta quota.

 

 

 

Un milione di posti di lavoro in meno

Di Ugo Bardi

 

Vi ricordate degli slogan di solo qualche elezione fa? “Un milione di nuovi posti di lavoro.” Sicuramente era un’esagerazione ma, perlomeno, andava nella giusta direzione.

Bene, ultimamente sembra che i governi, nazionali e locali, si siano messi d’accordo per distruggere quanti più posti di lavoro possibile – magari non proprio un milione, ma insomma un buon numero. A livello nazionale, il governo sta facendo tutto il possibile per distruggere l’industria fotovoltaica che negli ultimi tempi era rimasta l’unica che riusciva a crescere e a creare lavoro.

Ma sembra che anche a livello locale si stia facendo il possibile per fare qualcosa del genere. A Firenze, il comune si è messo d’impegno ad affossare un primato che la città aveva dal tempo del sindaco Primicerio, quello di una città che faceva tutto il possibile per favorire i veicoli elettrici: silenziosi e non inquinanti. Di più, come ci racconta Massimo De Carlo, le ultime normative escludono esplicitamente dai benefici i veicoli retrofittati – ovvero veicoli trasformati da convenzionali in elettrici.

Ora, questo tipo di trasformazioni ha tantissimi vantaggi, per esempio non richiede di rottamare un vecchio veicolo per costruirne uno nuovo. E la trasformazione richiede manodopera; ovvero crea lavoro qui in Italia – al contrario di comprare il veicolo già fatto in Corea o a Taiwan. E, ovviamente, i nostri amministratori non trovano di meglio che fare del loro meglio per affossare una buona idea. Ci deve essere qualcosa nella politica che la rende l’arte di prendere sempre la decisione sbagliata

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Articolo di Massimo de Carlo su “Mondo Elettrico

Firenze e i veicoli elettrici. No alla conversione elettrica. Firenze, la Toscana, l’Italia – prima parte.

Ricordate che all’inizio del mese avevamo affrontato,  nel post intitolato  Firenze, nessun incentivo all’acquisto di veicoli elettrici,  l’argomento degli incentivi destinati (si fa per dire) ai veicoli elettrici  .

Firenze è stata la prima città al mondo a stanziare contributi per l’uso (quindi l’acquisto) di veicoli elettrici a due, tre, quattro ruote. Piccoli o grandi contributi su ogni singolo ‘articolo’ in base al prezzo di listino. Una importante comunicazione di indirizzo programmatico recepita da una comunità cittadina del tutto conscia del fatto che fosse necessario cambiare paradigma per la mobilità privata e non al fine di migliorare le condizioni di vivibilità. L’aria era satura di particolato atmosferico e il rumore cresceva col crescere del traffico veicolare imperante. I veicoli con motore termico distruggono i monumenti e la salute dei cittadini. Passare all’elettrico era ed è l’unica soluzione possibile ed auspicabile. La comunicazione, come dicevo, da parte dell’Amministrazione era quella di consentire l’accesso al centro storico, o meglio entro la cerchia dei viali, solo ai veicoli elettrici a partire  dall’anno 2000. Ricordo ai lettori che eravamo nel 1996/1997. Quindi una comunicazione chiara e definita, un programma, una finalità concreta con una tempistica sufficiente per organizzarsi.

Lasciamo perdere quello che è avvenuto dopo (ovvero perché ciò non è avvenuto)  e torniamo ai giorni nostri.
Il fondo destinato all’acquisto di veicoli elettrici destinato ai cittadini e alle aziende dal ’97 si è più volte esaurito e più volte è stato ricostituito. Adesso è definitivamente essiccato e, come sappiamo per certo non verrà riattivato per volontà dell’attuale Amministrazione. Un ultimo sussulto si è avuto con la stesura dell’ultima (sterile) stesura di un Protocollo che, leggendolo, ci ha incuriosito alquanto. Ne parliamo adesso.

I vecchi Protocolli seguono una linea storica del tutto coerente; si aggiustano i contributi; si aggiorna l’entità del contributo per ogni categoria di veicolo elettrico. Per le bici con aiuto di pedalata un tot, per i quadricili un tot, per le auto e i furgoni due tot. Nell’ultimo (sterile) Protocollo c’è una aggiunta piuttosto strana e, oserei dire, biasimevole, se mi è consentito utilizzare il termine .

Entriamo ancor più nello specifico andando a leggere i vecchi Protocolli. L’ultimo, attivo fino ad esaurimento, i precedenti e lo sterile ultimissimo.

L’ultimo:

a) € 200 per le biciclette a pedalata assistita, dotate di un motore ausiliario elettrico, così come indicato dalla legge n.14 del 3/2/2003;
b) € 300 per ciclomotore a 2/3 ruote (peso inferiore ai 100 kg batterie comprese);
c) € 750 per ciclomotore tradizionale a 2/3 ruote (peso superiore ai 100 kg batterie comprese);
d) € 500 per veicoli ¾ ruote trasporto persone omologate con velocità inferiore o pari ai 25 km/h;
e) € 1.000 per veicoli ¾ ruote trasporto persone omologate con velocità superiore ai 25 km/h;
f) € 1.000 per veicoli ¾ ruote trasporto merci aziendali omologate, se il costo del veicolo al netto di Iva e privo di accessori e allestimenti è inferiore alla somma di Euro 10.329,14;
g) € 3.000 per veicoli ¾ ruote trasporto merci aziendali omologate, se il costo del veicolo al netto di Iva e privo di accessori e allestimenti è superiore alla somma di Euro 10.329,14.

E’ previsto anche un contributo ulteriore, facoltativo, di € 100 per la rottamazione di un ciclomotore a benzina non catalizzato (Euro 0), consegnato durante l’acquisto del mezzo elettrico (biciclette, ciclomotori, veicoli ¾ ruote trasporto persone) al concessionario, rivenditore o direttamente a impresa di rottamazione. I costi della rottamazione sono a carico dell’acquirente

L’ultimissimo (sterile), andando a leggere il suo ‘disciplinare tecnico’, l’ ‘Allegato alla Delibera di Giunta Comunale n. 2010/G/00459 del 15/12/2010’, evidenzio le parole che mi hanno colpito in quanto sono un ‘di più’ un’aggiunta rispetto ai testi dei passati Protocolli.

I contributi vengono erogati per l’acquisto, anche in leasing, di:
a. Bicicletta elettrica, nuova di fabbrica, a pedalata assistita dotata di motore ausiliario
elettrico, così come definito dalla L. n. 14 del 03.02.2003, impiegata per uso privato o
professionale per il trasporto di persone o cose
Importo: 30% della spesa sostenuta, fino ad un massimo di € 200,00
b. Ciclomotore con cilindrata fino a 50 cc 4 tempi EURO 2 o motociclo 4 tempi fino a 250 cc
EURO 3 conforme alla direttiva 2002/51/CE fase B, e successive,
nuovi di fabbrica e di
prima immatricolazione
. È obbligatoria la rottamazione di veicolo circolante, ai sensi del
successivo art. 7
Importo: € 200,00
c. Ciclomotore elettrico, nuovo di fabbrica e di prima immatricolazione, di tipo tradizionale a
2 o 3 ruote con potenza nominale del motore superiore a 1000 watt
Importo: € 750,00
d. Autovettura elettrica o ibrida (dotata di motore termico ed elettrico),
nuova di fabbrica e
di prima immatricolazione
, destinata al trasporto persone.
Importo: € 2.000,00 con rottamazione obbligatoria di veicolo circolante ai sensi di quanto
previsto al successivo art. 7
€ 1.000,00 senza rottamazione
e. Veicolo commerciale leggero (N1) elettrico o ibrido (dotato di motore termico ed
elettrico), nuovo di fabbrica e di prima immatricolazione, destinato al trasporto di cose ed
avente massa massima non superiore a 3,5 T
Importo: € 6.000,00 con rottamazione obbligatoria di veicolo circolante ai sensi di quanto
previsto al successivo art. 7
€ 3.000,00 senza rottamazione



Letto?

“… nuovo di fabbrica e di prima immatricolazione”


Perché questa modifica?

Per quale motivo?

Si è dichiaratamente schierati contro il retrofit e la conversione elettrica. Errore, grosso errore.
 

Vive la France! Vive l’énergie solaire!

Post di Marco Pagani dal blog “Ecoalfabeta”

 

La vittoria di Hollande in Francia rilancia il fotovoltaico

 

Lunedì 7 Maggio 2012, 13:17 di

La vittoria del socialista Hollande nelle elezioni presidenziali dà nuovo ossigeno all’industria fotovoltaica francese che era stata assurdamente penalizzata durante il quinquennio di Sarkozy

Fotovoltaico Italia Francia.jpg

Il grafico qui sopra è particolarmente imbarazzante per la Francia e il suo consueto desiderio di grandeur: la potenza installata nel fotovoltaico a fine 2011 ha superato di poco i 2 GW, un sesto di quanto realizzato in Italia.

Durante la sua campagna elettorale, il neo-presidente Hollande ha duramente criticato la scelta miope di Sarkozy di tagliare i finanziamenti al fotovoltaico, e punta a rafforzare fortemente questo settore; con una punta di gallico orgoglio  sottolinea che il fotovoltaico è in qualche modo un’energia francese, dal momento che l’effetto fotoelettrico venne scoperto da Antoine Becquerel nel XIX secolo insieme al figlio Edmond. (1)

Hollande fa notare che gli investimenti per la ricerca nel campo del fotovoltaico sono ridicoli rispetto a quelli per il nucleare e che gli impiegati nel settore in Francia sono appena 40000 a confronto dei 230000 della Germania.

Si tratta inoltre di incoraggiare la filiera FV francese, che dopo essere stata illusa con gli incentivi, è stata bruscamente ridimensionata da decisioni del governo Sarkozy nel 2010 (qualcosa del genere potrebbe accadere in Italia con il 5° conto energia).

Gli economisti dovrebbero iniziare a capire che la dicotomia non è tra partito del rigore e partito della spesa, ma partito delle rinnovabili e partito dello sviluppo insostenibile.

(1) Al momento il sito di Hollande, probabilmente per prevenire un crash per eccesso di traffico, mostra solo un grande MERCI. Appena disponibile, inserirò il link alla pagina del fotovoltaico

Link utili:

Benvenuto M. Hollande (e tanti saluti al nucleare)

Elezioni Francia 2012: il video dell’ultima sfida

Presidenziali Francia: Sarkozy finanziato dai Gheddafi

Hollande ottiene il voto centrista e va verso la vittoria

Buonanotte, Godzilla! Il Giappone spegne le centrali nucleari

di Ugo Bardi

L’unica nazione al mondo ad aver subito un bombardamento atomico, i Giapponesi hanno sempre avuto una visione ambigua e contraddittoria nei riguardi dell’energia nucleare. Un po’ un’energia salvifica in un paese con scarse risorse minerali, un po’ una mostruosità che un giorno o l’altro si sarebbe rivoltata contro di loro. Le paure inconsce dei Giapponesi riguardo al nucleare si sono espresse già negli anni 1950 con il personaggio di “Godzilla” – apparso per la prima volta nel 1954. Un gigantesco mostro creato dalle radiazioni atomiche e che aveva come passatempo preferito quello di distruggere Tokyo a furia di pestoni e soffiate di fuoco.

Nella serie dei film giapponesi su Godzilla, alla fine il mostro  si impegnava a difendere il Giappone da una serie di ulteriori mostri nucleari, ma non diventava mai veramente “buono.” Su questo punto la diffidenza rimaneva e rimane forte e l’immaginario giapponese non è mai arrivato a proporre la completa trasformazione del genio nucleare che invece ci veniva proposta negli Stati Uniti con l’introduzione del “Nostro Amico Atomo” di Walt Disney, uscito pochi anni dopo (1957) la prima apparizione di Godzilla.

Oggi, il Giappone sembra aver completato il ciclo e messo a dormire per sempre il mostro atomico. Per la prima volta dalla loro introduzione, nel 1970, le centrali nucleari sono state completamente spente. Non sappiamo se Godzilla, il mostro nucleare, si sta semplicemente facendo un pisolino oppure se è entrato in un letargo di lungo periodo, forse anche per sempre. Questo, soltanto il futuro ce lo potrà dire, ma è un fatto che il Giappone sta dimostrando che è possibile per una società molto evoluta e complessa sopravvivere senza energia nucleare. Ma non basta spegnere le centrali: bisogna anche dimostrare che è possibile sostituire l’energia nucleare con altri tipi di energia, pulita e rinnovabile. Questa è la grande sfida che il Giappone sta affrontando e che, per fortuna, è attrezzato anche per vincere con il suo altissimo potenziale di ricerca e sviluppo tecnologico.

Qui di seguito riporto un articolo di Massimo De Carlo sullo spegnimento delle centrali giapponesi. Per una cosina parecchio dissacrante su Godzilla, cliccate qui.

 

 Oggi il Giappone spegne l’ultima centrale nucleare

Come si prefigurava in un post precedente, The end. La repentina morte del nucleare giapponese?,  il Giappone spegne l’ultima centrale nucleare in questo fine settimana.

Il 5 Maggio,oggi, verrà spento l’ultimo reattore nucleare ancora all’opera un anno dopo lo sfregio procurato dallo tsunami e dal disastro nucleare di Fukushima. La nazione dovrà sopravvive per tutta l’estate e convivere con la penuria di energia elettrica.

Come racconta anche il quotidiano online Asahi Shimbun, il Giappone si troverà senza nucleare per la prima volta dal 1970 mettendo sulla difensiva i produttori di energia elettrica. L’opposizione al nucleare è molto attenta a sfruttare l’occasione che si presenta qualora si dimostri che la produzione di energia è  sufficiente per soddisfare le esigenze del Giappone nei mesi estivi quando vi sarà il picco di domanda .

Potrebbe essere la fine del nucleare? Si, potrebbe essere”, ha detto Andrew DeWit, professore alla Rikkyo University di Tokyo, che studia le politiche energetiche. “Questa è la ragione per cui la gente sta combattendo fino alla morte.”

Il Giappone è riuscito a superare brillantemente l’estate dello scorso anno, senza interruzioni, imponendo limiti nell’uso nel periodo immediatamente successivo al terremoto e allo tsunami. Le fabbriche utilizzato l’energia di notte e nei fine settimana per evitare di mettere troppo stress sulle reti elettriche del paese. Un successo simile quest’anno indebolirebbe la tesi dei sostenitori del nucleare. 

“I sondaggi non sono favorevoli al nucleare“, ha detto DeWit. “Una volta  passata l’estate senza reattori, come si potrà riaccenderli? ”

Il Giappone ha (aveva) 54 reattori nucleari. Uno per uno le centrali nucleari del paese sono state chiuse per manutenzione programmata e il riavvio è stato impedito dalla crescente preoccupazione dell’opinione pubblica sulla loro sicurezza.

L’ultimo in funzione, il reattore n ° 3 Tomari di Hokkaido Electric Power Co. nel nord del Giappone, è in programma di spegnimento il 5 maggio,oggi.

Gli attivisti anti-nucleare celebreranno l’evento con manifestazioni di giubilo durante il fine settimana.

L’energia nucleare ha fornito quasi il 30 % dell’energia elettrica prima del disastro dell’11 marzo 2011.

Fino a quel momento, il Giappone aveva intenzione di aumentare la quota di produzione dal nucleare a oltre il 50 % entro il 2030.

Un anno dopo, il livello di preoccupazione del pubblico circa la sicurezza del settore è tale che il governo sta ancora lottando per trovare una politica a lungo termine sull’energia, un ritardo che può avere un profondo impatto sull’economia e sottolineando quanto sia costoso passare ad un futuro post-nucleare.

Un sondaggio dell’agenzia di stampa giapponese lo scorso fine settimana ha circa il 60 % della popolazione è contro il riavvio dei due reattori.

La maggior parte dei sindaci e dei governatori delle comunità di cui si trovano ospitati gli impianti nucleari vogliono garanzie di sicurezza oltre agli stress-test prima di accettare di riavvio.

In definitiva, l’economia del Giappone, sostengono alcuni, già indebolita da anni di deflazione, potrebbe soffrire se i reattori non verranno riavviati.

Il Giappone ha visto salire le importazioni di gas naturale liquefatto del 18 % in volume e del 52 % in valore economico fino a 5,4 trilioni di yen ($ 67 miliardi) per l’anno fiscale terminato alla fine di marzo.

L’energia da fonti rinnovabili rappresentano circa il 10 % della produzione di energia elettrica del Giappone, la maggior parte di che da dighe idroelettriche. L’energia eolica e solare insieme contribuiscono solo per l’1 %.

A livello mondiale, c’è stato uno spostamento anti nucleare con la decisione di abbandono da parte  della Germania, Italia e Svizzera, forse anche il Belgio, che porta l’Agenzia internazionale dell’energia atomica a rivedere verso il basso le sue previsioni per la crescita del settore. In controtendenza sono gli Stati Uniti, Cina e India che ancora hanno in programma di aumentare il numero di reattori.

Alcuni analisti dicono che il governo non ha intenzione di mettersi contro l’opinione pubblica a meno che non decida di ammettere che l’energia nucleare sia assolutamente sicura.

Le pale eoliche causano il cambiamento climatico?

Argomenti contro le varie fonti energetiche: per le pale eoliche “sono vicine a casa mia!”

 

E’ uscito in questi giorni un articolo intitolato: Impacts of wind farms on land surface temperature (impatti dei parchi eolici sulla temperatura del terreno) di Zhou et al.. L’articolo è interessante ed è pubblicato su una rivista seria: Nature Climate Change. Quello che dice è, sostanzialmente:  “I nostri risultati mostrano un riscaldamento significativo, fino a 0.72 °C all’anno, specialmente di notte, sopra i parchi eolici in confronto alle zone limitrofe. Secondo il riassunto della BBC, “Di notte, l’aria a una certa altezza tende ad essere più calda che sul terreno. Dr. Zhou e i suoi colleghi ritengono che le pale delle turbine rimescolano semplicemente l’aria, mescolando aria fredda e calda e portando un po’ dell’aria calda che sta in alto fino al livello del suolo.

Insomma, niente di drammatico: è un effetto locale di rimescolamento dell’aria che NON ha effetti su larga scala sul clima. Ovviamente, tuttavia, i negazionisti climatici ci sono andati a nozze appena hanno visto una possibilità di dir male delle odiate energie rinnovabili. Qualcuno, come Tim Worstall, non ha avuto remore a intitolare il suo post sull’argomento come “Le turbine eoliche causano il cambiamento climatico.” Un’altro che ha commentato è stato Alan Watts di “What’s up with that” che, per la verità, c’è andato abbastanza cauto nel suo articolo. Ma se leggete i commenti, vedrete che un sacco di gente ha capito la storia a modo suo, sostenendo che le pale eoliche producono riscaldamento a causa della loro inefficienza di conversione del vento in energia elettrica.

Ma queste sono pure fesserie: le pale eoliche non sono motori termici, l’energia del vento si deve conservare – si può solo trasferire da una zona a un’altra dell’atmosfera. Purtroppo, però, queste cose vengono sempre capite al contrario da chi parte prevenuto nei riguardi delle rinnovabili. Aspettiamo allora con fiducia che la leggenda delle pale eoliche che cambiano il clima terrestre appaia anche nei siti dei nostri negazionisti climatici.

Alla fine dei conti, tutto quello che facciamo ha un impatto sugli ecosistemi planetari. E’ noto da molto tempo che, su scale molto ampie, anche i parchi eolici potrebbero avere un modesto impatto sul clima (come potete leggere in questo articolo di Wang e Prinn). I risultati del lavoro di Zhou e colleghi non aggiungono molto a quello che sappiamo già, facendoci soltanto notare che l’effetto di rimescolamento dell’aria può causare cambiamenti del microclima locale all’interno dei parchi.

Tutto questo non cambia niente al fatto che un kWh prodotto da una turbina eolica è enormemente meno impattante di un kWh prodotto da una centrale a carbone o a gas. Ricordiamocelo!

 

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Nota aggiunta dopo la pubblicazione. C’è un interessante articolo sul “Washington Post” su questo argomento dove, in aggiunta a ribadire che le pale eoliche NON cambiano il clima si fa notare come gli agricoltori americani usino in certi casi dei ventilatori giganti per evitare che il freddo notturno danneggi le coltivazioni. Quindi, il cambiamento di microclima causato dai parchi eolici potrebbe essere positivo per l’agricoltura!

 

Rischi nucleari dopo il picco del petrolio

Alle volte, l’energia nucleare è vista come qualcosa che potrebbe salvarci dal picco del petrolio. In realtà, il picco del nucleare e il picco del petrolio stanno arrivando insieme. Con un gran numero di impianti obsoleti e da smantellare, qualsiasi cosa si faccia a partire da oggi è inevitabile che la produzione di energia nucleare vada a calare nel futuro, indipendentemente dal disastro di Fukushima.

A parte questo, il dopo-picco ci porta una serie di problemi con l’energia nucleare che fino ad ora non erano stati previsti. Dove trovare le risorse per lo smantellamento di un gran numero di impianti in un arco di tempo di parecchi decenni? Come gestire scorie radioattive che resteranno tali per millenni?

In aggiunta, Dmitri Orlov, nel suo blog “ClubOrlov” solleva un problema che finora non era stato posto; i paesi che usano energia nucleare rischiano un evento tipo Fukushima anche senza un maremoto distruttivo. Il raffreddamento delle centrali nucleari in caso di blackout dipende in modo critico dalla disponibilità di gasolio, che sta diventando sempre più costoso. Nel caso di un black-out prolungato, non è ovvio che sia possibile mantenere il raffreddamento per un tempo sufficiente e la centrale potrebbe andare in meltdown, proprio come Fukushima. Già oggi stiamo correndo dei grossi rischi, nel futuro, questi problemi non potranno che aggravarsi.

Ecco cosa dice Orlov (traduzione di Teresa Dentamaro):

[Nel futuro sarà necessario] spegnere le centrali nucleari prima che la rete elettrica vada in black out e vadano in fusione del nocciolo come quella di Fukushima Daiichi, avvelenando la terra e il mare tutto intorno per migliaia di anni. La rete elettrica sta già avendo dei cali: la percentuale di interruzioni della corrente elettrica è aumentata esponenzialmente negli Stati Uniti. Proprio di recente un’importante zona del centro di Boston è rimasta al buio per l’esplosione di un trasformatore. La risposta è stata quella di attivare generatori diesel per fornire luce di emergenza.

I trasformatori all’interno della rete sono vecchi, qualche volta di decenni, costruiti oltremare ed essendo costosi non ci sono molti pezzi di ricambio a disposizione. Con il procedere dell’invecchiamento dell’infrastruttura (cosa che accade e che continuerà ad accadere non essendoci soldi per rinnovarla) questi incidenti accadranno con maggior frequenza, mettendo sempre più sotto pressione i vecchi generatori diesel che sono pochi e costosi. Accade che già adesso questi generatori di emergenza siano usati non solo nelle emergenze ma per supplire a lacune nella produzione di corrente in rete durante le ore di massima richiesta. Il gasolio è già usato in mare e nel trasporto su terra, così come nella maggior parte dei macchinari pesanti e non ce n’è a sufficienza disponibile nel mondo, quindi l’idea di rimpiazzare la rete elettrica con generatori diesel locali conduce ad un problema molto serio già nell’immediato. E in effetti, esaminando molti rapporti sulla penuria di diesel nel mondo, il problema esiste già.

Un black out esteso è fatale per un impianto nucleare. Senza una rete da alimentare, i reattori devono essere spenti ma hanno ancora necessità di essere raffreddati per evitare che si arrivi alla fusione. L’elettricità necessaria ad alimentare le pompe di raffreddamento viene dall’impianto stesso, o dalla rete elettrica o, se entrambi sono in black out – avete indovinato – dai generatori diesel. Di solito c’è disponibilità di gasolio solo per alcuni giorni; dopo, l’acqua di raffreddamento va in ebollizione, il rivestimento in zirconio delle barre di combustibile nucleare va a fuoco e tutto si fonde divenendo tanto radioattivo non solo da non potercisi avvicinare, men che meno decontaminarlo.

Peggio ancora, la maggior parte dei 100 circa impianti nucleari negli Stati Uniti sono pieni di barre di combustibile esaurito. Questo combustibile non è più così potente da generare elettricità ma una gran parte di esso è ancora molto caldo; per questo le barre sono tenute in piscine d’acqua che deve essere forzata a circolare e a raffreddarsi per evitare che inizi a bollire. Il combustibile esaurito contiene scorie che abbracciano l’intera tavola periodica degli elementi, molte di esse sono sia radioattive che tossiche. Se l’acqua bolle, le barre di combustibile bruciano spontaneamente, coprendo l’ambiente circostante con una cappa di prodotti tossici e radioattivi da scorie nucleari. La soluzione consiste nel pescare le barre fuori dalle vasche, sistemarle in fusti asciutti e seppellirle in terreni a formazione geologicamente stabile e in zone non sismiche. Questo è un processo lento e costoso, per il quale al momento non ci sono soldi.

 

Si può ottenere petrolio dai rifiuti?

Di Ugo Bardi


Nonostante tutte le varie leggende che girano sul web, il petrolio NON è fatto di dinosauri morti. Però è vero che viene dalla decomposizione della materia organica. Allora, non sarebbe possibile ripetere lo stesso processo oggi, magari con i rifiuti urbani?

 

In un post precedente, ho esaminato la storia della “Petroldragon”, la ditta di Andrea Rossi che negli anni 1980 proclamava di essere in grado di essere in grado di produrre petrolio dai rifiuti. Rossi lo conosciamo più che altro oggi per la storia dell’ E-Cat, il preteso reattore nucleare da scaldabagno ma, con la sua Petroldragon, Rossi era partito con idee quasi altrettanto grandiose e approdando a un simile fallimento. A parte il fallimento di Rossi, tuttavia, ci potremmo domandare se non sarebbe veramente possibile, in qualche modo, ottenere petrolio dai rifiuti. In fondo, perché no? A differenza del caso dell’ E-Cat, fare petrolio dalla materia organica non va contro nessuna legge della fisica. Sappiamo che il petrolio deriva da materia organica morta; in un certo senso deriva dai rifiuti; sia pure non da rifiuti prodotti dagli esseri umani. Sarebbe possibile riprodurre questo processo in un reattore chimico? Sarebbe un bel modo di ottenere un supplemento di produzione petrolifera in un momento difficile come l’attuale. Il problema, però, è sempre il solito. Fare petrolio dai rifiuti non è impossibile, ma è complicato e costerebbe talmente caro che non ne vale la pena.

Per spiegare la faccenda, riguardiamoci quello che sappiamo sulla formazione del petrolio. Anche questo è un argomento infestato da imbroglioni e fanatici; specialmente quelli che diffondono la leggenda chiamata “petrolio abiotico.” Ma un secolo e più di studi ci hanno insegnato come funziona la “diagenesi petrolifera,” ovvero la formazione del petrolio dal processo di sedimentazione. In sostanza, il petrolio si forma da materiale biologico che sedimenta sul fondo di un mare o di un oceano. Perché questo avvenga, occorrono condizioni abbastanza particolari, dette “anossiche”; ovvero occorre che ci sia poco ossigeno. Se c’è ossigeno, i batteri ossidano rapidamente la materia organica che sedimenta e non c’è modo per questa di accumularsi in quantità sufficienti per formare petrolio. Ma in certi periodi storici e in certe aree specifiche, ci sono state condizioni che hanno creato l’accumulo di una gran quantità di materia organica sul fondo del mare. Questa materia organica si è gradualmente trasformata un una sostanza che chiamiamo “kerogene” che, per molti aspetti, somiglia al comune compost che si usa in agricoltura. E’ dal kerogene che poi, per compressione ad alta temperatura si forma il petrolio che oggi estraiamo. Se vi interessa farvi un’idea di che cos’è il kerogene, ecco un immagine (da Aanda.org)  di un tipo di kerogene (ce ne sono tre tipi principali e molti sotto-tipi; è roba tosta)

Quindi, uno dei modi per fare petrolio è di sottoporre il kerogene ad alte pressioni e temperature – in effetti lo si fa partendo da quelle sostanze naturali che sono chiamate “scisti bituminosi” che ne contengono gran quantità. E’ costoso, ma funziona. Lo potremmo fare anche dai rifiuti? Dopo tutto, dai rifiuti si fa compost; e abbiamo detto che il kerogene è una specie di compost. Allora, non potremmo ottenere petrolio dal compost; che sia da rifiuti o da scarti agricoli?

Purtroppo no. Avete voglia di divertirvi a strizzare e bruciacchiare il compost agricolo o da rifiuti, ma di petrolio non ne verrà fuori per niente o, al massimo, in una quantità infinitesimale. Il problema è che il kerogene si “ricorda” la struttura della materia organica da cui ha avuto origine. Per fare petrolio, ci vogliono catene molecolari di idrocarburi e queste esistono principalmente nei grassi e nelle proteine. Allora, solo il kerogene che ha avuto origine da rifiuti animali genera petrolio. Altri tipi di kerogene, per esempio quelli che derivano dal legno, non formano petrolio. Ora, nei rifiuti c’è un po’ di tutto, ma i grassi sono una frazione molto piccola. Con tutta la buona volontà, la resa in termini di petrolio sarebbe infinitesimale. Questo spiega, fra l’altro, come mai la “Petroldragon” di Andrea Rossi era un imbroglio.

Questo non vuol dire che non si possano trovare delle strade indirette per arrivare al petrolio partendo dai rifiuti. Se avete studiato chimica, vi potete divertire a inventarvene più d’una: potreste, per esempio, gassificare i rifiuti e fare una reazione di Fischer-Tropsch. Era la reazione che usavano i tedeschi per fare benzina sintetica a partire dal carbone al tempo della seconda guerra mondiale. Ma è una cosa enormemente complicata e costosa anche se fata partendo dal carbone. Con i rifiuti, poi, che contengono un po’ di tutto; da gatti morti a bombolette spray, non c’è modo di farne un processo conveniente.

Semmai, si può fare petrolio da rifiuti che già lo contengono in forma di derivati. Per esempio, è abbastanza noto che si può fare petrolio partendo dalla gomma – dai vecchi pneumatici per esempio. Senza troppo dannarsi a cercare, troviamo su internet un sito che si chiama “tirestooil” (dalle gomme al petrolio) dove raccontano come riciclano vecchi pneumatici per farne combustibili liquidi.

Si può fare; non c’è dubbio e non solo per i pneumatici, ma anche per certi tipi di plastiche. Ma bisogna partire da un complicato processo di separazione dei rifiuti dai quali occorre essere in grado di tirar fuori esattamente la frazione che serve. In pratica, si fa molto di rado. Si preferisce di gran lunga bruciare i rifiuti negli inceneritori e recuperare un po’ di energia in forma di calore. Anche se uno ha una bella massa di pneumatici, il processo di farne petrolio non deve essere tanto conveniente se si guardano certe cose tipo il grande incendio del deposito di gomme del Kuwait, dove hanno preso fuoco circa cinque milioni di vecchi pneumatici (per fortuna, ora sembra spento).(da TheWatchers)

Insomma, come sempre non ci sono miracoli energetici. Non c’è nessuna soluzione semplice e poco costosa che ci possa consentire di continuare a sprecare le risorse naturali come, purtroppo, ci siamo abituati a fare. Vale per il petrolio da rifiuti, così come vale per le tantissime fesserie che ci propinano tutti i giorni. Sarà bene cominciare a farsene una ragione.

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Come NON fare petrolio dai rifiuti. 

A edificazione dei lettori sull’argomento “petrolio da rifiuti”,  ecco qui un pezzetto tratto dal libro di Luigi Bacialli “Petrolio dai Rifiuti” che ci descrive la mirabolante scoperta da parte di Andrea Rossi del processo che poi avrebbe portato alla nascita del grande imbroglio chiamato Petroldragon. Un imbroglio che ha succhiato un bel po’ di soldi allo stato e ai gonzi che ci hanno investito sopra. Un pezzo indubbiamente poetico, ma non è così che si fanno le scoperte scientifiche.

Agli inizi del 1978, in una fredda giornata invernale, i sessanta dipendenti della Metallotecnica Rossi di Caponago (un paesino alle porte di Milano) udirono delle urla provenire dall’esterno dello stabilimento. Molti di essi, stupiti, alcuni con la forchetta in una mano ed il tovagliolo nell’altra, si avvicinarono ai vetri appannati delle finestre della mensa aziendale tendendo le orecchie e aguzzando la vista nel tentativo di localizzare con precisione il punto da cui si levavano quelle grida quasi inumane. Mentre un gruppetto si apprestava a scendere le scale metalliche che portano nel vasto cortile, un uomo, imbrattato di una indefinibile sostanza nera dalla cima dei capelli sino alla punta dei piedi, uscì di corsa dal capannone numero due. Le braccia levate al cielo, la bocca e gli occhi spalancati in una smorfia che fece spaventare alcune impiegate, lo sconosciuto si rotolò nella neve per qualche secondo e, dopo un paio di capriole, rimase immobile, supino, davanti agli sguardi esterrefatti dei lavoratori. « Dev’essere scappato dal Paolo Pini », commentò un caporeparto con la massima naturalezza dopo aver considerato l’ipotesi, subito scartata, di un incidente sul lavoro. Superate le prime esitazioni alcuni si avvicinarono con titubanza a quella sagoma scura, vagamente inquietante. E rimasero di stucco, l’espressione marcatamente ebete allorché, in quel« matto », riconobbero il loro titolare, il dottor Andrea Rossi. In un primo istante, al colmo dello sgomento, pensarono che fosse rimasto vittima di un raptus, probabile conseguenza di un forte stress da lavoro. Ma si dovettero ricredere. Rossi non era improvvisamente impazzito; il liquido nero che gli tingeva il volto, gli abiti, le mani, sembrava vernice, ma era tutt’altra cosa. Era petrolio. Petrolio vero e proprio, identico a quello degli « sceicchi », con un’unica, sensazionale differenza rispetto a quello prodotto dall’Opec, dalla Russia o dagli Stati Uniti: non era sgorgato dal sottosuolo.

In quel capannone non c’erano trivelle ma soltanto vecchi inceneritori in disuso, lamiere contorte e arrugginite. E lì sotto non c’erano giacimenti, non c’erano serbatoi costruiti durante la guerra e poi dimenticati. Da dove veniva, dunque, quell’« oro nero »? Un miracolo, una benedizione del cielo per quel grigio rettangolo di Brianza? In quel momento Rossi ne era convinto. Frastornato dall’emozione e dalla certezza di essere stato in qualche modo l’importante pedina di un disegno molto vasto, non si accorse di quanto accadde in quel frangente attorno a lui, degli elogi che gli vennero rivolti dai suoi più stretti collaboratori, delle pacche sulle spalle, delle mille domande poste dagli operai, ancora increduli e sbigottiti. Soltanto a sera, sprofondato nella sua poltrona di velluto azzurro, credette di essere di nuovo in grado di far mente locale; e non gli riuscì di evitare un’ennesima ricostruzione dettagliata di quella scena, del momento in cui, sollevato inaria il minuscolo serbatoio del congegno, venne in vestito da oltre un litro di liquido prezioso, di cui avvertì l’odore penetrante e l’inconfondibile sapore.

 

 

 

 

 

 

 

Rinnovabili al 70%? Yes, we can!

Da “Ecoalfabeta“, Marco Pagani analizza ulteriormente la possibile penetrazione delle rinnovabili nella rete elettrica italiana, dimostrando che si può ragionevolmente arrivare fino al 70% del totale dell’energia elettrica prodotta.

 

Marco Pagani avatar Lunedì 16 Aprile 2012, 09:18 di

Le fonti rinnovabili potrebbero garantire all’Italia il 70% di produzione dell’energia elettrica da qui al 2020, con un aumento ragionevole e realistico del mix solare, eolico, idrico e geotermico, spegnendo un po’ di centrali a carbone

2020 scenario con 70 per cento rinnovabili settore elettrico.jpg

Nel post di giovedì scorso ho mostrato l’attuale contributo orario delle fonti rinnovabili in una giornata di fine inverno. Quale potrebbe essere l’aumento dell’energia pulita da qui al 2020?

Il grafico qui sopra (derivato da quello precedente) mostra un possibile scenario per una giornata di fine inverno 2020.

Il contributo delle fonti rinnovabili potrebbe arrivare al 70%, introducendo dei moltiplicatori abbastanza realistici per le varie forme di energia (1). La parte culminante della curva FV è indicata con tratteggio, perchè in questo scenario nelle ore meridiane l’offerta di energia supera la domanda; occorre quindi immagazzinarla con pompaggi in bacini idroelettrici, per poi riutilizzarla nelle ore serali e notturne (area gialla) (2).

La rete potrà assorbire un simile contributo dalle rinnovabili? Si tratta di una questione puramente ingegneristica, che può essere risolta ripensando e riorganizzando la rete:

  • l’energia FV può essere in gran parte usata localmente, riducendo le perdite di rete (oggi sono oltre il 6%) dovute alla trasmissione su lunghe distanze;
  • è possibile pensare ad immagazzinamenti stagionali di energia (pompaggi,idrogeno) oppure locali (batterie domestiche e dell’auto elettrica).
  • le centrali a carbone più inquinanti potrebbero essere chiuse;
  • le centrali a gas, in misura minore di come fanno ora, entrerebbero in funzione per coprire il gap tra offerta di rinnovabili e domanda;
  • peseranno di più i costi degli impianti tradizionali? Basta alzare il prezzo del kWh e ottenere un bell’effetto di decrescita dei consumi.

(1) Moltiplicatori

  1. Geotermia: 50% in più (cioè 1,5X). Potenziale sfruttabile secondo il presidente dell’Unione Geotermica Italiana.
  2. Idroelettrico: 50% in più (1,5X), introducendo mini e microidroelettrico a basso impatto ambientale, secondo uno studio del CNR.
  3. Eolico: 250% in più (3,5 X): sembra molto, ma è una valutazione prudente, perchè porterebbe la produzione dagli attuali 9,5 TWh/anno a 33,4 TWh/anno, mentre il potenziale eolico italiano è stimato tra i 60 e i 69 TWh/anno.
  4. Fotovoltaico: + 400% (5X). Questa naturalmente è la scommessa più difficile, dal momento che i tecnocrati vecchio stampo al governo stanno puntando a un assai più modesto 3X. Tuttavia il 5X non è un obiettivo irraggiungibile, perchè significherebbe installare da qui al 2020 circa 7 GW ogni anno, cioè meno di quanto installato nel 2010.
  5. Non ho considerato le biomasse, perchè non lo ritengo un modo particolarmente intelligente di produrre energia elettrica

(2) Pompaggi

In questo scenario, nelle ore meridiane vengono prodotti 37 GWh che possono essere restituiti “spalmati” sulle 14 ore serali e notturne, con una potenza media di 2 GW, calcolata con un rendimento del 75%. Attualmente i pompaggi possono garantire almeno 4 GW.

Il contributo quotidiano delle fonti elettriche rinnovabili

Un interessantissimo post di Marco Pagani, dal suo blog “Ecoalfabeta“.

Giovedì 12 Aprile 2012, 11:40 di

A marzo le fonti rinnovabili hanno coperto il 20,8% della produzione di energia elettrica in Italia. Il contributo giornaliero è meno incostante di quanto si pensi ed è abbastanza prevedibile con il meteo

Produzione energia elettrica da varie fonti 12 marzo 2012.jpg

Finalmente, come avviene in Spagna e Germania, anche in Italia da qualche mese è possibile conoscere la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili in tempo “quasi-reale”. Cercando sul sito di Terna alla voce (non proprio intuitiva) “dispacciamento”, è possibile trovare un database excel della produzione giornaliera rinnovabile ora per ora. Con questi dati ho generato il grafico in alto (1) che mostra la produzione del giorno 12 marzo.

Alcune semplici osservazioni:

  1. La produzione di energia elettrica rinnovabile ha raggiunto il 21% del totale, cifra ormai non più trascurabile;
  2. La parte del leone è dell’eolico e del fotovoltaico, che ormai hanno superato ampiamente l’idroelettrico;
  3. La produzione oraria dell’eolico è assai meno incostante di quanto normalmente si pensi, dal momento che somma contributi di varie parti d’Italia. La variabilità è invece maggiore tra un giorno e l’altro (ne parlerò un’altra volta);
  4. Per il FV la produzione segue naturalmente la curva di irraggiamento solare, che darà i suoi maggiori contributi in estate,
  5. Le previsioni METEO possono fornire uno scenario abbastanza ragionevole su quanto vento e sole ci saranno i giorni successivi;
  6. Con un realistico piano di sviluppo delle fonti rinnovabili, credo si possa arrivare a produrre i 3/4 dell’energia elettrica oil-free; ma questa è un’altra storia e si dovrà raccontare un’altra volta…

(1) I dati di produzione termoelettrica e di importazione non sono scorporabili perché non sono forniti da Terna, ma è possibile determinarli cumulativamente per differenza tra la produzione complessiva della giornata e la somma delle produzioni rinnovabili

Perché la generazione di base non ha speranza

Di Chris Nelder.

Foto: piedi legati di donna cinese confrontati con una tazza di the ed una scarpa femminile americana: Periodo della Prima Guerra Mondiale. (otisarchives/Flickr)

 

Questo articolo di Chris Nelder ha diversi punti criticabili. Tuttavia, ci è parso il caso di pubblicarlo su “Nuove Tecnologie Energetiche” per il suo approccio innovativo alla questione della variabilità produttiva delle energie rinnovabili. La posizione di Nelder è che la questione è mal posta. Forzare le rinnovabili all’interno della rigida rete attuale è un po’ come forzare i piedi delle ragazze dentro delle scarpe minuscole nella tradizione cinese del “loto d’oro” Ma il problema non era che i piedi delle ragazze erano troppo grandi – era che le scarpe erano troppo piccole .

Da Smart Planet
del 28 Marzo 2012. Traduzione di Massimiliano Rupalti

Un mito persistente circa le sfide dell’integrazione della potenza delle rinnovabili nella rete è quello secondo cui solare ed eolico sono intermittenti, gli operatori di rete necessitano il mantenimento della piena capacità dagli impianti di “potenza di base” alimentati da carbone e nucleare. I recenti dati e le ricerche dal mondo reale mostrano che non solo non è vero, ma che la capacità di carico di base è fondamentalmente incompatibile con le rinnovabili e che quando le rinnovabili forniscono una più grande percentuale della potenza di rete, il carico di base dovrà essere gradualmente eliminato.

Ma prima di entrare nei dettagli, alcune informazioni di base sono
necessarie.

I generatori della potenza di “baseline” sono tipicamente grandi unità che operano più o meno continuamente al 70-90% della loro capacità e non vengono spenti se non per la manutenzione. Queste includono nucleare, carbone, e impianti a gas a ciclo combinato che catturano e riciclano il calore di scarto delle turbine a gas tradizionali. Gli impianti a carbone e quelli nucleari possono richiedere da uno a tre giorni per partire e richiedono un tempo molto lungo per essere spenti.

I generatori “che seguono il carico” possono aumentare o ridurre la loro produzione sulla base della domanda e, normalmente, girano al 30-50% delle loro capacità. Sono di solito delle unità con turbine a gas tradizionali e possono essere spenti su base giornaliera o settimanale a seconda delle necessità. Impianti a carbone più vecchi, impianti a gas a ciclo combinato e un po’ di impianti nucleari possono operare in modalità “segui il carico”, ma la loro capacità di farlo è limitata. Per esempio, gli impianti nucleari più nuovi possono ridurre la produzione di un 20% in un’ora, ma hanno bisogno di otto ore per tornare a piena capacità.

Le “unità di picco” funzionano normalmente per poche ore alla volta a fattori di bassa capacità, quando la domanda raggiunge livelli di picco inusualmente alti, come a metà di una calda giornata d’estate. Queste unità sono tipicamente turbine a gas.

Negli stati Uniti ci sono tre reti principali: una ad est, una ad ovest ed una in Texas. Alcune utility sono regolate mentre altre non lo  sono, alcune sono di proprietà pubblica mentre altre sono private e, sebbene siano interconnesse all’interno di tre reti principali, operano con una certa autonomia. La potenza di rete proviene da circa 5.800 impianti su scala di utility, che comprendono circa  18.000 unità di generazione. Un mosaico di agenzie con competenze sovrapposte regola la rete: Federal Energy Regulatory Commission (FERC) e North American Electricity Reliability Corporation (NERC) a livello federale, una gamma di Regional Transmission Operators (RTO) e di Independent System Operators (ISO) a livello regionale e Public Utility Commission (PUC) a livello statale. Le 10 principali RTO e ISO servono circa un terzo dei consumatori degli Stati Uniti e più di metà in Canada, i rimanenti sono serviti da operatori regionali più piccoli.

 

L’architettura della rete elettrica si è sviluppata ad hoc. Mentre veniva costruito il paese, veniva aggiunta ulteriore capacità di generazione e la rete è stata estesa. Tecnologicamente parlando, gran parte della rete è vecchia e “muta”: La potenza viene generata da qualche parte e trasmessa altrove, ma c’è molto poco in quanto a sensori, buffer di memorizzazione, interruttori e meccanismi di sicurezza lungo il percorso. E’ qualcosa di più simile a una tubatura che ad un iPhone. Ecco perché è stato possibile per una linea sovraccarica in Ohio portare gran parte della rete in Ontario, nel Nord Est e nel Midwest al black out del 14 Agosto del 2003.

Gli operatori di rete hanno un compito imperativo: devono mantenere, da questo sistema molto complesso, la fornitura necessaria entro una stretta gamma di frequenze e voltaggi per soddisfare una domanda in continua fluttuazione in ogni momento. Per questo tendono ad essere allergici ai rischi, preferendo affidarsi a quello che sanno essere affidabile ed evitando le innovazioni.

Immettere energie rinnovabili

Prima dell’avvento delle rinnovabili, generare potenza era un compito facile e lineare: quando la domanda aumentava, dovevi solo aggiungere più combustibile a un motore. Con le rinnovabili, il compito è invertito: i motori (turbine eoliche e collettori solari) vanno su e giù come pare a loro e gli operatori di rete devono regolarli per sistemare la loro produzione.La crescita delle rinnovabili negli Stati uniti è stata spinta principalmente dal Renewable Portfolio Standards (RPS) dello Stato che richiede che una certa percentuale di potenza venga generata dalle rinnovabili da un carta data. Secondo un rapporto del MIT dell’Aprile 2011 appena uscito questo mese, 29 Stati hanno mandati del RPS che tipicamente richiedono dal 15 al 25% di rinnovabili dal 2015 al 2025. Molti di questi Stati ordinano che gli operatori di rete diano alla potenza generata dalle rinnovabili la priorità, quindi quando la generazione eolica raggiunge il picco, per esempio, essi devono modulare le altre unità di generazione. In altre aree degli Stati Uniti e in parte dell’Europa, gli operatori possono invece ridurre la produzione di picco delle rinnovabili per sistemare la loro generazione di carico di base – per esempio, forzando un operatore eolico ad ammainare le proprie pale o a tirare i freni delle turbine.

L’errore del carico di base

La nozione secondo cui le rinnovabili non possono fornire il carico di potenza di base è davvero un artefatto del modo in cui la rete ed i suoi regolatori si sono evoluti. Se tutti i generatori fossero in grado di aumentare o diminuire a richiesta e se gli operatori di rete fossero in grado di prevedere l’affidabilità quando e dove il Sole splenderà ed il vento soffierà, sistemando ogni quantità di potenza proveniente dalle rinnovabili non ci sarebbero problemi.

Uno studio del 2010 chiamato “ L’errore del carico di base>” del ricercatore australiano Dr. Mark Diesendorf, un esperto nell’integrazione dell’eolico nelle reti di potenza, tocca “l’inflessibilità operativa delle stazioni di carico di potenza di base” come il maggior ostacolo all’ulteriore integrazione delle rinnovabili. “Il sistema elettrico delle rinnovabili potrebbe essere affidabile quanto lo sporco sistema alimentato dai combustibili fossili che rimpiazza”, osserva, se la domanda fosse più efficiente ed intelligente e l’offerta fosse coperta da un’ampia varietà di fonti rinnovabili con l’ausilio di una piccola quantità di capacità alimentata dal gas per coprire i picchi. I propugnatori dell’errore del carico di base, sostiene, sono principalmente le industrie che beneficiano dello status quo: le imprese del carbone, petrolio e gas, l’industria nucleare, dei generatori e le industrie che dipendono da  loro come i produttori di cemento e alluminio.

Le dichiarazioni secondo le quali le rinnovabili non potrebbero mai generare più di una piccola percentuale della potenza di rete senza far crollare la rete stessa è stata smascherata dalla stessa esperienza del mondo reale di aree che hanno deliberatamente adattato le loro reti.

Il miglior esempio negli Stati Uniti è il Texas. In virtù del fatto di avere la propria rete (tecnicamente, una “interconnessione”), si trova generalmente al di fuori dalla competenza della regolamentazione federale della FERC. L’intera rete è governata da un solo gestore ISO, ERCOT, quindi ha molto controllo sul suo mix di generazione e sulla pianificazione di rete. Il Texas ha deciso molto tempo fa di sfruttare il suo potenziale eolico con vigore ed ora ha la capacità eolica installata più grande negli Stati uniti con oltre 10 gigawatt (GW).

Il 7 Marzo, ERCOT ha usato la quantità record di 7.599 MW di potenza eolica, che costituisce il 22% del carico e rappresenta oltre il 77% della propria capacità eolica nominale. Il giorno precedente ha soddisfatto il 24% del carico con l’eolico. I sostenitori del carico di base hanno detto che tali livelli di integrazione erano categoricamente impossibili. Ma ERCOT lo ha reso possibile con l’aiuto di un nuovo strumento di modellizzazione, che analizza le condizioni in tempo reale ogni mezzora, dando ai tecnici di rete una più grande capacità di far combaciare la generazione con la domanda e di controllare la trasmissione più discretamente. Il National Renewable Energy Laboratory ha scoperto che se altri operatori di rete adottassero strumenti simili, oltre un terzo della potenza degli Stati Uniti potrebbe essere generata dalle rinnovabili. Tutto ciò di cui la ERCOT aveva bisogno per sistemare più energia eolica erano alcuni sensori, un miglior flusso di informazioni e migliori strumenti di modellizzazione. Come rileva il rapporto del MIT, l’hardware per fornire migliori informazioni di rete esiste già, ma pochi operatori lo hanno impiegato nelle loro operazioni di controllo e dispacciamento. L’ostacolo non è la tecnologia, ma la “cultura industriale della resistenza a progetti nuovi e sperimentali”.

Questo non è un problema per la Cina, tuttavia. Il rapporto del MIT menziona il fatto che la Cina sta svolgendo un programma pilota che le consentirà di monitorare la rete nazionale in tempo reale e di controllarla automaticamente. Il sistema, alla fine, consentirà alla rete cinese di assorbire una percentuale di gran lunga maggiore di potenza generata da rinnovabili di quanto possa fare la vecchia ed obsoleta rete Statunitense, anche se la prima è ancora la più grande consumatrice al mondo di carbone per la generazione di potenza.

Un altro studio del 2010 dell’Agenzia Tedesca per le Energie Rinnovabili ha girato sulla sua testa la logica convenzionale del carico di base, scoprendo che a causa della loro capacità relativamente inflessibile di adattarsi ai cambiamenti della domanda, “gli impianti nucleari sono incompatibili con le energie rinnovabili”.  Per soddisfare la produzione eolica prevista in Germania, le operazioni convenzionali di carico di base verrebbero tagliate della metà dal 2020, presupponendo che la generazione rinnovabile continui a godere della priorità di dispacciamento. Mentre le rinnovabili rimpiazzano gradualmente la capacità di potenza di carico convenzionale, solo generatori a gas più flessibili che possono operare a meno del 50% della loro capacità avranno ancora un ruolo da giocare.

L’esempio europeo

L’Europa è utile come ulteriore modello del perché una buona pianificazione e gestione della rete sono la chiave per integrare le rinnovabili ella rete stessa. Se i sostenitori del carico di base fossero corretti ci dovremmo aspettare che i paesi con i più alti livelli di penetrazione delle rinnovabili abbiano maggiori problemi a gestire le loro reti, ma in realtà è proprio il contrario. Un nuovo rapporto complessivo sull’integrazione delle rinnovabili della società di consulenze Eclareon ha indagato le politiche e le funzioni di rete dei 27 membri dell’Unione Europea e ha scoperto che “grandi quantità [di generazione rinnovabile] possono essere effettivamente gestite in rete”. I paesi che hanno pianificato perun’adeguata capacità della rete non hanno avuto un problema nel sistemare le rinnovabili e non sorprende che siano gli stessi paesi ad aver spinto per una maggiore generazione rinnovabile.

La generazione solare ed eolica come percentuale del consumo di elettricità nei 27 paesi dell’Unione Europea nel 2010 (prima barra) e nel 2020 (seconda barra). L’integrazione della rete disegnata per colore: verde = positivo, giallo = netro, rosso = negativo. Fonte: RES Integration Final Report

I paesi dove la quota di potenza rinnovabile è più grande – Germania, Danimarca, Spagna, Irlanda e Portogallo – offrono “condizioni positive per le operazioni di rete” sebbene siano state identificate alcune barriere all’integrazione, compreso il potenziale per la riduzione in Germania, sfide alla priorità in Irlanda e stretti parametri di distribuzione in Portogallo. Gli ostacoli identificati per lo sviluppo della rete in quei paesi ruotano attorno a politica pubblica, permessi, regimi regolatori, costi di distribuzione e l’obbligo (o la sua assenza) per gli operatori di rinforzare la propria rete per sistemarvi una maggior quantità di potenza rinnovabile.

Maturo per l’innovazione

I veri problemi dell’integrazione delle rinnovabili hanno a che fare con l’atteggiamento umano, non con la tecnologia. Come conclude il rapporto del MIT, “C’è una chiara necessità di una dichiarazione sugli obbiettivi nazionali per il settore elettrico per ottimizzare la struttura regolamentare degli Stati Uniti, che attualmente è complessa e frammentata”. Abbiamo bisogno di politiche intelligenti e di un approccio intelligente per pianificare la rete del futuro che non sia la semplice gratificazione degli interessi acquisiti dello status quo. Questo ci porta direttamente alle differenze con le ideologie del libero mercato che ci hanno portato così lontano. Come osservato dal progetto europeo THINK, “le principali carenze del quadro normativo convenzionale sono che le compagnie di rete hanno dei disincentivi ad innovare”. Una mano ferma nelle regolamentazione, come nei paesi maggiormente alimentati dalle rinnovabili d’Europa, sarà necessaria per integrare più potenza dal solare e dall’eolico in rete. Le rinnovabili dovrebbero essere in grado di soddisfare almeno il 20% della domanda di elettricità senza interrompere la rete praticamente ovunque nel mondo con una buona pianificazione e gestione. Quando il geotermico e le tecnologie di potenza marine matureranno, esse diventeranno molto meno intermittenti, sostituti naturali delle tecnologie di carico di base del passato. Una miriade di altre tecnologie verranno fuori dalle irregolarità della generazione da rinnovabili aggiungendo lo stoccaggio (batterie per lo stoccaggio distribuito e pompaggio per idroelettrico, solare e termico su scala); aumentando le connessioni fra reti (permettendo miglior trasmissione fra aree assolate e nuvolose, ventose e senza vento); e transitare a generatori di picco a gas su richiesta. Durante il prossimo decennio, le attuali assunzioni sulla necessità di una tradizionale capacità di carico di base comincerà a svanire quando nuovo stoccaggio, interconnessione e le strategie di gestione di reti intelligenti entreranno in gioco e, in definitiva, una combinazione di queste tecnologie potrebbe alzare il limite delle rinnovabili al 100%.

L’attaccamento alla nostra antiquata architettura della generazione di potenza e gestione della rete è un semplice fallimento dell’immaginazione e dell’innovazione. Coloro che beneficiano oggi dalle sue modalità la sostengono con troppa reverenza, non diversamente da coloro che, cento anni fa, chiedevano la messa al bando dell’antica pratica cinese del Loto d’Oro, raffigurata nella foto all’inizio del post. A loro poteva sembrare bello, ma per coloro che hanno una sensibilità moderna, è un brutto e persino grottesco feticcio che dovrebbe essere consegnato alla pattumiera della storia. Una cosa che fra cento anni sembrerà insopportabilmente stupida, antiquata e crudele. Il problema non è che i piedi sono troppo grandi, è che le scarpe sono troppo piccole.