41 Gigawatt – Seconda parte
17 luglio, 2008 - 13:00 di Fully
Archiviato in Consumo CriticaMente, Il Pianeta che Ride, Informazione, Meccanica delle Cose
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La volta scorsa abbiamo visto che 41 GW è il fabbisogno orario di potenza elettrica nel nostro Paese. Vedremo ora i sistemi e le tecnologie con cui la produciamo. Abbiamo anche detto che il 70% di questo fabbisogno (29 GW) viene coperto da centrali termoelettriche, e dunque è da queste che cominciamo il giro.
1. Centrali termoelettriche.
Come funzioni una è presto detto: l’acqua contenuta in una caldaia si fa riscaldare usando un combustibile qualunque fino a che, a determinati valori di temperatura e pressione, si trasforma in vapore surriscaldato, cioè vapore portato ad una temperatura superiore a quella di vaporizzazione. Il vapore surriscaldato così prodotto viene immesso in una e ne fa girare le pale (il principio è quello stesso dei mulini ad acqua). La rotazione delle pale è associata alla rotazione dell’albero di un , che genera corrente elettrica, un po’ come fa la dinamo della vostra bicicletta. All’uscita dalla turbina il vapore viene raffreddato, in modo da cambiare nuovamente di stato e trasformarsi di nuovo in acqua (condensazione). L’acqua che si ottiene in questo modo viene rimessa in circolo nella caldaia e si ricomincia da capo.
Il rendimento di una centrale termoelettrica di tipo tradizionale si aggira sul 38%. Come dire che, su 100 unità di energia messe in gioco, 62 servono a “far girare” il sistema e 38 rappresentano la quota utile, ossia l’energia elettrica che si produce. Un rendimento molto migliore (58%) si ottiene nelle centrali a turbogas, il cui funzionamento è un po’ più complicato e non sto qui a spiegarlo: ve lo dico solo perché poi non diciate in giro che non ve l’ho detto.
Per scaldare l’acqua c’è bisogno di un combustibile, che sia gas naturale, nafta, carbone o altro. Anche rifiuti, perché no? Noi in Italia non abbiamo giacimenti di petrolio, né immense riserve di gas o carbone; di monnezza invece ne avremmo in abbondanza, se solo riuscissimo a fare una raccolta differenziata seria (ma questa è un’altra storia). Quindi un primo aspetto negativo di queste centrali è che per farle funzionare dobbiamo importare i combustibili necessari a riscaldare l’acqua fino a trasformarla in vapore surriscaldato.
Il secondo aspetto negativo è l’inquinamento atmosferico che esse producono. Queste centrali sono tra le più inquinanti, soprattutto se fanno uso di combustibili che contengono sostanze nocive, come lo zolfo. Le meno inquinanti, che sono quelle alimentate a gas naturale, emettono comunque ogni giorno nell’atmosfera forti quantità di anidride carbonica, e sono tra le maggiori responsabili di alcuni fenomeni negativi per l’ambiente come l’ (surriscaldamento del pianeta), e .
2. Centrali idroelettriche.
Il secondo sistema di produzione di energia elettrica in Italia per quantità di energia prodotta è quello idroelettrico. Attualmente la produzione annua si attesta intorno a 50.000 GWh, pari al 14% dell’italico fabbisogno (che, vi ricordo, è pari a 360.000 GWh) per una potenza oraria di circa 5,5 GW dei famosi 41 GW del titolo.
Una funziona sfruttando l’energia che una massa d’acqua, raccolta in un bacino, è in grado di fornire quando viene fatta cadere da una quota superiore ad una quota inferiore. In genere viene creato un lago artificiale per mezzo dello sbarramento di una gola fluviale con una diga. Da questo bacino l’acqua viene convogliata in una fino alla turbina, che muove l’alternatore e produce energia elettrica. L’acqua che ha attraversato la turbina viene poi scaricata nel fiume a valle dell’impianto. Questo è il principio di funzionamento delle centrali idroelettriche “a caduta”, di gran lunga le più importanti in termini di produzione e di investimento iniziale. Meno importante è il contributo che viene fornito dalle piccole centrali fluviali (principio del mulino ad acqua), che sfruttano semplicemente il flusso dei corsi d’acqua che le attraversano.
L’energia prodotta dalle centrali idroelettriche è tra le più pulite, perché non presenta emissioni né residui di lavorazione o scorie. E’ di tipo rinnovabile in quanto, almeno in teoria, l’acqua può essere riutilizzata infinite volte per lo stesso scopo. In pratica, purtroppo, una parte della rinnovabilità è legata al permanere del volume annuo degli afflussi.
Problemi ambientali possono essere costituiti dal fatto che le dighe bloccano il trasporto solido dei fiumi (sabbie e ghiaie) alterando l’equilibrio tra l’apporto solido e l’attività erosiva nel corso d’acqua a valle fino al mare dove, per il minore apporto solido si assiste al fenomeno dell’erosione delle coste. Grandi bacini idroelettrici inoltre possono in alcuni casi avere impatti ambientali e socio-economici di diversa entità o gravità sulle zone circostanti (modifica del paesaggio e distruzione di habitat naturali, spostamenti di popolazione, perdita di aree agricole, ecc.). Va da sé che, perché una centrale idroelettrica possa considerarsi sicura, occorre che le imponenti opere che la accompagnano siano progettate bene, altrimenti sono .
Le centrali idroelettriche a caduta possono produrre energia per potenze di alcune centinaia di megawatt/h. L’efficienza è molto bassa, siamo circa al 3%, ma ciò nonostante il costo per watt è ancora molto competitivo. Il vero problema è che ormai abbiamo praticamente saturato la possibilità di fare centrali idroelettriche, dal momento che abbiamo utilizzato la stragrande maggioranza dei corsi d’acqua di cui disponiamo. Tanto è vero che un tempo con questo sistema semplice e pulito riuscivamo a garantire la maggior parte del nostro fabbisogno, ma da quando abbiamo cominciato ad avere “fame” di energia (dagli anni Sessanta in poi) abbiamo dovuto ricorrere alle centrali termoelettriche.
Abbiamo visto per grandi linee i due principali sistemi di produzione di energia elettrica in Italia. Da soli coprono circa l’84% del fabbisogno lordo ed oltre il 95% dell’energia elettrica autoprodotta.
Scommetto che per ora ne avrete abbastanza. Nei prossimi articoli della serie passeremo in rassegna gli altri sistemi coi quali produciamo il restante 5% scarso dell’energia autoprodotta: solare, eolico, geotermico, biomasse. Gli appassionati di nucleare dovranno pazientare ancora un po’: visto che in Italia oggi non c’è (ma si vorrebbe reintrodurlo) ne parleremo per ultimo.
Vi state chiedendo dove andremo a parare? Beh, una volta completata la panoramica, proveremo insieme a tirare le somme e faremo “mentecriticamente” un gioco.
Quale gioco? Un po’ di pazienza e lo scoprirete. Per adesso: alla prossima (sempre se vi va).
41 Gigawatt – Seconda parte è di
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Che bello oggi mattinata scientifica!
Mi piace questo manuale, e anche la puntata di oggi è interessante…
Solo che non ho capito una cosa: “Il secondo sistema di produzione di energia elettrica in Italia per quantità di energia prodotta è quello idroelettrico. Attualmente la produzione annua si attesta intorno a 50.000 GWh, pari al 14% dell’italico fabbisogno (che, vi ricordo, è pari a 360.000 GWh) per una potenza oraria di circa 5,5 GW dei famosi 41 GW del titolo.”
come può essere che in un’ora si consumino 360.000GW e che il fabbisogno annuo sia “solo” 41 GW?
No Sara, 360.000 sono GWh, non GW
)
Per ottenere i GW da GWh devi dividere per 365 gg e per 24 ore
360.000 : 365 : 24 = 41
(era spiegato nella prima parte
Ah ecco!! Son un pò sbadata ultimamente…
Nessun problema: qui non si danno voti
oltre all’efficienza, di per se importante cercherei di far entrare nella testa della gente il concetto di EROEI (Energy Return Over Energy Investment) che é legato all’efficienza di conversione, ma in cui si aggiungono tutte le erergie in gioco per la produzione. Per esempio l’energia spesa per il trasporto di gas/petrolio/rifiuti al sito di combustione (per i rifiuti pure l’energia spesa per la loro produzione e tutti i vari passaggi).
Solo cosí si riesce a produrre un’analisi concreta che permetta di aprire ventaglio concreto di possibilitá di produzione energetica.
Per quanto riguarda l’idroelettrico mi pare poca l’efficienza che citi. Non parli per caso delle centrali a caduta del tipo rigenerativo, in cui l’acqua di notte viene pompata nel bacino superiore per essere fatta scendere nel bacino inferiore di giorno (o nei momenti di richiesta maggiore di energia) attraverso la turbina di cui prima?
D’accordo per la prima parte. E’ un concetto relativamente recente e non facilissimo da far capire ai non addetti ai lavori (ricordo che questo è un umilissimo “bignami”, non pretende di essere altro). Peraltro i dati che ho reperito sono piuttosto controversi.
Per l’efficienza sì, si riferisce alle centrali di tipo rigenerativo.
Approfitto della tua osservazione per aggiungere qui una cosa importante che non è nel testo. A differenza delle centrali termoelettriche e di quelle nucleari, la potenza istantanea erogata dalle centrali idroelettriche può essere molto più facilmente modulata nell’arco della giornata, visto che basta “chiudere il rubinetto”.
Grazie
Prego!
Questa è proprio la “settimana della scienza su MC”!
Si sente da che parte “pende” la redazione.
Mi piace, mi piace molto. Bravi.
abbiamo anche artisti oltre che tecnici. solo che ora sono un po’ in vacanza.
dobbiamo supplire noi che abbiamo fatto la radio elettra.
Oltre alle centrali termoelettriche a ciclo a vapore semplice ci sono anche quelle a ciclo combinato con una caldaia a recupero (HRSG). il rendimento energetico è superiore si parla del 50 %.
Comunque non ha senso parlare di rendimento energetico per una centrale ad accumulazione per pomaggio, dato che è minore di zero. Casomai si può parlare di rendimento economico.
Il rendimento economico c’è nel momento in cui pompi di notte che ti costa poco la corrente e mandi le turbine o le macchine reversibili di giorno… ma se fai il bilancio tra l’energia che ti serve per pompare e quella che raccogli sei in rosso: nella fase di pompaggio perdi nella pompa e nelle condotte di mandata… poi l’energia che hai accumulato si degrada nuovamente al turbinaggio, perdi nelle condotte forzate e nella turbina !
Cmq. Interessante
A presto !
grazie.
ti aspettiamo.
Scusa avevo saltato la riga sui turbogas
Sempre interessante, anche se la lettura a puntate diluisce troppo il piacere della lettura dell’argomento. Avrei preferito un ‘dossier energia’ completo.
credo che lo faremo in autunno
Ottimo articolo, ti sottolineo alcune imprecisazioni
In realta’ esiste in basilicata, pare che sia il bacino piu’ grande d’europa.
Dove vada a finire pero’ non lo so.. e ho paura a saperlo
poi
Corretto ci sono pochi siti disponibili per nuove centrali, tuttavia so per certo che molte sono in disuso (una per tutte quella del laghetto dove vado a fare il bagno d’estate ) o vecchie e non e’ da escludere che degli interventi per rinnovarne l’efficenza non aiutino a soddisfare in parte il nostro bisogno energetico.
Qualcuno ha sentito qualcosa sulla cancellazione dell’obbligo di certificazione energetica dell’immobile?
Forse intendi l’art.13 del D.M. 37/2008 (detto anche “Nuova 46/90″, la legge che certifica l’esecuz/progett degli impinati secondo la regola dell’arte per garantirne la sicurezza). l’art. è stato ABROGATO con D.L. 112/2008.
In soldoni: viene cancellato l’obbligo per il venditore di un immobile, di fornire al compratore le dichiarazioni di “conformità” o di “rispondenza” degli impianti.
Ma la certificazione “energetica” è un’altra cosa, non mi risulta sia stata abrogata. Per gli edifici di nuova costruzione è ancora in vigore. Per quelli esistenti mi posso informare, ti occore? Basta chiedere..
Cara Simona, io temo invece di avere sentito l’intenzione di abrogarla…la certificazione energetica…e semplicemente perchè un inutile esborso di soldi a carico del compratore/venditore.
Prova a vedere qui
Magari mi sbaglio…
Siamo sicuri che i conti sono giusti?
Io credo che la cifra da 41 GW sia sbagliata.
Almeno seconod il libro bianco della societa di fisica
Dateci un occhio. Dovrebbe essere 55 GW
Si, sono giusti, 41 GWh è la media, 56 GWh è la richiesta di picco diurna (11 – 16), di notte il consumo scende a 32-35 GWh.
Oggi il consumo minimo è stato di 27 GWh alle 06.45, 34 GW alle 12.00 e quasi 37 GW alle 21.30.