41 Gigawatt – Quarta Parte

Prima parte, Seconda parte, Terza parte

Proseguiamo nella rassegna delle principali tecnologie per produrre energia elettrica. Nelle precedenti puntate abbiamo cominciato ad esaminare le fonti rinnovabili (idroelettrico, solare), ora continuiamo con gli altri sistemi che utilizzano fonti rinnovabili: il vento (eolico), il calore terrestre (geotermico), le biomasse.

4. Eolico: quando l’energia nasce da un soffio di vento.

L’energia ottenuta con la tecnologia eolica nasce dal moto delle pale generato dal vento: l’asse di rotazione delle pale è anche l’asse della solita turbina che, collegata al solito alternatore, produce una corrente elettrica.

Questo tipo di energia è assolutamente pulito: se vogliamo proprio cercare il pelo nell’uovo l’unico inquinamento è di tipo acustico (più pale vicine che girano velocemente fanno un po’ di casino). Si sfrutta una materia prima a costo zero (il vento) che ha purtroppo la sola controindicazione di essere “capricciosa”, in quanto irregolare sia sulla direzione che sulla velocità. Con le pale eoliche tradizionali il limite minimo per rendere produttiva un’installazione è di avere per almeno 100 giorni all’anno un vento che abbia velocità superiore a 4 m/s (tipica 12-15 m/s). In Italia queste condizioni si raggiungono abbastanza frequentemente sul crinale appenninico e nelle fasce costiere meridionali. I costi del sistema sono tra i più bassi in assoluto (grosso modo gli stessi dell’energia prodotta dalle centrali termoelettriche), l’installazione è semplicissima e veloce.

Il maggiore limite attuale di questo sistema è costituito dalla bassa produzione ottenibile da un singolo impianto: la tecnologia attuale consente di ricavare da una pala eolica di ottima efficienza non più di 2,5-3 MW di potenza oraria. E’ per questo che per arrivare a produrre potenze significative (comparabili con quelle di una centrale termoelettrica o nucleare di media potenza, ossia 1 GW) occorrerebbero 330-400 pale, il che – come si può immediatamente comprendere – comporterebbe un impatto visivo non trascurabile, sia che l’installazione avvenga lungo un crinale, sia che avvenga in mare aperto (off-shore). Tenete presente che le turbine “terrestri” sono installate su sostegni alti 120-130 m da terra (quanto un grattacielo di 40 piani) ed il diametro della superficie rotante è dell’ordine di 70 m; quelle off-shore che si stanno utilizzando in Scozia e in Spagna sono ancora più imponenti (200 m di altezza per 100 di diametro).
Attualmente il massimo utilizzo di questo sistema in Italia si trova in Puglia, Sicilia, Campania e Sardegna dove si produce la maggior parte dei poco meno di 1,3 GW complessivamente installati nel nostro Paese.

La tecnologia che si basa sul vento sta rapidamente crescendo, spinta dal grande successo che sta incontrando nel mondo (dal 2001 al 2006 gli impianti sono quadruplicati). Così si stanno affacciando sul mercato turbine sempre più performanti e silenziose, dalle configurazioni diverse. Il vento viene utilizzato in molti modi, addirittura ci si sta dedicando alla produzione energetica con qualcosa di simile agli aquiloni. Ma, fra le tante proposte, l’evoluzione più significativa mi sembra quella delle turbine a levitazione magnetica (maglev), impianti eolici in grado di erogare potenze dell’ordine del GW ed anche di più.

Questa potrebbe essere la soluzione del futuro (non a caso il massimo interesse lo si ritrova in Cina) e sembrerebbe risolvere sia i limiti di scarsa potenza del singolo impianto, sia l’eccessivo impatto visivo e di ingombro territoriale. Staremo a vedere.

5. Energia geotermica: il pianeta che… sbuffa

Anche se se ne parla molto poco, in Italia esiste una produzione non trascurabile di energia elettrica per via geotermica. Dalle parti di Pisa, a Larderello per la precisione, esistono impianti che sfruttano i famosi “soffioni” (in inglese “geysers”) e producono circa 400 MW, un terzo del fabbisogno di energia elettrica della Toscana.

Quale è il principio? Saprete che più si scende verso il centro del pianeta, più aumenta la temperatura degli strati che attraversiamo: circa 3° centigradi ogni 100 m di profondità, quindi, a profondità particolarmente elevata (dell’ordine di alcuni kilometri) gli strati della crosta terrestre sono molto caldi. Le acque che raggiungono quella profondità si riscaldano fino ad essere vaporizzate; tali vapori, utilizzando le fenditure degli strati rocciosi createsi per gli assestamenti della superficie terrestre o in seguito ad eruzioni vulcaniche, salgono fino a livelli in cui possono essere utilizzati come fonte di calore per produrre energia elettrica. Attraverso trivellazioni il vapore viene portato in superficie e convogliato in tubazioni, chiamate vapordotti, mediante i quali il vapore viene indirizzato alla solita turbina, che lo trasforma in energia elettrica attraverso il solito alternatore. Insomma, quel vapore che in una centrale termoelettrica viene prodotto bruciando gas, petrolio o carbone, in Toscana ce lo troviamo già bell’e pronto che sbocca dal sottosuolo (col suo tipico odorino di uova marce).

La geotermia è un fenomeno geologico naturale che fa la fortuna delle zone in cui è attivo. In Islanda, per esempio, ci producono tutta l’energia di cui hanno bisogno, così come a San Francisco dove si trova la regione col maggior “giacimento” del pianeta: 1,4 GW. Una bella fortuna, no?

I limiti di questo sistema sono legati alla sua localizzabilità: non sono poi tante le zone che si prestano (in Italia e altrove) ad un conveniente sfruttamento di questa risorsa naturale. Laddove ci si riesce, non è che il panorama di questi vapordotti sia fra quelli più ameni, come si può vedere dalla foto.

6. Energia da biomasse: legna (e non solo) per corrente elettrica

Con il termine di “biomasse” (o biocombustibili) si indicano vari materiali di origine biologica (non fossile), appositamente prodotti (riforestazione) o derivati come scarto di attività agricole, zootecniche ed industriali (ad esempio industria agroalimentare, della carta, del legno), utilizzati in apposite centrali per produrre energia elettrica. Quindi potremmo dire che questo sistema non è altro che una variante di quello che abbiamo già visto (centrali termoelettriche), solo che ciò che si brucia nel ciclo [ acqua > vapore > turbina > alternatore > corrente elettrica ] non sono combustibili fossili, bensì vegetali.

I biocombustibili forniscono energia relativamente pulita: liberano nell’ambiente le sole quantità di carbonio che hanno assimilato le piante durante la loro formazione ed una quantità di zolfo e di ossidi di azoto nettamente inferiore a quella rilasciata dai combustibili fossili. L’inquinamente prodotto viene in qualche modo compensato dalle opere di riforestazione, che permettono di recuperare terreni altrimenti abbandonati da destinare alla produzione di biomasse migliorando così – attraverso l’assorbimento dell’anidride carbonica da parte delle piante – la qualità dell’aria che respiriamo.

Il fatto che l’energia dalle biomasse si basi anche sugli scarti di produzione delle attività produttive è un ulteriore vantaggio in quanto il settore riutilizza e smaltisce rifiuti in modo ecologico. In Finlandia, ad esempio, gran parte degli scarti della lavorazione della carta e del legno sono destinati alle centrali termiche per produrre energia dalle biomasse, evitando in questo modo di dover stoccare gli scarti in discariche o pagare per il loro incenerimento. Per ridurre l’impatto ambientale è però necessario che le centrali siano di piccole dimensioni ed utilizzino biomasse locali, evitando in questo modo il trasporto da luoghi lontani.

Il concetto di biomassa non va confuso con quello della termodistruzione dei rifiuti: le biomasse sono esclusivamente scarti di origine vegetale e non vanno confuse con i rifiuti delle attività umane.

I principali limiti delle biomasse sono costituite dalla stagionalità delle colture e soprattutto dal loro scarso potere calorifico (circa la metà del carbone): volendo ad esempio alimentare a biomasse la centrale termoelettrica di Porto Tolle (2,7 GW, attualmente alimentata a carbone) sarebbe necessario dedicare alla coltura delle biomasse una superficie maggiore dell’intera Pianura Padana.

Attualmente in Italia sono attivi 27 impianti di questo genere, per lo più collocati nelle fasce boschive di Lombardia, Piemonte, Trentino, Veneto, Emilia-Romagna, Calabria,… per una potenzialità complessiva di circa 260 MW. Le singole potenzialità sono dell’ordine di 2-20 MW. L’impianto più grande e moderno si trova a Strongoli, in Calabria (40 MW). Per saperne di più potete andare qui e qua.

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Con questo articolo abbiamo completato l’esame delle tecnologie attualmente adottate in Italia per la produzione di energia elettrica. La prossima volta parleremo di un sistema parecchio controverso, non più utilizzato dal 1987 e di cui si discute tanto per il fatto che l’attuale governo intenderebbe reintrodurlo. Parlo – l’avrete capito – dell’energia elettrica prodotta da centrali nucleari. Spero che lo troverete interessante.

qui per la quinta puntata della serie.

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