Al principio della produzione di energia c’è l’acqua.
Nella produzione idroelettrica è la caduta del fluido che muove le turbine accoppiate agli alternatori, nelle macchine termoelettriche invece è a sua volta l’elevazione della temperatura nella caldaia che produce il vapore destinato a trasmettere il moto agli alternatori. L’energia meccanica trasmessa dal moto dell’acqua ai mulini, frutto anch’essa del motore immobile più efficiente da noi posseduto, ovvero la forza di gravità, chiude il ciclo classico delle fonti di energia che si fonda proprio sulle proprietà chimico-fisiche del nostro fluido più importante.
L’acqua è un pessimo conduttore d’energia ma questo rappresenta un suo ulteriore pregio come vedremo più avanti.
Elettricità e acqua hanno un nemico comune rappresentato dalla distanza verso la quale devono venire trasmesse e, per lo stesso motivo, dalla dimensione dei conduttori: siano essi cavi o tubi la cui sezione è tanto più inefficiente quanto più è ridotta. Mentre la distribuzione della corrente resta legata sostanzialmente al rame, per l’acqua alle pressioni di distribuzione normali, la plastica va prendendo il posto che fu del ferro e della ghisa, sia esso il PE, come in Italia, o il PVC come in Francia.
Oggi che la prospettiva europea di decarbonizzazione è in fase di avanzata attuazione, risulta naturale ipotizzare un ruolo predominante alla produzione e alla distribuzione di energia elettrica, non senza aver prima analizzato la questione sulla base di due considerazioni conflittuali:
- La produzione di energia rinnovabile, solare, eolico, maree, geotermico e nucleare, non prevede combustione e quindi produzione netta di Co2 e inquinanti specifici (ossidi e particolati): di conseguenza se tutta l’energia fosse prodotta da queste rinnovabili la transizione sarebbe affare esclusivamente elettrico.
- La forma prevalente di produzione di energia elettrica è però alla data odierna quella termoelettrica che prevede in larga maggioranza combustione di fossili non rinnovabili e solo in parte residuale la termovalorizzazione di sostanze organiche rinnovabili (rifiuti e biomasse).
Il vantaggio delle produzioni termoelettriche risiede sostanzialmente nella loro delocalizzabilità e nella flessibilità alle condizioni di domanda, mentre le fonti rinnovabili scontano i limiti di orario, condizioni climatiche, localizzazione, tutte restrizioni che impongono costi di distribuzione elevati e rigidità nell’offerta in assenza di stoccaggi, che comunque rappresentano costi aggiuntivi non contemplati nella produzione termoelettrica, sempre attivabile in base alle richieste della rete.
Secondo lo schema proposto da Huges (T.P. Hughes, Network of powers: electrification in western society, 1880-1939, Baltimore 1983) lo sviluppo delle reti elettriche segue quattro fasi:
- La costituzione di un sistema produttivo e distributivo in capo alle aziende elettromeccaniche (Edison, General Electric, Siemens, AEG) produttrici di turbine, alternatori e trasformatori in grado di trasmettere l’energia distante dal luogo dove questa viene prodotta: l’utilizzatore finale è mirato, aziende o comunità ad alta concentrazione umana.
- La regionalizzazione, ovvero la connessione di più centrali di produzione in unico sistema interconnesso che riduce le perdite di carico e aumenta la capacità offerta, permettendo di raggiungere anche gli utilizzatori marginali.
- L’integrazione con la produzione termoelettrica e la realizzazione di reti in bassa tensione (220-380 kV) che consente la distribuzione universale e, contestualmente, l’integrazione della politica energetica in quella generale economica dello Stato, trasformando la tariffazione in uno strumento di politica economica parzialmente sganciato dai costi di produzione.
- La deregolazione dei sistemi distributivi e produttivi accanto all’applicazione di un regime tariffario di mercato sulle quote prodotte.
In Italia questo processo parte dalla realizzazione degli invasi alpini per la produzione idroelettrica al servizio delle grandi aziende del Nord e diventa nel corso del secolo scorso una questione di rilevanza nazionale proprio a causa di questa disparità di risorse che rende difficoltosa la distribuzione elettrica e l’industrializzazione del Sud, fatto che porterà alla nazionalizzazione del 1962 sotto il Governo Fanfani, primo esperimento di Centro-Sinistra con la partecipazione dei socialisti.
Dal nostro punto di osservazione idraulico la storia della rete elettrica italiana, le sue vicende distributive e di regolazione del prezzo parrebbero portatrici di considerazioni marginali, poiché le Alpi continuano a restare al loro posto, gli invasi soffrono degli andamenti climatici legati alla risalita delle temperature (maggiormente quelli relativi ai ghiacciai piuttosto che quelli piuttosto stabili delle piogge/nevi) e le altre energie rinnovabili paiono dotate di maggiore e più moderno appeal, tant’è che un problema di dimensione nazionale come quello dei rinnovi nelle concessioni idroelettriche viene trattato con negligenza dagli ultimi Governi di vario colore politico e tecnico, come se gestire le dighe e le loro turbine fosse affare paragonabile ai rifiuti, ai servizi postali o alle concessioni balneari, quando da un punto di vista del ritorno industriale gli orizzonti degli investimenti risultano ancor più lunghi di quelli sin troppo brevi previsti per gli acquedotti (15 anni).
In realtà noi stiamo vivendo una quinta fase nella distribuzione elettrica, segnata proprio dalla razionalizzazione delle produzioni rinnovabili, ed è quella degli stoccaggi che consentano di approfittare delle rigidità produttive sopra ricordate conservando le energie in eccesso prodotte e non consumate dalle reti: una strada analoga viene percorsa dalla stessa filiera dell’idrogeno verde, la cui produzione diretta sconta le inefficienze di ogni trasformazione chimica energivora e, in attesa di evoluzioni tecnologiche, può ragionevolmente venire avviata solo se residuale di energia non consumata.
L’Italia pare al momento orientata verso la conservazione in batterie e conseguente sviluppo dell’industria produttiva/conservativa di tali accumulatori, attivando filiere nazionali sui metalli indispensabili e sulle tecnologie impiegate, me guardiamo al di là dell’Oceano troviamo che oggi negli USA IL 93% della riserva energetica nazionale è realizzato con doppi bacini idroelettrici (PSH Pump Storage Hydropower sia nella versione open-loop, con torrente residuale, che closed-loop) (https://www.energy.gov/eere/water/pumped-storage-hydropower).
Nella breve presentazione del progetto dell’Ufficio per l’Efficienza Energetica e le Energie Rinnovabili americano, tra i vantaggi che offre l’orografia degli USA c’è quella di vasti sistemi montani, fatto questo che avvicina in modo seduttivo l’esperienza americana e l’attuale limbo energetico italiano, il quale non presenta alcuna fonte di produzione propria fuor dell’idroelettrico, del fotovoltaico e, in misura più trascurabile, dell’eolico, pochissime interconnessioni con i sistemi esterni che possano supplire in caso di bisogno a condizioni ragionevoli e nessuna capacità di stoccaggio come, al contrario, avviene con il gas.
Da ultimo l’idea che gli stoccaggi possano avvenire principalmente con le batterie.
Se consideriamo l’obbligo di una strategia energetica che contemperi, produzione, distribuzione, stoccaggio e indipendenza occorre inevitabilmente tornare con più determinazione all’acqua e alle sue molte potenzialità, non ultime quelle termiche, accanto a quelle propriamente meccaniche, prendendo spunto proprio dalla strategia nazionale degli USA, Paese in cui peraltro il nucleare e i fossili non mancano drammaticamente come a noi.