La memoria dell’acqua: stoccaggio, laminazione e flessibilità

La nuova frontiera elettrica nel mondo delle Rinnovabili è dunque quella degli stoccaggi dell’energia quando questa eccede i consumi istantanei della rete cui è collegata.

Autore

Giuseppe Santagostino

Data

5 Febbraio 2024

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5 Febbraio 2024

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La transizione verso le Rinnovabili si trova dinnanzi al problema che nella maggior parte dei casi l’energia da queste derivabile non dipende da una scelta dell’uomo, il quale può solo assecondare quel che passa il convento di Madre Natura e quindi da condizioni varie ed eventuali. Non è così per l’energia termica accumulata nel suolo e nelle sue falde, che gode di notevole stabilità ma difficilmente può venire convertita in energia elettrica, se non dove la temperatura in oggetto  è molto elevata, mentre può venire impiegata con profitto come sorgente nel ciclo delle Pompe di Calore.

La nuova frontiera elettrica nel mondo delle Rinnovabili è dunque quella degli stoccaggi dell’energia quando questa eccede i consumi istantanei della rete cui è collegata; questione non secondaria è quella della localizzazione di tali stoccaggi, in quanto il costo di distribuzione relativo a reti e sezione delle stesse, viene ad assommarsi a quello di realizzazione dei siti e della loro attrezzatura fisica.

Accumulare energia termica ad alta temperatura in silos di sabbia o energia meccanica in ‘parcheggi verticali’ di blocchi di cemento o ancora aria compressa in serbatoio sotterranei, sono solo varianti dello stoccaggio classico, ovvero quello delle dighe e dei sistemi a doppio bacino, dove l’energia eccedente delle produzioni rinnovabili, ivi compresa quella veicolata a costi prossimi allo zero dalle reti elettriche, viene convertita in energia cinetica pronta per essere immessa in rete quando la domanda di energia cresce.

I programmi attuali di stoccaggio in batterie (https://www.iea.org/energy-system/electricity/grid-scale-storage ) hanno l’indubbio vantaggio di risultare posizionati in prossimità dei punti più idonei delle reti elettriche, minimizzando le perdite di carico che gravano invece sulle produzioni idroelettriche montane e di risolvere numerosi problemi puntuali di tali reti; inoltre trattandosi di tecnologia in via di sviluppo, il costo delle batterie nel corso del tempo potrà sicuramente diminuire, mentre l’elevata incidenza delle opere per realizzare i bacini idrici potrà solo incrementarne l’onere (https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2017/Oct/IRENA_Electricity_Storage_Costs_2017.pdf ).

Ovviamente la questione economica è solo uno dei punti in questione. Uno studio dell’Università di Aachen, finanziato però dalla Voith, ovvero uno dei principali produttori di turbine che acquistò il fu campione italiano delle turbine Riva Calzoni al fine di ridurre la concorrenza, prende in considerazione correttamente un periodo secolare per dimostrare la relativa antieconomicità delle batterie, considerando l’intero ciclo di vita (Industry Study: Li-ion Battery and Pumped Storage – Comparing Costs and Expenditures – National Hydropower Association) quando in realtà le considerazioni tecniche, prime fra tutte la prossimità ai punti critici delle reti e la velocità di reazione non solo alla domanda totale ma alle variazioni critiche, evidenziano utilità strategiche ai vari livelli della fornitura elettrica e che entrano dunque nel nostro bilancio complessivo delle decisioni di investimento

Ma se il Partito delle Batterie ha nel suo arco molte frecce, lo stoccaggio idrico, tecnologia matura che può introdurre soltanto innovazioni nel funzionamento del ciclo pompa-turbina grazie all’inverterizzazione delle macchine, può a sua volta offrire soluzioni a problemi complementari sin qui non valutati e che vanno necessariamente considerati in ottica di una programmazione nazionale delle riserve.

Proprio la posizione dei bacini idrici in territori alpini e appenninici segnala la prossimità a uno dei grandi problemi irrisolti del nostro Paese, ovvero quello dell’abbandono delle culture e dei pascoli montani, con il conseguente rimboschimento involontario e la scomparsa di strade, scoli e aste di scorrimento fluviali: il risultato più evidente di questo abbandono è l’amplificazione verso valle dei fenomeni calamitosi in caso di piogge intense.

Come nel caso a noi contemporaneo delle esondazioni dei fiumi milanesi (in particolare il Seveso caricato nel suo percorso naturale e in quello sotterraneo del compito di collettore delle piogge a causa della lastricatura incontrollata dei suoli milanesi) l’incremento nelle portate dei corsi d’acqua può essere risolta in due modi, ovvero con canali scolmatori o con vasche di laminazione che assorbano le piene temporanee, per poi rilasciare le acque una volta passata la fase più intensa.

Un bacino montano nella sua funzione di accumulo è una vasca di laminazione naturale in cui convogliare le acque ‘normali’ come quelle ‘eccezionali’: ovviamente la sola funzione di diga/lago per scopi idroelettrici ha una capacità inferiore al possibile utilizzo di laminazione, ma i due manufatti si assomigliano e quindi in sede di utilizzo/progettazione le due esigenze possono venire contemperate.

Un secondo problema è in realtà la causa principale del dissesto, ovvero l’abbandono delle montagne per carenza di opportunità lavorative remunerative: il focus degli ultimi Governi italiani (e della stessa Comunità Europea) sulle filiere del legno identifica il problema principale, ovvero la perdita di valore economico della montagna, e il conseguente rimboschimento involontario fonte di infiltrazione e mancata regimazione dei deflussi idrici.

I consumi europei del legno (fonte Report Foreste Lega Ambiente 2023) vedono l’uso energetico al 42%, quello per tavolame al 24%, quello per carta al 17% e quello per pannelli al 12%, il che indica un rapporto quasi ottimale nell’uso del legno coltivato, essendo il residuo di lavorazione altrimenti non vantaggiosamente impiegabile la parte destinata alla produzione di energia. In Italia ciò non avviene, ovvero la destinazione principale è quella energetica per mancanza dell’industria fondamentale nella valorizzazione del legno, la segheria, passaggio fondamentale in una filiera dotata di senso economico: ciò fronteggia in modo paradossale il grande consumo di tavole dell’industria del mobile italiana (importa il 90% del prodotto) e quello del riscaldamento fai-da-te del pellet (importato dai Paesi limitrofi per il 90% del consumo nazionale).

Ma la segheria montana è a sua volta un utilizzatore di energia elettrica che necessita di alimentazione a basso costo e, sempre a sua volta, è un produttore di energia rinnovabile come scarto di lavorazione: il ciclo virtuoso con una produzione energetica locale è immediatamente visibile. L’integrazione in cogenerazione da biomasse, già sperimentata da alcuni Comuni italiani e da moltissimi esteri, permette di ottenere un ciclo rinnovabile in loco con la possibilità di cessione delle eccedenze alle reti.

A loro volta i bacini montani e collinari sono riserve d’acqua che possono venire inclusi in un piano di soccorso alle irrigazioni locali e di pianura, anche in considerazione di quanto previsto dalla legge di riferimento (DLGS 152/2006) che orienta verso usi in pressione e a basso consumo le future pratiche irrigue, oggi in larga parte ad alta intensità di impiego d’acqua.

Se dunque consideriamo l’ipotesi di un piano per bacini montani e collinari destinati alla produzione di energia e alla creazione di accumuli energetici integrato con la salvaguardia dalle inondazioni a valle e con la riserva idrica di soccorso, ecco che una politica italiana per il doppio bacino energetico dovrebbe venire valutata al di là dei soli costi economici.

Se consideriamo che i costi del dissesto ricadono su due sistemi sensibili alla spesa, come i Governi centrali e locali e le Assicurazioni, è possibile raccogliere l’interesse per un simile piano ben al di là degli operatori immediatamente coinvolti nella produzione e conservazione di energia e, naturalmente, dei cittadini vittime di questa mancata programmazione territoriale.

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