Lo stato dell'arte - ae-review
 

Lo stato dell'arte

Il futuro dell’energia, dalla centralizzazione all’autoproduzione

di Luca Mazzari

L’accesso all’energia elettrica nel mondo è ancora limitata, e questo è imputabile, secondo i detrattori della centralizzazione dell’energia, dall’inefficacia dell’attuale sistema, lento e macchinoso, a fornire di energia l’intero pianeta. Se si pensa che 400 milioni di indiani sono ancora in attesa di energia elettrica, le modalità di produzione e distribuzione dell’energia elettrica hanno necessità di rinnovarsi, riconoscendo il ruolo molto limitato che l’estensione della rete tradizionale svolge per consentire l’accesso universale all’energia. Numerose istituzioni e governi continuano ad accettare l’idea che la generazione, trasmissione e distribuzione centralizzata di energia da combustibili fossili sia all’altezza di un obiettivo del genere. Una concezione che ha portato ad un aumento dell’offerta in India del 60% negli ultimi dieci anni ma che ne ha fatto aumentare l’accesso  del  solo 10%. Riconoscendo il fallimento della rete tradizionale, le prospettive di un’energia a basso costo e per molti, vedranno entro il 2030, solo la diminuzione del 30% di quell’87% di comunità rurali, che potranno essere collegate alla rete elettrica. La restante parte o avrà accesso a mini-reti (75%) o sarà fuori totalmente dalla griglia (25%). L’IEA (International Energy Agency) si spinge fino a dire che “le soluzioni decentralizzate rappresentano, infatti, la maggior parte degli investimenti nel periodo di proiezione.” Inoltre, l’investimento necessario per realizzare un accesso universale di energia è soltanto di 33 miliardi dollari l’anno, solo il 3% dell’investimento globale di energia. Ciò è in netto contrasto con gli enormi costi connessi alla spinta delle politiche per l’esatto contrario, per la generazione di energia centralizzata e l’estensione della rete. In India le società di fornitura di energia elettrica perdono circa 5,6 miliardi di dollari all’anno a causa della grande scala a sostegno del bilancio e sostenere alcune delle più alte perdite di trasmissione e distribuzione (25-40%) nel mondo. Eliminando queste inefficienze la sola India potrebbe contribuire al 16% dell’investimento totale necessario per il conseguimento degli obiettivi di accesso all’energia; un contributo critico, considerato che il Paese ospita attualmente il 28% del mondo della popolazione “non-elettrificata”.
03.JPG

Questo è, tuttavia, il modo migliore per investire questi risparmi. Molti di coloro che attualmente controllano la borsa potrebbero dire che sono i miglioramenti di trasmissione e di distribuzione, le misure di buon governo che aumentano la capacità di ridurre furti e recuperare i costi; e che le attrezzature più efficienti per la generazione di energia, come il carbone, siano il metodo migliore. Tuttavia, l’IEA dimostra clamorosamente che questo è un modo obsoleto, inefficiente e viziato di pensare l’elettrificazione rurale. In realtà il fallimento di questo paradigma ha generato una nuova classe di indiani imprenditori che sono intervenuti per fornire soluzioni economiche e adeguate per le comunità rurali. Per esempio, oggi, il costo della produzione del carbone è di sole 2 rupie/chilowattora. Rispetto ai micro idroelettrico a 4,5 rupie, la biomassa a 5 rupie, il vento a 12 rupie o il solare a 18 rupie, realizzando così che il carbone possa apparire come la fonte più redditizia. 
01.jpg
Tuttavia, quando si includono i costi delle infrastrutture, la manutenzione, la distribuzione e la linea di estensione della griglia, il carbone non ha un costo più competitivo del micro idroelettrico o della biomassa, semplicemente per una comunità che dista 5 km dalla rete esistente. Quando ci si allontana di 5-10 km dalla griglia infatti il carbone non è più competitivo del vento e, ad appena 15 km, non è più competitivo del solare.
La produzione diffusa di energia elettrica

La produzione diffusa di energia elettrica

di Luca Mazzari

In Giappone, la scommessa dell’energia faidate, in fatto di immissioni zero nell’atmosfera, di residui nocivi da combustione e CO2, supera quella pur virtuosa dei tedeschi. Nel maggio del 2009, Panasonic, marchio utilizzato dal gruppo industriale Panasonic Corporation (ex Matsushita) per commercializzare i propri prodotti di elettronica di consumo, ha distribuito 5.000 unità di Ene-Farm, la prima cella a combustibile ad uso domestico per la produzione di energia elettrica in tutto il Giappone, di cui 4.000 vendute da Tokyo Gas. Panasonic prevede di potenziare per l'anno 2012 la propria produzione di celle a combustibile, portandola a circa 6.000 unità/anno, raddoppiando così la quantità prevista per il 2011. Grazie a questo impegno, che vede coinvolto anche il colosso Tokyo Gas, Panasonic offre un importante contributo per dare un taglio alle emissioni di CO2 domestiche. E oggi la partnership si rinnova con il lancio, entro il prossimo aprile, delle nuove celle Ene-Farm, ancora più efficienti. Le celle a combustibile producono energia elettrica attraverso una reazione chimica tra l'ossigeno presente nell'atmosfera e l'idrogeno del gas per uso domestico. Con le celle Ene-Farm il calore generato da questo processo può essere riciclato per il riscaldamento delle abitazioni e per la produzione di acqua calda. Il tutto si traduce in consistenti risparmi economici sulle bollette annuali. La cella Ene-Farm di ultima generazione offre un grado di efficienza del 40% che costituisce un miglioramento rispetto al precedente standard (37%), e rappresenta - sostiene Panasonic - il valore più alto mai realizzato al mondo. Dal punto di vista tecnico le componenti sono state semplificate e ridotte nelle dimensioni: se in passato erano necessarie due unità (una per l'acqua e l'altra per la combustione), ora sono state racchiuse in un unico blocco decisamente meno ingombrante. Nella corsa alla produzione di energia elettrica, ottenuta da fonti rinnovabili come sole e vento, così come nei progetti di decentralizzazione della produzione stessa, i tedeschi sembrano inseguire il primati di efficienza e tempestività nell’intricato e polivalente mercato europeo dell’energia.
Nel 2008, il direttore di Stadtwerke München (SWM), azienda che fornisce il 95% delle energie della metropoli bavarese, progettava di costruire nuove centrali a carbone per compensare lo spegnimento della centrale nucleare Isar 2, previsto per il 2020. La coalizione tra socialdemocratici e verdi, però, ha fatto cambiare idea a Muehlhaeuser, il direttore di SWM, dichiarando che sarebbero stati sole, vento ed acqua a sostituire l’energia nucleare. I programmi di SWM si sono dunque capovolti: entro il 2015 il 100% del fabbisogno energetico delle abitazioni verrà soddisfatto da queste tre fonti rinnovabili. Entro il 2025 anche industria e commercio dovrebbero esser alimentati interamente da energia pulita. Monaco sarà così la prima città del mondo a nutrirsi esclusivamente di energie rinnovabili. Gli appartamenti a Monaco sono 750.000 e richiedono 2,5 miliardi di kilowattora all’anno. Per avverare questo sogno ogni anno SWM investe nell’energia rinnovabile mezzo miliardo di euro che trae dagli attuali profitti i quali, paradossalmente, sono dati in gran parte dalla centrale nucleare Isar 2. Nel 2020 però, la centrale verrà sicuramente chiusa, assicura Mühlhäuser. Questo provvedimento fa infatti parte del piano nazionale per l’uscita dal nucleare. Essendo l’unica azienda di energia elettrica cittadina rimasta comunale, la SWM è al quinto posto tra i produttori di energia tedeschi, dopo i colossi  Eon, Enwb, Vattenfall e Rwe. Grazie a questa grandezza entro il 2025 riuscirà anche ad ottenere da energia rinnovabile i 7,5 miliardi di kilowattora all’anno necessari per l’industria. L’energia necessaria per la città di Monaco però, verrà prodotta esclusivamente sul posto.

Generatore elettrico a idrogeno.jpg

Sempre in Germania, la casa automobilistica Volkswagen con l’accordo raggiunto con Lichtblick, società tedesca per la produzione e distribuzione di energia, ha proposto una mini-centrale elettrica da casa, da posizionare in cantina o nel ripostiglio, che produce l’energia per l’appartamento o il villino, e trasmette l’esubero di produzione di energia a un accumulatore, il quale la re-distribuisce in rete. Stando alle stime pubblicate dal quotidiano tedesco centomila mini-centrali in domicili privati, interconnesse tra loro, fornirebbero la stessa produzione di energia di due reattori atomici o di due grandi centrali elettriche a carbone. Un risparmio potenziale assolutamente significativo per l’utente domestico e la copertura totale del fabbisogno domestico. L’efficienza di produzione stimata è di circa il 94% nel rapporto consumo-produzione e produzione-utilizzo possibile di energia. Molto di più del 40% circa delle moderne centrali nucleari o a carbone. I costi di gestione sono contenuti e quelli per l’acquisto del generatore velocemente ammortizzabili. Riparazioni e manutenzione gratis. Come funzionerà? Simile ad un enorme frigorifero, o congelatore, o una piccola moderna caldaia, la mini centrale contiene un motore Volkswagen a metano, derivato dai propulsori di serie della Golf, che produce energia di per sé e muove un generatore. La produzione di energia residua, non utilizzata in casa, verrà convogliata insieme alla residua produzione delle altre 99.999 centrali domestiche e immagazzinata in un accumulatore, con cui poi Lichtblick redistribuisce la corrente ai suoi utenti in rete. Tutto senza costruire nuove grandi centrali, solo interconnettendo come tanti mini-computer collegati grazie a Internet le centomila (e forse domani milioni) mini-centrali domestiche. Le due società prevedono di installare centomila mini-centrali nella sola Germania.