L’energia elettrica rappresenta una componente importante nel panorama energetico nazionale; un sistema elettrico efficiente e sicuro è uno dei pilastri su cui uno stato deve basare il proprio sviluppo economico e sociale.
Quella elettrica, è una energia pregiata per la sua relativa semplicità di distribuzione e la sua duttilità, non produce anidride carbonica durante il suo impiego, è alla base di quasi tutti i gli azionamenti dei processi industriali e domestici ed infine, si avvia ad essere l’alternativa ai motori a scoppio negli autotrasporti.
Ho voluto precisare che l’energia elettrica non produce emissioni durante il suo impiego, ma, ad onore di verità, va detto che la sua produzione, in Italia e nel mondo si ottiene prevalentemente a partire da processi termodinamici con utilizzo di combustibili fossili, quindi, con produzione di anidride carbonica.
Con riferimento all’anno 2018, dalla relazione annuale della ARERA – Autorità per l’energia, emerge che il consumo di materia prima per la produzione di energia in Italia è così suddiviso:
Gas naturale 59,51 Mtep (milioni di tonnellate equivalenti di petrolio)
Petrolio 58,57 Mtep
Carbone 9,2 Mtep (minimo storico)
Per un totale di sorgenti fossili pari al 74 % dei consumi energetici nazionali
Un breve sguardo al passato
Fino alla vigilia della seconda guerra mondiale, in Italia, la maggior parte dell’energia elettrica era di origine idroelettrica, ma successivamente, per sostenere lo sviluppo economico ed industriale del paese, e per l’esaurirsi delle risorse idroelettriche, si è dovuto ricorrere alla sua produzione con centrali termoelettriche. Lo stesso è avvenuto in Europa e nel mondo.
Inizialmente le centrali termoelettriche utilizzavano prevalentemente carbone e olii pesanti con notevoli emissioni di gas inquinanti, ma nei primi anni sessanta, in Italia, avvennero importanti cambiamenti.I governi di centro – sinistra programmarono ed approvarono in parlamento la legge per la nazionalizzazione dell’energia elettrica, istituendo anche un apposito ente di stato l’ENEL.Grazie a questa riforma ed al grande lavoro svolto dall’ENEL sul territorio nazionale, si avviò una fase di grande trasformazione e sviluppo del settore elettrico. Si dava il via a centrali di nuova generazione a ciclo combinato, molto più efficienti, con uso prevalente di gas metano, di gran lunga più pulito rispetto al carbone, nonché alla modernizzazione della rete di trasmissione e distribuzione su tutto il territorio e alla diffusione dell’energia elettrica in tutto il paese.Si avviò anche una importante componente di origine termonucleare, con quattro centrali di medio piccoledimensioni in funzione nelle località di Trino Vercellese, Garigliano, Latina e Caorso, per una potenza complessiva di circa 2000 megawatt. Potrebbe sembrare poco, ma in quel periodo, rappresentavano, comunque, una componente importante della nostra tecnologia nucleare. Successivamente nel 1986 a seguito dell’incidente nella centrale termonucleare di Cernobil in URSS, in un quadro di forte emotività, il popolo italiano (unico in Europa) con referendum, a gran maggioranza, votò per il loro smantellamento. Ancora oggi sulle bollette elettriche pesa una componente di costi a copertura di questa decisione.
Nel presente
La partecipazione all’Unione Europea ha vincolato gli stati aderenti al libero mercato, non esclusa la produzione dell’energia elettrica. Questo ha determinato la fine dell’ENEL come ente di stato monopolista e la sua riconversione in SpA in regime di libera concorrenza (decreti Bersani). Un passaggio che si è svolto in diverse fasi, previa vendita a società private da parte del Tesoro del patrimonio ENEL, costituito dalle centrali elettriche e relative infrastrutture. Queste vendite portarono nelle casse dello stato la non trascurabile somma di circa 30.000 miliardi di lire, limitandosi a mantenere per la nuova ENEL SpAuna quota strategica di circa un terzo della produzione nazionale. Contemporaneamente (decreti Bersani) si liberalizzava la rete elettrica nazionale sotto il controllo dello stato istituendo una apposita Spa –TERNA -per rendere possibile l’inizio del libero mercato dell’energia elettrica, tutto questo negli anni tra la fine del Novecento e l’inizio del nuovo secolo.
Le energie rinnovabili
Come si è detto sopra, i tre quarti della produzione energetica nazionale sono determinati da combustibili fossili (gas naturale, petrolio, carbone) con conseguenti emissioni di gas serra (CO2)
Mentre solo una minima parte è di derivazione da fonti rinnovabili.
Quando si parla di energie rinnovabili ci riferiamo prevalentemente al settore elettrico, e dobbiamo intendere che le materie prime per la produzione dell’energia elettrica devono essere, per definizione, naturali, rinnovabili nel tempo, prive di emissione di anidride carbonica. Più in generale, ci stiamo riferendo alla produzione di
Energia idroelettrica (dall’acqua 15-18 % sul totale della produzione)
Fotovoltaico (dal sole 5-6 % sul totale della produzione)
Eolica (dal vento circa 2 % sul totale della produzione)
Dal vapore naturale da soffioni, limitato a circa 1 %
Da altre componenti di derivazione ex CIP 6 o termovalorizzatori che non possono definirsi propriamente rinnovabili perché derivanti da rifiuti industriali combustibili o rifiuti solidi urbani (4-6 %)
Il settore delle rinnovabili in ambito europeo è stato fortemente incentivato dagli stati membri, in aderenza agli obiettivi del progetto europeo 20 – 20 – 20. In Italia si sono succeduti cinque piani energetici – Conto Energia – che prevedevano generosi incentivi (ventennali) alla produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile ( fino a 40 c€ a chilowattora), a carico, però, della bolletta elettrica di tutti gli utenti. Questo ha comportato nel tempo un notevole aumento dei costi in bolletta, destinati a finanziare gli incentivi, infatti, con il quinto conto energia si è decretato la fine a nuovi incentivi, facendo salvi i vecchi contratti. Lo stop agli incentivi alla produzione ha determinato una frenata nel settore rinnovabili. Si può stimare attualmente un maggior costo del 12 % in bolletta dovuto agli incentivi per le rinnovabili.
Il regime degli incentivi, comunque ha dato complessivamente una grande spinta allo sviluppo del settore delle rinnovabili, introducendo, però, anche, distorsioni e problemi ambientali e tecnici di non immediata soluzione.
La corsa al fotovoltaico e all’eolico incentivati ha spinto all’installazione di impianti di elevata potenza dell’ordine dei megawatt creando sia problemi di impatto paesaggistico che di ordine tecnico per l’utilizzo delle energie prodotte, dovute alla immissione nella rete elettrica; problemi questi, molto attenuati con la fine degli incentivi.
Le criticità delle energie rinnovabili con particolare riferimento al Fotovoltaico
Saremmo portati a credere che basterebbe aumentare la produzione dell’energia elettrica da fotovoltaico per diminuire quella prodotta da termoelettrico o idroelettrico,diminuendo le emissioni di gas serra. Purtroppo le cose non sono così semplici da attuare per diversi ordini di motiviche di seguito illustrerò.
Il sistema elettrico nazionale deve essere sicuro ed affidabile, quindi vanno programmati e garantiti per ogni ora del giorno la sua generazione, la continuità del servizio, la funzionalità della rete elettrica nazionale di distribuzione. Tutti ricordiamo il famoso blackout del 2003 che lasciò l’Italia al buio per oltre 24 ore. Oltre che negli aspetti puramente tecnici su cui è stata fatta chiarezza, le cause di quel grande disagio andavano probabilmente ricercate anche nella relativa incertezza nella gestione della rete nazionale in quella fase di transizione verso il libero mercato.
L’energia elettrica deve essere utilizzata istante per istante durante la sua produzione, non possiamo “metterla da parte” per conservarla, inoltre non può essere trasportata per distanze troppo lunghe, quindi deve esserci un grande equilibrio tra generazione a livello nazionale, trasporto e consumi a livello nazionale. Questo gravoso compito è svolto efficientemente da Terna che di concerto con GME Spa – Gestione Mercato Elettrico garantisce l’equilibrio attraverso un centro nazionale di controllo che si trova a Roma in zona Salaria.
Ogni sistema elettrico nazionale deve prevede, inoltre, una riserva di generazione tramite centrali convenzionali, pronte ad entrare in funzione in tempi brevi e medio brevi per sopperire ad eventuali guasti o variazioni di carico non prevedibili sulla rete nazionale. Ci rendiamo conto, quindi, di quanto sia importante la programmazione, aspetto, questo che intrinsecamente non può essere assegnato al fotovoltaico che basa la sua produzione alla volontà del buon Dio di darci un cielo sereno. Affidarsi al fotovoltaico in quantità elevate significherebbe introdurre margini di incertezza non tollerabili, salvo garantire riserve delle stesse proporzioni. Ma le riserve sono sempre affidate alle centrali convenzionali (prevalentemente termoelettriche) che devono essere “calde”, ovvero accese e pronte a produrre subito in caso di necessità; quindi per mantenere in funzione impianti fotovoltaici di elevata potenza comporterebbe avere contemporaneamente altrettante elevate potenze di riserva, non solo vanificando i benefici ambientali, ma anche introducendo ulteriori costi di sistema.
A tutto questo si può dare una soluzione investendo sui sistemi di accumulo che al momento non sono alla portata di costi sostenibili ed affidabilità per le grandi potenze in gioco. Non è in caso che la tanto agognata automobile elettrica tardi ad affermarsi sul mercato, sia per gli elevati costi che per le limitate autonomie delle batterie.
Quando saremo in grado di costruire sistemi di accumulo di grandi dimensioni, avremo per il fotovoltaico una seconda stagione di grande sviluppo per l’Italia e di grande respiro per la tutela dell’ambiente. Si profila anche la possibilità di creare zone di mercato in “isola” dove si distribuisce consuma energia elettrica generata diremmo a “chilometro zero” con risparmio di costi e di energia, le Smart Grid System.
DIPARTIMENTO PER L’ENERGIA. L’ENERGIA ELETTRICA
L’energia elettrica rappresenta una componente importante nel panorama energetico nazionale; un sistema elettrico efficiente e sicuro è uno dei pilastri su cui uno stato deve basare il proprio sviluppo economico e sociale.
Quella elettrica, è una energia pregiata per la sua relativa semplicità di distribuzione e la sua duttilità, non produce anidride carbonica durante il suo impiego, è alla base di quasi tutti i gli azionamenti dei processi industriali e domestici ed infine, si avvia ad essere l’alternativa ai motori a scoppio negli autotrasporti.
Ho voluto precisare che l’energia elettrica non produce emissioni durante il suo impiego, ma, ad onore di verità, va detto che la sua produzione, in Italia e nel mondo si ottiene prevalentemente a partire da processi termodinamici con utilizzo di combustibili fossili, quindi, con produzione di anidride carbonica.
Con riferimento all’anno 2018, dalla relazione annuale della ARERA – Autorità per l’energia, emerge che il consumo di materia prima per la produzione di energia in Italia è così suddiviso:
Per un totale di sorgenti fossili pari al 74 % dei consumi energetici nazionali
Un breve sguardo al passato
Fino alla vigilia della seconda guerra mondiale, in Italia, la maggior parte dell’energia elettrica era di origine idroelettrica, ma successivamente, per sostenere lo sviluppo economico ed industriale del paese, e per l’esaurirsi delle risorse idroelettriche, si è dovuto ricorrere alla sua produzione con centrali termoelettriche. Lo stesso è avvenuto in Europa e nel mondo.
Inizialmente le centrali termoelettriche utilizzavano prevalentemente carbone e olii pesanti con notevoli emissioni di gas inquinanti, ma nei primi anni sessanta, in Italia, avvennero importanti cambiamenti.I governi di centro – sinistra programmarono ed approvarono in parlamento la legge per la nazionalizzazione dell’energia elettrica, istituendo anche un apposito ente di stato l’ENEL.Grazie a questa riforma ed al grande lavoro svolto dall’ENEL sul territorio nazionale, si avviò una fase di grande trasformazione e sviluppo del settore elettrico. Si dava il via a centrali di nuova generazione a ciclo combinato, molto più efficienti, con uso prevalente di gas metano, di gran lunga più pulito rispetto al carbone, nonché alla modernizzazione della rete di trasmissione e distribuzione su tutto il territorio e alla diffusione dell’energia elettrica in tutto il paese.Si avviò anche una importante componente di origine termonucleare, con quattro centrali di medio piccoledimensioni in funzione nelle località di Trino Vercellese, Garigliano, Latina e Caorso, per una potenza complessiva di circa 2000 megawatt. Potrebbe sembrare poco, ma in quel periodo, rappresentavano, comunque, una componente importante della nostra tecnologia nucleare. Successivamente nel 1986 a seguito dell’incidente nella centrale termonucleare di Cernobil in URSS, in un quadro di forte emotività, il popolo italiano (unico in Europa) con referendum, a gran maggioranza, votò per il loro smantellamento. Ancora oggi sulle bollette elettriche pesa una componente di costi a copertura di questa decisione.
Nel presente
La partecipazione all’Unione Europea ha vincolato gli stati aderenti al libero mercato, non esclusa la produzione dell’energia elettrica. Questo ha determinato la fine dell’ENEL come ente di stato monopolista e la sua riconversione in SpA in regime di libera concorrenza (decreti Bersani). Un passaggio che si è svolto in diverse fasi, previa vendita a società private da parte del Tesoro del patrimonio ENEL, costituito dalle centrali elettriche e relative infrastrutture. Queste vendite portarono nelle casse dello stato la non trascurabile somma di circa 30.000 miliardi di lire, limitandosi a mantenere per la nuova ENEL SpAuna quota strategica di circa un terzo della produzione nazionale. Contemporaneamente (decreti Bersani) si liberalizzava la rete elettrica nazionale sotto il controllo dello stato istituendo una apposita Spa –TERNA -per rendere possibile l’inizio del libero mercato dell’energia elettrica, tutto questo negli anni tra la fine del Novecento e l’inizio del nuovo secolo.
Le energie rinnovabili
Come si è detto sopra, i tre quarti della produzione energetica nazionale sono determinati da combustibili fossili (gas naturale, petrolio, carbone) con conseguenti emissioni di gas serra (CO2)
Mentre solo una minima parte è di derivazione da fonti rinnovabili.
Quando si parla di energie rinnovabili ci riferiamo prevalentemente al settore elettrico, e dobbiamo intendere che le materie prime per la produzione dell’energia elettrica devono essere, per definizione, naturali, rinnovabili nel tempo, prive di emissione di anidride carbonica. Più in generale, ci stiamo riferendo alla produzione di
Il settore delle rinnovabili in ambito europeo è stato fortemente incentivato dagli stati membri, in aderenza agli obiettivi del progetto europeo 20 – 20 – 20. In Italia si sono succeduti cinque piani energetici – Conto Energia – che prevedevano generosi incentivi (ventennali) alla produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile ( fino a 40 c€ a chilowattora), a carico, però, della bolletta elettrica di tutti gli utenti. Questo ha comportato nel tempo un notevole aumento dei costi in bolletta, destinati a finanziare gli incentivi, infatti, con il quinto conto energia si è decretato la fine a nuovi incentivi, facendo salvi i vecchi contratti. Lo stop agli incentivi alla produzione ha determinato una frenata nel settore rinnovabili. Si può stimare attualmente un maggior costo del 12 % in bolletta dovuto agli incentivi per le rinnovabili.
Il regime degli incentivi, comunque ha dato complessivamente una grande spinta allo sviluppo del settore delle rinnovabili, introducendo, però, anche, distorsioni e problemi ambientali e tecnici di non immediata soluzione.
La corsa al fotovoltaico e all’eolico incentivati ha spinto all’installazione di impianti di elevata potenza dell’ordine dei megawatt creando sia problemi di impatto paesaggistico che di ordine tecnico per l’utilizzo delle energie prodotte, dovute alla immissione nella rete elettrica; problemi questi, molto attenuati con la fine degli incentivi.
Le criticità delle energie rinnovabili con particolare riferimento al Fotovoltaico
Saremmo portati a credere che basterebbe aumentare la produzione dell’energia elettrica da fotovoltaico per diminuire quella prodotta da termoelettrico o idroelettrico,diminuendo le emissioni di gas serra. Purtroppo le cose non sono così semplici da attuare per diversi ordini di motiviche di seguito illustrerò.
Il sistema elettrico nazionale deve essere sicuro ed affidabile, quindi vanno programmati e garantiti per ogni ora del giorno la sua generazione, la continuità del servizio, la funzionalità della rete elettrica nazionale di distribuzione. Tutti ricordiamo il famoso blackout del 2003 che lasciò l’Italia al buio per oltre 24 ore. Oltre che negli aspetti puramente tecnici su cui è stata fatta chiarezza, le cause di quel grande disagio andavano probabilmente ricercate anche nella relativa incertezza nella gestione della rete nazionale in quella fase di transizione verso il libero mercato.
L’energia elettrica deve essere utilizzata istante per istante durante la sua produzione, non possiamo “metterla da parte” per conservarla, inoltre non può essere trasportata per distanze troppo lunghe, quindi deve esserci un grande equilibrio tra generazione a livello nazionale, trasporto e consumi a livello nazionale. Questo gravoso compito è svolto efficientemente da Terna che di concerto con GME Spa – Gestione Mercato Elettrico garantisce l’equilibrio attraverso un centro nazionale di controllo che si trova a Roma in zona Salaria.
Ogni sistema elettrico nazionale deve prevede, inoltre, una riserva di generazione tramite centrali convenzionali, pronte ad entrare in funzione in tempi brevi e medio brevi per sopperire ad eventuali guasti o variazioni di carico non prevedibili sulla rete nazionale. Ci rendiamo conto, quindi, di quanto sia importante la programmazione, aspetto, questo che intrinsecamente non può essere assegnato al fotovoltaico che basa la sua produzione alla volontà del buon Dio di darci un cielo sereno. Affidarsi al fotovoltaico in quantità elevate significherebbe introdurre margini di incertezza non tollerabili, salvo garantire riserve delle stesse proporzioni. Ma le riserve sono sempre affidate alle centrali convenzionali (prevalentemente termoelettriche) che devono essere “calde”, ovvero accese e pronte a produrre subito in caso di necessità; quindi per mantenere in funzione impianti fotovoltaici di elevata potenza comporterebbe avere contemporaneamente altrettante elevate potenze di riserva, non solo vanificando i benefici ambientali, ma anche introducendo ulteriori costi di sistema.
A tutto questo si può dare una soluzione investendo sui sistemi di accumulo che al momento non sono alla portata di costi sostenibili ed affidabilità per le grandi potenze in gioco. Non è in caso che la tanto agognata automobile elettrica tardi ad affermarsi sul mercato, sia per gli elevati costi che per le limitate autonomie delle batterie.
Quando saremo in grado di costruire sistemi di accumulo di grandi dimensioni, avremo per il fotovoltaico una seconda stagione di grande sviluppo per l’Italia e di grande respiro per la tutela dell’ambiente. Si profila anche la possibilità di creare zone di mercato in “isola” dove si distribuisce consuma energia elettrica generata diremmo a “chilometro zero” con risparmio di costi e di energia, le Smart Grid System.
Il responsabile del dipartimento energia
Ing. Sandro Vecchi
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