Il futuro oltre le cascate.

Lo sviluppo degli esercizi elettrici per uso industriale e civile in Italia risale al 1883 con la prima diga di sbarramento a Lavazze sul torrente Gorzente in Liguria. Il primo generatore idroelettrico italiano arriva in provincia di Sondrio ed è azionato idraulicamente. Nello stesso anno è  Inaugurata a Milano la prima centrale termoelettrica in Europa, la quarta in tutto il mondo dopo le tre centrali americane dell’anno precedente, una delle quali aveva la potenza totale di 400 KW ed era impiegata per l’alimentazione di 3.200 lampade ad incandescenza ad uso privato.

L’Italia era un paese povero di combustibili e la prospettiva dell’emancipazione spinse i tecnici italiani ad orientare ogni loro studio sulla produzione idroelettrica dell’energia. Venne approvata una prima legge in materia di acque pubbliche, in modo da permetterne lo sfruttamento per l’idroelettrico.

La prima centrale Idroelettrica Italiana della potenza di appena 72 kW arriva nel 1885 ad opera della società Angloromana mediante lo sfruttamento delle cascate di Tivoli.  Nel 1898 la potenza idroelettrica totale installata in Italia supera i 40 MW.

Secondo i dati pubblicati dal GSE (Gestore Servizi Energetici) nel 2009 in Italia sono presenti 2.249 impianti idroelettrici con una potenza complessiva di 17,7 GW e una produzione pari a circa il 15% del fabbisogno energetico nazionale. L’idroelettrico è la prima fonte rinnovabile italiana con il 67% della potenza rinnovabile totale. Gli impianti sopra i 10 MW hanno prodotto al 2009 il 79% della produzione idroelettrica totale, ma non mancano le criticità: il 60% delle grandi dighe italiane ha più di 50 anni di vita.

Con il primo impianto termoelettrico attivato dal Giappone nel 1887 anche l’Italia iniziò a produrre tali centrali che nel 1908 producevano 139 MWh contro la generazione di 367 MWh prodotta dalle centrali idroelettriche. Così arriviamo all’anno 1927 in cui a livello nazionale l’idroelettrico copre il 60% del fabbisogno energetico. La politica autarchica costrinse poi a puntare sulle risorse del sottosuolo a discapito dell’idroelettrico.
Tra le prime fonti di questo tipo i soffioni di Larderello. Un particolare di cronaca rosa si registra a Viareggio negli anni trenta con l’attivazione di una piccola centrale termica alimentata da un motore diesel ricavato da una motonave dismessa nei cantieri Picchiotti. Tale risorsa costituiva la riserva di energia elettrica quando la rete veniva interrotta per evitare danni provocabili dai frequenti temporali. Questa riserva serviva solo ad alimentare il viale Regina Margherita e la Passeggiata a mare che a quell’epoca era frequentata da parsonalità di rilievo.

Per le sanzioni commerciali subite per la guerra d’Africa si ritorna su grande scala all’idroelettrico che costituirà negli anni ’60 l’energia per coprire quasi il 50% del fabbisogno.

Con l’attivazione nel 1980 della centrale elettronucleare di Corso si inizia anche un ripensamento globale delle reti elettriche e la necessità di costruire grandi infrastrutture per lo stoccaggio dell’energia, come ad esempio bacini idroelettrici di pompaggio o la costruzione di accumulatori elettrochimici.

Ha inizio anche un potenziale energetico “pulito” proveniente da fonti di energia rinnovabile come il solare fotovoltaico e l’eolico, per le quali esistono tuttora problemi riguardo “l’aleatorietà” (o “intermittenza”) e quindi la non semplice integrazione e allacciamento con le reti di trasmissione.

La ricchezza energetica.

Che cosa possiamo imparare ora dalle vicende passate nel corso degli sviluppi per lo sfruttamento delle risorse energetiche del nostro pianeta? Da quando è caduto il muro di Berlino e si è aperto il mercato globale la ricchezza energetica esce dai confini degli stati e si dirige dove le conviene in un coacervo di stati di nuovo tipo. Le industrie vanno a pagare le tasse dove vogliono.

Oggigiorno con la globalizzazione si è spinti verso scelte strategiche troppo veloci e pericolose e  non siamo più capaci di prevederne gli effetti a lungo termine. A suo tempo la scoperta dell’America geografica cambiò il mondo. Ma questo cambiamento ha occupato due secoli. La scoperta dell’Asia economica, invece, in venti anni ha cambiato tutto e in modo violento e veloce.

I domini di energia, ambiente e sviluppo sostenibile sono strategici per l’Europa. Essi sono interconnessi, interdipendenti e sotto osservazione pubblica continua come sono principale per la prosperità e il progresso dell’Unione. Allo stesso tempo sta cambiando il quadro di riferimento sia per la politica e le imprese. La concorrenza tra le economie per l’attrazione di investimenti è un fattore determinante per le scelte politiche.

Il fantasma dell’energia.

Troppe regole spesso diverse da stato a stato hanno bloccato le scelte sistemiche per lo sviluppo ordinato di una politica energetica globale. Un recente esempio è costituito dal contratto storico tra Mosca e Pechino per forniture di circa 456 miliardi di dollari in gas russo per i prossimi 30 anni. Le forniture alla Cina cominceranno nel 2018 e ogni anno arriveranno in Cina 38 miliardi di metri cubi di gas.

La Russia continua a guardare non solo a Oriente, ma anche a Occidente, e non dimentica i suoi clienti europei.

Il marasma che circola nell’approvigionamento di energia elettrica per soddisfare il fabbisogno del nostro paese fa venire in mente la scarsa avvedutezza dei gestori francesi negli anni 80. La Francia, governata da un sistema politico molto centralizzato, ha sempre cercato naturalmente risposte centralizzate alle sfide dell’approvvigionamento energetico. L’energia nucleare è stata una scelta logica di decisione “dall’alto” e il risultato della totale assenza di disponibilità, da parte del potere centrale, di condividere le decisioni sulle questioni energetiche con i governi regionali o addirittura locali. Come un rullo compressore, la logica nucleare sponsorizzata dallo stato ha spazzato via le industrie di piccole e medie dimensioni che cercavano di sviluppare fonti di energia nuove e rinnovabili. In modo analogo, sono stati spesso soffocati gli sforzi relativi all’efficienza energetica.

Così risultò evidente che EDF, la società elettrica di stato, aveva realizzato impianti in eccesso (nell’ordine di 16 centrali nucleari). Anziché adeguare la pianificazione degli impianti, lo stato smantellò la maggior parte dell’Agenzia per l’Efficienza Energetica e EDF optò per due scelte strategiche: accordi di esportazione dell’elettricità a lungo termine e promozione su tutto il paese del riscaldamento domestico e dell’acqua elettrici.

Centinaia di migliaia di edifici sono stati costruiti senza camini, quindi senza un’opportunità a basso costo di passare a fonti di riscaldamento con meno sprechi e meno inquinamento dell’elettricità. Negli ultimi anni, la tendenza è addirittura aumentata e circa il 75% di tutte le nuove case francesi è dotato di riscaldamento elettrico. Vi sono casi in cui nuove reti di teleriscaldamento passano accanto a edifici riscaldati a elettricità, senza alcuna possibilità di collegamento a causa dei costi proibitivi che tali modifiche richiedono.

L’altro effetto collaterale del massiccio utilizzo termico dell’elettricità – circa la metà del consumo di elettricità residenziale in Francia – è lo spettacolare aumento del carico di picco invernale, che supera ormai di tre volte la giornata di minor carico durante il periodo estivo. Il risultato è un notevole aumento dell’uso di combustibile fossile per la generazione di energia (un aumento di circa il 25% dal 1990), la rimessa in moto di centrali elettriche a nafta vecchie anche di 40 anni e il rapido aumento dell’importazione di elettricità ad alto costo, ed in particolare prodotta dal carbone dalla Germania.

In Germania col progressivo abbandono del nucleare e con l’espansione delle rinnovabili si applica una strategia totalmente diversa. Anche se l’energia nucleare ha fornito fino al 30% dell’elettricità, il paese è sempre stato pesantemente dipendente dal carbone e dalla lignite. Nel 2000 il governo ha siglato un accordo con le utility nucleari e nel 2002 ha deciso per legge il progressivo abbandono dell’energia nucleare. Parallelamente, nel 2000 è stata adottata la legislazione sulle tariffe incentivanti, che ha introdotto prezzi garantiti per i produttori di elettricità da fonti rinnovabili, oltre a programmi di stimolo del mercato per promuovere la penetrazione delle energie rinnovabili nel mercato del riscaldamento.

La rendita idroelettrica.

Come abbiamo rilevato l’Italia è storicamente un fortissimo produttore di elettricità dall’acqua; circa 44 TWh su 328 consumati nel 2012, soprattutto grazie ai grandi bacini alpini costruiti nella prima metà del Novecento, mentre il nuovo potenziale sfruttabile è ormai minimo. L’idroelettrico è insomma la frazione più tradizionale e matura della produzione da fonti rinnovabili, e in buona parte (salvo i lavori di ammodernamento) è già stato economicamente ammortizzato. Costi fissi quindi ormai bassi, e variabili anch’essi minimi, con la conseguenza che la gestione di questi impianti produce margini molto elevati sui costi totali, in particolare in Italia dove i prezzi all’ingrosso dell’elettricità sono ancora (anche se recentemente in modo meno elevato) più alti di quelli dei principali mercati europei.

In definitiva al momento risulta che siamo in gran parte un paese importatore. Le fonti rinnovabii (idroelettrico, per il 13%, fotovoltataico, per il 5.5%, eolico, per il 4%, e biomasse, per il resto) danno un contributo complessivo attorno al 28% per la produzione di energia elettrica. Maggiori dettagli si possono trovare nel sito:

http://it.wikipedia.org/wiki/Produzione_di_energia_elettrica_in_Italia

Il pericolo del nucleare.

Col  referendum del 1987 l’Italia ha chiuso col nucleare, ma 13 centrali straniere sono attive e a un passo da casa nostra e l’Anpa, l’Agenzia nazionale per la protezione ambientale, le considera come se fossero praticamente nel territorio italiano, ai fini delle conseguenze di un incidente rilevante sulla popolazione e sugli ecosistemi naturali.

Le 13 centrali che si trovano a meno di 200 km dai nostri confini sono quelle di: Phenix, Tricast, Cruas, Saint-Alban, Bugey e Fessenheim in Francia; Muenleberg, Goesgen, Beznau e Leibstadt in Svizzera; Grundemmingen e Isar in Germania; Krsko in Slovenia.

Per esse sono state fatte valutazioni di rischio ed è stato messo a punto un piano nazionale d’emergenza. Sebbene protette dalla barriera alpina, le nostre regioni confinanti con le centrali elencate subirebbero ugualmente il fall-out di un’eventuale nube di particelle radioattive liberata nel caso di un incidente. Le province italiane più direttamente interessate sono quelle di: Cuneo, Torino, Aosta, Varese, Sondrio, Bolzano, Udine e Trieste. Ma, a seconda della quantità del materiale liberato e della direzione dei venti, le aree coinvolte potrebbero estendersi ben sotto la fascia settentrionale del nostro Paese.

Anche altre centrali nucleari dell’Est europeo più lontane, di cui una quindicina del tutto simili all’impianto di Chernobyl, vengono considerate sorgenti di rischi potenziali perché, in caso di grave incidente, potrebbero disperdere il materiale radioattivo fino nel nostro Paese. Enel è uno dei maggiori operatori europei del settore, con 10 reattori in servizio in Spagna e Slovacchia, e competenze in tutte le principali tecnologie. In Spagna, attraverso la controllata Endesa, Enel gestisce sei reattori del tipo ad acqua in pressione (PWR) con una capacità totale di 3.556 MW, e una produzione netta pari a circa 26 TWh nel 2013. In Slovacchia, attraverso la controllata Slovenské Elektrárne, gestisce 4 unità con una capacità totale di 1.814 MW e una produzione netta 2013 pari a circa 14,6 TWh, e sta realizzando due nuovi reattori presso la centrale di Mochovce.

Altre risorse energetiche.

Turbine eoliche. L’attuale tipologia di turbine eoliche industriali saranno difficili da mantenere, quindi è improbabile che siano durevoli. La necessità di capitale di investimento per le turbine eoliche sarà in competizione con altre necessità di capitale di investimento.

Pannelli solari. Ci si può aspettare che i piani di incentivazione promessi per aiutare i possessori di case a pagare i pannelli solari in gran parte sfumeranno. Gli inverter e le batterie avranno bisogno di ricambi, ma probabilmente non saranno disponibili. I possessori di case abili capaci di ricablare i pannelli solari per un uso fuori rete potrebbero trovarli utili per dispositivi che possono andare a corrente continua. Come parte della rete elettrica, i pannelli solari non ne allungheranno la vita. Non sarà probabilmente possibile fare pannelli solari per molti anni, quando l’economia dei combustibili fossili raggiunge i suoi limiti.

Gas e petrolio di scisto. Questa nuova risorsa è un esempio di prodotto con costi di investimento molto alti e ritorni che sono dubbi nella migliore delle ipotesi. Si tratta di trivellare e fratturare idraulicamente con cicli di iniezione ad elevata pressione di acqua le rocce argillose che si trovano in pozzi verticali in modo da permettere la fuoruscita del gas o del petrolio che vi sono intrappolati.

La fratturazione idraulica di un pozzo comporta il consumo di 10-15 milioni di litri d’acqua mista a sabbia o microsfere ceramiche e svariate decine di agenti chimici antiaggreganti e biocidi; alcuni hanno effetti mutageni, cancerogeni o neurotossici. La maggior parte del liquido iniettato risale con il petrolio o il gas (acqua di ritorno) insieme alle acque di processo (acque fortemente saline connate alla formazione rocciosa. Queste acque vengono accumulate nei bacini di raccolta e depurate prima di essere smaltite tramite reiniezione nello stesso pozzo da cui sono state estratte o in pozzi dedicati.

Effetti collaterali alle operazioni di frantumazione occorrono per la formazione di fratture artificiali in profondità con irradiazione di onde elastiche che solitamente producono microterremoti (Magnitudo inferiore a 2). Questi microsismi non sono percepiti dall’uomo e nella maggior parte dei casi non destano preoccupazione.

Maggiori problemi sorgono quando l’iniezione di fluidi intercetta una faglia, pur inattiva, riattivandola. In questo caso, anche zone prive di sismicità naturale possono diventare sede di importanti terremoti con magnitudo superiore a 4.5. In altri casi, l’iniezione di fluidi può modificare lo stato di sforzo del volume di roccia contenente una faglia attiva sepolta, provocando il rilascio dell’energia accumulata e anticipando di fatto eventi naturali che si sarebbero comunque prima o poi verificati.

Anche se in Italia la frantumazione rocciosa non è stata ancora utilizzata (almeno ufficialmente), non si esclude che la sequenza sismica dell’Emilia del maggio 2012 possa avere avuto una relazione con le attività di sfruttamento o di utilizzo di rocce serbatoio nelle immediate vicinanze degli ipocentri.

Negli Stati Uniti esistono leggi che favoriscono la produzione di gas da scisto in quanto i proprietari delle terre hanno una percentuale sui profitti. Inoltre hanno abbondanti disponibilità di acqua e una bassa popolazione nelle aree dove viene fatto la fratturazione delle rocce. Comunque è difficile dire che queste operazioni salveranno il mondo dai suoi problemi finanziari (ed energetici).

Tuttavia le azioni di propaganda sono finalizzate a far credere concrete e appetibili le offerte statunitensi di “aiuto”, con esportazione via mare di gas liquefatto, assicurato dall’ulteriore sviluppo dell’attività di di gas da scisti in quel paese.

Ma ci siamo mai chiesto come si ricava il costo della bolletta elettrica?

La base di riferimento è la spesa annuale per far fronte al nostro fabbisogno energetico. Come è risaputo, la bolletta italiana per l’acquisto di energia elettrica proveniente da stati esteri è di circa 48 miliardi di euro annuali. Questo a causa delle insufficienti e obsolete risorse energetiche prodotte dal nostro paese.

Dobbiamo ovviamente riferirci alle importazioni di energia elettrica da altri paesi (tipicamente la Francia, la Svizzera, la Slovenia etc); alle spese per queste importazioni si deve aggiungere quella dei combustibili solidi e gassosi che provengono dall’estero, (cioè il carbone, il gas naturale etc.) che servono per alimentare le nostre centrali termoelettriche. Non dimentichiamo i costi per gestione e la manutenzione delle centrali, comprese anche quelle idroelettriche, annoverabili tra quelle rinnovabili.

Occorre anche tener conto che le spese per l’importazione di energia dall’estero sono diverse per quei paesi che hanno costruito centrali nucleari con il nostro contributo progettuale ed esecutivo (v. la Slovacchia e la Spagna). Ricordiamo che farsi produrre l’energia dalla Francia comporta anche il costo per lo smaltimento delle scorie. Le uniche fonti di energia più economiche sono quindi solo quelle rinnovabili alimentate dal sole, dal vento, dalla geotermia e dalle biomasse. Le fonti idriche sono anch’esse rinnovabili se i bacini dai quali si alimentano  le turbine delle centrali  non debbano essere riempiti artificialmente, quando non lo siano naturalmente per la pioggia o il disgelo delle masse nevose. Alcune di queste – per l’acquisto dei pannelli fotovoltaici e dei servomeccanismi necessari al funzionamento delle pale eoliche – hanno goduto di notevole incentivazione governativa.

Per molti dei quesiti accennati è possibile trovare delle risposte pertinenti nel sito web del Ministero dello Sviluppo Economico:

http://dgerm.sviluppoeconomico.gov.it/dgerm/ben.asp

in particolare nel bilancio energetico nazionale del 2012 da poco pubblicato in rete come documento pdf:

http://dgerm.sviluppoeconomico.gov.it/dgerm/ben/ben_2012_rev1.pdf

Una visione nel futuro: i limiti dello sviluppo.

Difficile fare previsioni sullo sviluppo delle risorse energetiche. Aurelio Peccei – l’uomo di un altro futuro – è stato l’imprenditore che aveva previsto e studiato, con il coraggio dell’utopia, la necessità di un futuro sostenibile e aveva acquisito una visione globale dell’economia del suo tempo, tutta proiettata verso un futuro con l’illusione che il progresso e le possibilità di consumare fossero illimitati …

Peccei è stato il fondatore e il presidente della FIAT argentina e dell’Italconsult, amministratore delegato e vicepresidente della Olivetti. Nel 1968 fondò il Club di Roma del quale fu anche presidente. Ritiratosi dagli affari tentò di affrontare in modo innovativo le sfide globali attraverso simulazioni ricavate dai modelli formulati da Jay W. Forrester negli anni sessanta, secondo la dinamica dei sistemi, una teoria di grande attualità concettuale ed operativa concernente la struttura dei sistemi complessi, soprattutto quelli le cui componenti sono tra loro estremamente complesse.

Il Club di Roma era composto da un network di esperti che anticipava i problemi della sostenibilità delle risorse.  Un rapporto controcorrente di grandissima attualità. Peccei vedeva nell’alba della rivoluzione microelettronica e nella massificazione dell’informazione i segnali della capacità dell’uomo di affrontare i problemi del futuro: con la sua presenza in Olivetti – purtroppo breve – avrebbe potuto elaborare suggerimenti e previsioni preziose in tema di sviluppo della microelettronica.

Prima pubblicazione su Nel Futuro 30/05/2014