Più energia rinnovabile prodotta potrebbe non essere sufficiente per riscaldarci in inverno. Parte seconda: gli altri problemi

Nella prima parte dell’articolo abbiamo trattato dei problemi squisitamente tecnici che ostacolano un’integrazione della generazione di elettricità da fonti rinnovabili. Abbiamo visto che – allo stato attuale della tecnologia in uso – già solo i problemi tecnici gettano un’ombra ampia sulla possibilità di adottare con un grado significativo di affidabilità, in modo massivo e senza il supporto più che significativo delle fonti fossili, una produzione di energia elettrica dove le fonti rinnovabili giocano un ruolo preminente. Purtroppo esistono un’altra serie di problemi, con una valenza tecnica meno spiccata, che rendono le fonti rinnovabili meno utili – almeno al momento – rispetto a quanto la comunicazione di massa induca a credere. Vediamoli, proseguendo la numerazione abbandonata nella prima parte:

[5] La parola “sostenibile” ha creato aspettative irrealistiche rispetto all’energia eolica e solare intermittente.

Una persona nel settore della riparazione di turbine eoliche una volta ha detto: “Le turbine eoliche funzionano con una fornitura costante di pezzi di ricambio”. Le singole parti possono essere realizzate per durare 20 anni, o anche più, ma ci sono così tante parti che è probabile che alcune abbiano bisogno di essere sostituite molto prima di quel momento. Un articolo di Windpower Engineering afferma: “I riduttori a turbina hanno in genere una vita di progetto di 20 anni, ma pochi superano i 10 anni”. C’è anche il problema dei danni causati dal vento, soprattutto in caso di forte temporale:

Inoltre, la vita operativa delle centrali a combustibili fossili e nucleari è in genere molto più lunga di quella eolica e solare. Negli Stati Uniti, alcune centrali nucleari hanno licenze per funzionare per 60 anni. Sono in corso tentativi per estendere alcune licenze sino a 80 anni.

Con la breve durata di vita di eolico e solare, è necessaria la ricostruzione costante delle turbine eoliche e degli impianti di generazione solare, utilizzando …….. combustibili fossili! Tra il problema della ricostruzione e la necessità di combustibili fossili per mantenere la rete elettrica, non ci si può aspettare che la produzione di turbine eoliche e pannelli solari duri più a lungo della fornitura di combustibili fossili.

[6] La modellazione (errata) del settore di produzione energetica ha portato ad aspettative irrealistiche per l’eolico e il solare.

I modelli del settore energetico, a livello globale, non tengono conto di tutti i numerosi adeguamenti che è necessario apportare al sistema di trasmissione per convogliare l’energia eolica e solare e i conseguenti (enormi) costi aggiuntivi. Oltre al costo diretto della trasmissione “aggiuntiva” richiesta, c’è la continua necessità di ispezionare le parti per identificare segni di usura. Le infrastrutture di produzione e quelle che rendono possibile la distribuzione di energia elettrica da rinnovabili hanno una durata di gran lunga inferiore a quelle tradizionali (oltre alla possibilità di essere danneggiate da fattori esterni) e richiedono una frequente manutenzione e sostituzione di pezzi componenti.

Se non viene eseguita un’adeguata manutenzione, le linee di trasmissione possono provocare incendi. L’interramento delle linee di trasmissione a volte è un’opzione, ma farlo è costoso, sia in termini di consumo energetico che di costi vivi.

I modelli energetici attuali più diffusi non tengono, inoltre, conto del modo in cui le turbine eoliche e i pannelli solari si comportano nella “vita reale”. In particolare, la maggior parte dei ricercatori non tiene conto del fatto che – come già accennato – non ci si può aspettare che l’elettricità dai pannelli solari sia molto utile per soddisfare il nostro fabbisogno di energia termica in inverno. Se vogliamo aggiungere più aria condizionata estiva, i pannelli solari possono “in qualche modo” supportare questo sforzo, soprattutto se vengono aggiunte anche batterie per aiutare a mettere a punto quando, durante la giornata di 24 ore, verrà utilizzata l’elettricità solare. Sfortunatamente, non abbiamo però alcun modo realistico per salvare la produzione d’energia dei pannelli solari dall’estate all’inverno.

Mi sembra che supportare l’aria condizionata sia un uso piuttosto frivolo per quella che sembra essere una quantità in diminuzione della fornitura di energia disponibile. Verosimilmente le nostre prime due priorità dovrebbero essere l’approvvigionamento alimentare adeguato e la prevenzione del congelamento al buio in inverno. Il solare, in particolare, non risolve radicalmente nessuno di questi problemi. Il vento può essere utilizzato per pompare acqua per colture e animali. Comunque anche un comune mulino a vento, costruito 100 anni fa, può essere utilizzato per fornire questo tipo di servizio.

A causa del problema dell’intermittenza, in particolare del problema dell’intermittenza “da estate a inverno”, l’eolico e il solare non sono veri e completi sostituti dell’elettricità prodotta da combustibili fossili o nucleare. Il problema è che la maggior parte del sistema attuale deve rimanere in attività, accanto al sistema delle energie rinnovabili. Infine, quando i ricercatori effettuano un confronto dei costi, dovrebbero confrontare il costo dell’energia intermittente, comprese le batterie necessarie e i miglioramenti della rete, con il costo del carburante risparmiato utilizzando queste tecnologie.

[7] I piani tariffari competitivi che consentono la crescita dell’elettricità eolica e solare sono tra i fattori (principali) che stanno spingendo diverse aree del mondo verso il “congelamento al buio”.

Agli albori della produzione di elettricità si usava generalmente il “prezzo delle utenze”. Con questo approccio è stata incoraggiata l’integrazione verticale della fornitura di energia elettrica. Un servizio di pubblica utilità stipulerebbe contratti a lungo termine con un certo numero di fornitori e fisserebbe i prezzi per i clienti in base al costo previsto a lungo termine della produzione e distribuzione di elettricità. L’azienda che fornisce il servizio si assicurerà che le linee di trasmissione siano funzionanti od adeguatamente riparate quando necessario e si preoccupa di aggiungere nuova generazione di corrente, secondo necessità.

I prezzi dell’energia, di tutti i tipi, sono aumentati alla fine degli anni ’70. Non molto tempo dopo, nel tentativo di evitare che i prezzi elevati dell’elettricità provocassero inflazione, è iniziato un cambiamento negli accordi sui prezzi . È stata incoraggiata una maggiore concorrenza, con il nuovo approccio chiamato dei “prezzi competitivi”. I gruppi integrati verticalmente sono stati sciolti. I prezzi dell’elettricità all’ingrosso hanno iniziato a variare in base all’ora del giorno, in base a quali fornitori erano disposti a vendere la loro produzione al prezzo più basso, per quel particolare periodo di tempo. Questo approccio ha incoraggiato i fornitori a trascurare la manutenzione delle loro linee elettriche e a smettere di aggiungere più capacità di stoccaggio. Qualsiasi tipo di spesa generale è stata disincentivata.

In effetti, in base a questa disposizione, anche il vento e il solare avevano il privilegio di “essere utilizzati per primi”. Se viene prodotta troppa energia in totale, potrebbero verificarsi tassi negativi per altri fornitori. Questo approccio è risultato particolarmente dannoso per l’energia nucleare. Le centrali nucleari hanno riscontrato che la loro struttura complessiva dei prezzi era troppo bassa. A volte hanno chiuso a causa della redditività inadeguata. Nuovi investimenti nell’energia nucleare sono stati scoraggiati, così come una corretta manutenzione. Questo effetto è stato particolarmente evidente in Europa.

Il risultato è che circa un terzo del guadagno derivante dall’energia eolica e solare è stato compensato dal calo della produzione di elettricità nucleare. Naturalmente, il nucleare è un’altra forma di elettricità a basse emissioni di carbonio. È molto più affidabile dell’eolico o del solare. Può anche aiutare a prevenire il congelamento al buio perché è probabile che sia disponibile in inverno, quando è probabile che sia necessaria più elettricità per il riscaldamento.

Un altro problema è che i prezzi competitivi scoraggiavano la costruzione di strutture di stoccaggio adeguate per il gas naturale. Inoltre, tendeva a scoraggiare l’acquisto di gas naturale con contratti a lungo termine. L’impostazione è diventata: “Invece di costruire depositi, perché non aspettare che il gas naturale sia necessario e poi acquistarlo al tasso di mercato?”

Sfortunatamente, la produzione di gas naturale richiede investimenti a lungo termine. Le aziende che producono gas naturale gestiscono pozzi che producono quantità approssimativamente uguali tutto l’anno. Lo stesso modello di elevato consumo invernale di gas naturale tende a verificarsi quasi contemporaneamente in molte aree dell’emisfero settentrionale con inverni freddi. Se il sistema funziona, i clienti devono acquistare gas naturale tutto l’anno e stoccarlo per l’inverno.

La produzione di gas naturale è in calo in Europa, così come la produzione di carbone (non mostrata in figura), rendendo necessarie maggiori importazioni di combustibile sostitutivo, spesso gas naturale:

Con prezzi competitivi e navi GNL che sembrano vendere gas naturale “in base alle necessità”, c’è stata la tendenza in Europa a trascurare la necessità di contratti a lungo termine e stoccaggio aggiuntivo per assecondare l’aumento delle importazioni di gas naturale. Ora, l’Europa sta iniziando a scoprire la follia di questo approccio. Il solare è quasi inutile per fornire elettricità in inverno; non si può fare eccessivo affidamento sul vento. Non aumenta abbastanza rapidamente, in un lasso di tempo ragionevole. I paesi rischiano i black out a causa dell’inadeguata disponibilità di importazione di gas naturale.

[8] Il mondo è molto lontano dal produrre abbastanza vento e solare per risolvere i suoi problemi energetici, in particolare il suo bisogno di calore in inverno.

L’energia che il mondo utilizza non si ferma all’elettricità: è molto superiore e diversificata. Comprende petrolio e combustibili che vengono bruciati direttamente, come il gas naturale. Il peso percentuale, rispetto a questo aggregato complessivo di energia utilizzata, dell’energia eolica e solare dipende da come viene conteggiata. L’Agenzia internazionale per l’energia tratta l’energia eolica e solare come se sostituissero solo il carburante, invece di sostituire anche l’elettricità dispacciabile.

In questo modo, la quota di energia totale fornita dalla categoria Eolico e Solare risulterebbe molto bassa, solo il 2,2% per il mondo nel suo insieme. La Germania risulta essere il primo dei gruppi analizzati e sta sostituendo solo il 6,0% dell’energia totale consumata. È difficile immaginare come il territorio – ed il mare – della Germania possano sopportare un potenziamento di turbine eoliche e pannelli solari sufficiente per colmare una tale carenza. Altre parti del mondo sono ancora più lontane dal sostituire le attuali forniture energetiche con eolico e solare.

Come già detto, è’ quindi chiaro che, per concludere, non possiamo aspettarci che l’eolico e il solare vengano potenziati a sufficienza per arrivare a soddisfare totalmente il nostro fabbisogno energetico, anche se in combinazione con l’idroelettrico. Ribadiamo e ripetiamo: i combustibili fossili, allo stato attuale della tecnologia, non potranno essere abbandonati né scendere sotto un livello di utilizzo che rimane ancor particolarmente elevato.