Dal carbone alle rinnovabili verso la generazione del futuro

Si fa presto a dire addio al carbone, ma cosa intendiamo davvero per decarbonizzazione? La transizione energetica verso una produzione di energia più sostenibile non può risolversi nel semplice e improvviso abbandono delle fonti fossili. Il processo, invece, deve prevedere un’eliminazione graduale e va gestito in modo da garantire la stabilità, la resilienza e l’efficienza delle reti. Lo strumento del cambiamento è l’elettrificazione, cioè la sostituzione progressiva delle tecnologie che utilizzano combustibili fossili con tecnologie che utilizzano l’elettricità soltanto da fonti rinnovabili in tutti i settori, dalla cucina di casa, al riscaldamento, ai trasporti. In questo modo si abbatterà anche l’inquinamento atmosferico nelle città. E grazie all’aiuto della digitalizzazione delle reti migliorerà nettamente l'efficienza energetica. L’importanza della flessibilità Il passaggio dal fossile al rinnovabile, punto chiave nella lotta al cambiamento climatico e nella direzione della sostenibilità, rappresenta un cambio di paradigma. Da un modello di generazione di energia del tutto programmabile, si va verso uno scenario in cui la caratteristica intrinseca è la non programmabilità. Un percorso, quindi, che pone delle sfide tecniche e d’infrastruttura, anche perché non ci si può permettere di destabilizzare le reti, né di causare blackout o interruzioni del servizio. Se proviamo a immaginare come dovrà essere la gestione energetica del futuro, è certo che servirà flessibilità. Alterazioni improvvise dell’equilibrio tra domanda e offerta di energia, stress di rete e situazioni eccezionali imporranno – e già ora impongono – una gestione con impianti capaci di anticipare e tollerare le situazioni critiche, affrontandole in tempo reale e poi ritornando in condizioni di normalità. La sfida più grande da affrontare sta nel trovare un modo di gestire le differenze quotidiane tra domanda e offerta. Impianti eolici e fotovoltaici, infatti, generano un disallineamento tra la produzione di energia e il suo consumo, in parte prevedibile e in parte dovuto alle condizioni meteoclimatiche. La risposta non può che orientarsi in due principali direzioni. Anzitutto il potenziamento dei sistemi di accumulo di energia (storage) per differire l’erogazione di energia rispetto all’effettiva domanda. E poi, in una fase temporanea, la sostituzione del carbone con altre fonti che siano sì meno inquinanti, ma anche capaci di garantire una fornitura di energia programmabile. In questa ottica, oggi il gas naturale rappresenta un’alternativa promettente ed efficace e un ottimo alleato della transizione energetica in atto. Perché il gas è la migliore soluzione transitoria Rispetto al carbone, i vantaggi del gas naturale sono parecchi. Quantificati dalla stessa IEA, consistono prima di tutto in un miglioramento dell’efficienza: dal 40% dei tradizionali impianti a carbone al 50% di quelli a metano, ulteriormente migliorabile fino al 60% grazie alle tecnologie di ultima generazione. In termini di emissioni, poi, a parità di energia elettrica generata si può ridurre la quantità di anidride carbonica prodotta fino alla metà. Infine, meno importante per l’ambiente ma fondamentale per gli utilizzi umani, il passaggio dal carbone al gas permette una maggiore agilità in termini di utilizzo, migliorando le già citate stabilità e resilienza delle reti. Guardando al medio periodo, se il consumo di energia si farà sempre più intermittente, il gas sembra rispondere nel modo migliore possibile alle esigenze pratiche, almeno fino a quando la combinazione di fonti rinnovabili (per la generazione) e di batterie (per l’accumulo) sarà abbastanza sviluppata da garantire performance ottimali. Tra i vantaggi del gas c’è la possibilità di avere intensi picchi di produzione di energia. Proprio questa peculiarità, concretizzata nei cosiddetti peaking power plant, è una delle caratteristiche che portano il gas naturale a fare da facilitatore per l’ingresso delle fonti rinnovabili nei mercati dell’energia. Sopperendo alla domanda di picco, infatti, risolve il problema principale di vento e sole. Una prospettiva confermata dai numeri del report sull’energia 2020 elaborato da BloombergNEF, che prevede una crescita annua dell’impiego di gas dello 0,6%, in progressione costante fino al 2050. Molto però dipenderà anche dai traguardi tecnologici raggiunti. Basti pensare che, con l’ultima classe di turbine, si è passati da un massimo di 50 megawatt al minuto fino a quota 100. E se con l’innovazione si punta ad alzare ulteriormente questa soglia, in parallelo si sta lavorando per ridurre ancora l’impatto ambientale, sia migliorando l’efficienza sia introducendo catalizzatori per raccogliere anidride carbonica e ossidi d’azoto, impedendone l’immissione in atmosfera.

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La decarbonizzazione, come si passa dalle fonti fossili alle rinnovabili

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