Perchè il nucleare produce energia di alta qualità e le rinnovabili no
Effettivamente mi è capitato più volte di confrontare la “scarsa” qualità dell’energia prodotta dalle fonti rinnovabili, con quella di “alta qualità” delle centrali nucleari, senza entrare in ulteriori dettagli. Mi rendo conto che sia un discorso complesso e quindi provo qui a chiarire, per quanto possibile in uno spazio non troppo lungo e senza termici eccessivamente tecnici.
Con qualità dell’energia elettrica si intendono soprattutto due cose (ce ne sono altre, ma da un punto di vista tecnico queste sono le principali):
1. la continuità dell’alimentazione, cioè la fornitura costante senza interruzioni . Il problema non è solo di evitare black out di ore o minuti, ma anche le microinterruzioni, che, pur potendo durare solo un quarto di secondo, sono dannose per i sistemi elettronici
Per quanto concerne la continuità dell’alimentazione, ad esempio, in Italia ci sono circa 1,4 milioni di km di linee elettriche, di cui più di 900 mila km in bassa tensione. Inoltre del sistema elettrico fanno parte svariate migliaia di cabine primarie di trasformazione da alta a media tensione, centinaia di migliaia di cabine secondarie da media a bassa tensione (solo Enel ne ha circa 400 mila) e varie altre cose.
Tuttavia la complessità non è data solo dall’imponenza delle cifre. Infatti il problema non è solo di garantire la continuità delle forniture, ma anche di fare in modo che sull’intera rete la tensione di alimentazione resti costante o comunque nei limiti previsti (non oltre ± 10% della tensione nominale), che la frequenza non abbia variazioni superiori a ±1% rispetto ai 50 Hz previsti, e che la forma dell’onda dell’elettricità che viaggia nei cavi resti “armonica”, cioè non abbia rilevanti variazioni di ampiezza, causate ad esempio da buchi di tensione (abbassamenti improvvisi e momentanei della tensione oltre il limite del 10%), sovratensioni, fluttuazioni (variazioni ripetute dell’ampiezza di tensione) o distorsioni armoniche (flussi d’onde di diversa frequenza che si creano all’interno del flusso d’onda principale).
Garantire tutte queste cose (ripeto: con oltre 1,4 milioni di km di linee elettriche e mezzo milione di impianti di trasformazione in gioco), richiede una organizzazione ed una esperienza professionale di estrema competenza. Di fatto, la gestione di un sistema elettrico è l’attività più complessa in assoluto che esista in una moderna civiltà industriale.
Richiede, tra l’altro, complicatissimi sistemi previsionali in grado di interagire con eventi imprevisti, che però devono essere immediatamente riconosciuti (ad esempio: un guasto in una centrale o in una linea, danni da fulmini, improvvisi picchi di domanda eccetera) in modo che si possa reagire ad essi letteralmente nel giro di secondi. E questo per archi di tempo che, in relazione ai vari gradi di potenza in gioco, variano dai minuti alle ore, dai giorni alle settimane, fino a molti mesi.
Si aggiunga che le reti elettriche sono state progettate e costruite con l’unico scopo di portare l’elettricità dalle grandi centrali verso gli utenti. Non prevedono la possibilità che l’energia faccia il percorso contrario (es: dal piccolo impianto fotovoltaico posizionato alla fine di una linea di bassa tensione verso la rete). E consentire quest’ultima cosa, necessaria per la diffusione delle rinnovabili (come in effetti si sta facendo, pur con molta fatica), è roba difficile, non per cattiva volontà o disorganizzazione, ma proprio per aspetti tecnici. Richiede interventi non semplici se ad immettere energia sono pochi impianti, e molto complessi e vasti quando i piccoli impianti diventano centinaia o migliaia concentrati su una rete locale. Che poi è il motivo per cui vi sono svariate zone dove si realizzano impianti rinnovabili e poi non si riesce a collegarli in rete.
In questa situazione, l’ideale astratto sarebbe di avere un centinaio di grandi centrali e basta (circa la metà di base – a carbone, nucleari o idroelettriche – e l’altra metà per seguire le variazioni di domanda e le punte – prevalentemente turbogas e idroelettrico, meglio se a pompaggio). Questa sarebbe la situazione ideale che garantirebbe la massima qualità dell’energia. Invece in Italia ci sono oltre 1.000 centrali termoelettriche e circa 2.600 centrali da rinnovabili, escluso il fotovoltaico (circa 300 grandi impianti idroelettrici, 1.800 impianti mini-idro, 150 eolici, 33 geotermici, 280 a biomasse e rifiuti e qualcos’altro. Non sono cifre esatte: sto citando a mente, ma assicuro che sono dati molto vicini alla realtà). E per finire si aggiunga che negli ultimi anni sono stati realizzati oltre 71.000 piccoli impianti fotovoltaici.
Non so se sono stato chiaro, ma, insomma, è tutta in questi dati la diversa qualità dell’energia.
Una centrale nucleare produce in modo stabile esattamente quello che noi abbiamo preventivato, quando lo vogliamo, per il tempo che vogliamo e nel punto della rete dove noi abbiamo deciso.
Una centrale rinnovabile produce quello che può in relazione alla disponibilità del vento, dell’acqua o del sole, quando queste fonti sono disponibili e in modo continuamente varabile in relazione al variare delle fonti. Tutte cose che si traducono in problemi per la qualità della tensione dell’energia. E dove? Dove richiederebbero le esigenze di rete? No, bensì ovunque sono riusciti a realizzare la centrale gli investitori o gli speculatori. Cosa, quest’ultima, che di regola corrisponde esattamente all’ultimo posto dove un impianto dovrebbe essere situato, cioè nella parte finale della rete, dove ci sono le linee di distribuzione in bassa tensione.
Le cose ovviamente cambieranno, quando saranno realizzate le cosiddette reti elettriche intelligenti (smart grids). Che certamente realizzeremo. Ma non domani. E non gratis. Occorreranno decine di miliardi di investimenti e molti anni (decenni, probabilmente). Nel frattempo abbiamo le reti che abbiamo. Che peraltro hanno svolto egregiamente il loro compito fino ad oggi e lo fanno ancora, a parte il problema della generazione diffusa di piccoli impianti rinnovabili, comunque necessaria per soddisfare le nuove esigenze ambientali.
Ognuno è libero di immaginare un mondo diverso e migliore. Ma in questo mondo, con la rete elettrica oggi esistente in Italia, le centrali nucleari producono elettricità di alta qualità, e i piccoli impianti da fonti rinnovabili di pessima qualità.