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La risposta energetica sarà globale, locale o glocale?

Mentre la Cina potrà estendere al mondo i vantaggi del proprio manifatturiero da noi e altrove si connettono le risorse private.

Accerchiati da ricette demagogiche per ridurre l’ingordigia di energia elettrica delle società occidentali (e non solo) si vanno facendo strada con una rapidità del tutto inedita finora ricerche e soluzioni per affrontare il problema in modo nuovo.

La strada da percorrere si sta rivelando sempre più articolata e, nonostante sia presto per capire come andrà a configurarsi il futuro, quello che emerge è il bisogno di soluzioni di intelligenza informatica per regolare il traffico delle risorse in modo tale da sfruttare al meglio soluzioni molto diversificate per consumatori altrettanto diversi.

Se il peso delle bollette si fa doloso per l’utenza domestica, per le imprese grandi e soprattutto piccole sta diventando drammatico come si può vedere nell’immagine accanto. La sensibilità ecologica porta a nuove limitazioni. Si va scoprendo qualcosa da sempre negato dai tecnici, ovverosia che il fracking, l’estrazione attraverso molteplici metodi di combustibili fossili, è all’origine di instabilità della crosta terrestre con conseguenti scosse telluriche particolarmente indesiderate negli Stati ad alta densità abitativa, diversamente dai deserti di Medio Oriente e altrove. A rompere gli indugi ci hanno pensato i Paesi Bassi che hanno pianificato entro i prossimi due anni la chiusura del più grande giacimento di gas europeo, quello di di Groningen che dal 1986 avrebbe generato oltre mille scosse di bassa intensità, sufficienti comunque a provocare danni agli edifici per oltre un miliardo di euro di risarcimenti.

Via col Vento

Neppure le rinnovabili sono molto amate: non solo negli anni scorsi si era ridotto il numero di centrali idriche non abbastanza produttive da poter competere con il termico e fonti di polemiche con diverse autorità locali, ma anche il solare risulta poco amato da coloro che difendono i paesaggi — per non parlare di considerazioni geotermiche. Ancora più invise sono le installazioni eoliche: oltre ad essere costosi gli impianti incontrano molte resistenze per essere costruiti nel nostro paese. Uno dei pochi progetti ad essere autorizzati sta vedendo la realizzazione da parte di Enel Green Power di un parco eolico a Castelmauro in Molise che produrrà circa 70 GWh/anno corrispondenti a 15 milioni di metri cubi di gas da fonte rinnovabile con un risparmio per l’atmosfera di circa 30mila tonnellate di CO2 all’anno. Anche il gruppo Octopus Energy Development Partnership (OEDP) ha in progetto di costruire 1,1 GW di nuovi impianti eolici, solari e di stoccaggio dell’energia nel sud Italia entro il 2025. Allontanandoci un po’ da casa nostra, in Grecia, dove le preoccupazioni economiche suggeriscono da tempo un ordine di priorità più di “bocca buona”, seppur per sole cinque ore consecutive, è stato battuto il record di coprire cone le energie rinnovabili l’intero fabbisogno energetico del Paese: un piccolo passo nella giusta direzione che ci riporta però al tema di partenza, ovvero alla necessità di un piano sistemico che consenta di coprire con più risorse — risparmi energetici compresi — le necessità reali e non quelle utopistiche. Nel frattempo in Danimarca si parla della costruzione della più alta turbina eolica pronta a sfiorare i 200 metri di altezza con una produzione tripla se confrontata con quelle attuali.

Allontanandoci ancora di più possiamo confrontare la politica in materia di Stati Uniti e Cina. Se nei primi l’amministrazione Carter considerò l’energia solare una nicchia di ricerca che venne cancellata del tutto dall’amministrazione Reagan, “paralizzando il settore con scarsi investimenti, tassi di interesse da record e deregolamentazioni ambientali” (fonte National Interest), cosicché oggi la produzione di celle solari rappresenta appena l’1% della quota globale, nel solo 2019, la Cina ha prodotto il 78% delle celle solari del mondo, segnando una completa inversione di tendenza nel dominio del settore. E la questione non riguarda solo la produzione, ma anche la vendita di competenze che secondo Bloomberg “potrebbero essere trasferite più rapidamente al di fuori del Paese se le aziende cinesi incontrassero meno resistenza nell’aprire siti produttivi negli Stati Uniti e nell’UE”: un traguardo difficile e poco sostenibile da raggiungere per l’Occidente. E se per la Cina il buon giorno si vede dal mattino possiamo considerare del tutto attendibile il proposito di quel governo di battere il proprio stesso record di parco eolico più grande del mondo (attualmente detenuto dall’impianto di Jiuquan) costruendone uno nuovo nella provincia di Guangdong entro il 2025 che potrebbe alimentare più di 13 milioni di abitazioni per un progetto offshore da 43,3 gigawatt (GW) nello stretto di Taiwan.

Il ritorno del nucleare e dintorni

Nel frattempo si è andata riscoprendo anche l’energia nucleare con lo sviluppo di reattori modulari di dimensioni contenute e più facilmente allocabili. I mini-reattori modulari (Small Modular Reactors, SMR) di quarta generazione sono piccoli reattori, sotto i 300 megawatt di potenza, derivati dai motori dei sommergibili e delle navi atomiche (una centrale nucleare tradizionale arriva a 1600 MW) “sono piccoli e compatti: in pratica, dei cilindri di metallo grandi come un paio di container, che contengono il nocciolo col combustibile e il generatore di vapore. All’interno il calore del nocciolo trasforma l’acqua in vapore, che aziona una turbina esterna e un alternatore che produce energia. L’acqua, una volta raffreddata, rientra nel mini-reattore e ricomincia il ciclo” (fonte: ANSA). Fra i vantaggi la possibilità di venire assemblati in fabbrica e trasportati sul posto, anche in luoghi remoti, riducendo i costi; venire “sommati” fra loro anche uno alla volta per aumentare la potenza non appena vi siano le disponibilità economiche. “Date le ridotte dimensioni dei cilindri, l’acqua e il vapore si muovono da soli col calore, e non servono pompe, che possono guastarsi come a Fukushima. Una centrale a moduli occupa il 10% dello spazio di una centrale tradizionale, con costi e impatti ambientali inferiori. Ma soprattutto, i mini-reattori modulari permettono di usare combustibili non convenzionali che durano di più, e quindi riducono la produzione di scorie: il rifornimento va fatto ogni 3-7 anni, contro 1-2 per le centrali tradizionali. Alcuni impianti possono lavorare per 30 anni senza essere riforniti”. Il primo reattore di questo genere è già stato approvato negli Stati Uniti nonostante anche in questo caso i cinesi si rivelano essere più avanti, avendo in cantiere un SMR in “fase avanzata di costruzione”, nell’isola di Hainan mentre quello statunitense non entrerà in funzione prima del 2029.

Tuttavia, se per molti osservatori si comunque di impianti troppo costosi il vero problema è che per l’Uranio l’Occidente si trova nuovamente a dipendere quasi interamente dalla Russia. “Secondo le nostre stime, il ROSATOM riceve ogni anno oltre 1 miliardo di dollari di acquisti di combustibile nucleare“, ha dichiarato Scott Melbye, presidente dell’associazione e vicepresidente esecutivo della Uranium Energy Corp. Probabilmente i cinesi godono di condizioni economiche migliori visto che il primo carico per il loro reattore veloce è stato consegnato per entrare in funzione in tempi brevi. “I reattori veloci sono considerati molto interessanti perché non utilizzando l’acqua non funzionano a pressione, risultando quindi molto più sicuri, e operano a temperature molto più elevate, essendo quindi termicamente molto più efficienti. Il problema di questi reattori è che, proprio per la velocità dei neutroni, necessitano di un combustibile nucleare molto più arricchito, ma pare che la Russia e la Cina siano riusciti a superare questo problema” (fonte: Scenari Economici).

La reazione nucleare offre poi un ulteriore vantaggio energetico, quello indicato nel 2016 dall’università di Bristol, di utilizzare la grafite radioattiva utilizzata come moderatore nei reattori nucleari trasformandola in una “Batteria betavoltaica”, cioè in una forma di batteria dove la radioattività si trasforma direttamente in energia elettrica senza transitare sotto la forma di calore. L’Università di Bristol realizzò anche un prototipo di batteria betavoltaica, ma non basata sul Carbonio 14, ma sul Nickel. Assieme alla società Arkenlight, si iniziò a sviluppare la prima batteria betavoltaica trasformando il caarbonio 14 in un diamante della dimensione di un’unghia. Nel 2021 sono stati realizzati i prototipi di fase 1.

Infine si continua a lavorare per la realizzazione di impianti di fusione nucleare i cui vantaggi e danni andremo a scoprire nel tempo. Si tratta ancora di progetti faraonici nonostante la ricerca stia avanzando come nel caso dell’Università di Princeton dove “la modellizzazione del plasma permetterà quindi di accelerare notevolmente il processo di concentrazione del plasma e la possibilità di ottenere una fusione anche con le tecnologie più diffuse dei tokamak” (fonte: Scenari economici) e “l’Università di Oxford ha ottenuto la Fusione Nucleare con una tecnica innovativa, diversa da quella del “Contenimento inerziale” chiamato First Light Fusion, molto meno costoso dell’approccio tradizionale e a sua industrializzazione “in serie” sarebbe enormemente più semplice rispetto alle tecnologie attuali basate su superconduttori e campi magnetici estremi. Si tratta di un grande cannone a gas iperveloce a due stadi utilizzato per lanciare un proiettile da 100 g contro una pallina minuscola contenente il combustibile di fusione, sotto forma di trizio e deuterio, allo stato solido. Il proiettile raggiunge la velocità 23.400 km/h, quasi 20 volte la velocità del suono, prima di colpire il bersaglio. Infine, sempre in questo settore, sempre la Cina ha fatto una scoperta importante: un nuovo catalizzatore di dimensioni atomiche per la sintesi dell’idrogeno le cui ridotte le dimensioni daranno luogo a processi catalitici più efficienti. Utilizzando l’ossido di cerio, i ricercatori hanno costruito delle “nanoisole” sulla superficie delle particelle di silice, intrappolando gli atomi di metallo reattivi e trattenendoli uniformemente durante la sintesi chimica.

Nel frattempo le comunità si attrezzano

È tuttavia evidente che queste soluzioni faraoniche non sono ancora in funzione e nessuno può garantire che quando lo saranno potranno essere anche praticabili e alla portata di tutti. Ad aspettare il futuro si rischia di morire di freddo. Per questo i privati stanno iniziando ad attrezzarsi. Questo a partire dalle imprese, le più colpite dai rincari. Non tutte possono realizzare degli impianti solari tali da moderare i costi dei consumi. A questo proposito può risultare utile la soluzione eolica senza pale che può alimentare gli impianti elettrici degli edifici, grazie ad un sistema di turbine eoliche senza parti mobili esterne messo a punto da Aeromine Technologies in grado di generare fino al 50% di energia in più allo stesso costo dell’impianto fotovoltaico su tetto”. Questo sistema dalle dimensioni contenute, privo di rumorosità e di fragili parti mobili esterne, utilizza il vento per creare una depressione fra due lame parallele non mobili; un effetto di depressione aerodinamica che aspira l’aria da un condotto interno al tetto, nel quale è istallata una turbina che genera elettricità.

Imprese, latifondi, condomini e abitazioni in genere sono gli attori per il fenomeno più importante di questo momento, la possibilità di scoprire se davvero “l’unione fa la forza” partecipando tutti insieme a delle cosiddette “Comunità energetiche“. Spetterà all’Arera (Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente) e al GSE (Gestore Servizi Elettrici) il compito di normare la mappa in collaborazione con le imprese elettriche. La divulgazione della cartina dell’Italia, con tutta la sua rete elettrica e i punti di accesso a cui potranno connettersi piccoli paesi, condomini o interi quartieri sarà la conclusione di un lungo iter normativo che dovrebbe far decollare definitivamente le comunità energetiche anche nel nostro Paese e fargli recuperare il tempo perduto rispetto ad altre realtà europee dove sono attive circa 7.000 comunità energetiche centinaia delle quali nella sola Germania, come la Bioenergy Village Jühnde di proprietà dei 750 abitanti del villaggio uniti in una cooperativa che gestisce l’impianto energetico locale. Una comunità che produce il doppio dell’energia richiesta dal suo fabbisogno.

n Italia figurano, tra le almeno 100 rilevate negli ultimi tre anni (di cui 35 effettivamente operative, 41 in fase progettuale e 24 ai primi step burocratici), la Cooperativa di Melpignano in Salento, la Comunità pinerolese di Pinerolo (TO), la bolognese Green Energy COmmunity e la Energy City Hall di Magliano Alpi (CN). Si stima che 264 milioni di cittadini dell’UE si uniranno al mercato dell’energia come prosumer, generando fino al 45% dell’elettricità rinnovabile complessiva del mix energetico. Secondo il Joint Research Centre (JRC) della Commissione europea, entro il 2030, le Comunità energetiche potrebbero poi possedere il 17% della capacità eolica installata e il 21% di quella fotovoltaica. Invece, entro il 2050, in una stima ottimistica e piuttosto sognante, quasi la metà delle famiglie dell’UE dovrebbe poi produrre energia pulita. A quel punto la crisi energetica, e probabilmente anche quella climatica, sì che sarebbero un lontano ricordo.

Come abbiamo detto non si può pensare che questa mappa a macchia di leopardo possa costituire una risposta nei tempi brevi e il futuro è ancora ricco di speranze e timori che potrebbero modificare profondamente le più auspicabili aspettative. Quello che possiamo fare è immaginare una contaminazione delle iniziative, non a caso attualmente più periferiche e provinciali che legate ai grandi centri urbani.

«Nel passaggio dai combustibili fossili alle energie rinnovabili dobbiamo inevitabilmente passare dal global al glocal, ovvero dalla gestione dell’energia a livello globale alla gestione a livello locale. Le rinnovabili, a differenza dei combustibili fossili – ha spiegato Leonardo Setti, docente dell’Università di Bologna – non sono difatti centralizzabili. Ognuno di noi dovrebbe iniziare a produrre l’energia che consuma, che sia sulla superficie di un tetto, di una scuola o di un parcheggio. In questo modo potremmo produrre e consumare il 70% dell’energia sui territori, l’altro 30% dovremmo necessariamente importarlo per ragioni stagionali o metereologiche. Le comunità energetiche nascono per tenere in equilibrio questo sistema di produzione e di consumo»(fonte: L’Indipendente).

Nel frattempo l’informatica ha un grande ruolo da svolgere soprattutto in termini di Smart Grid e Smart Cities. Solo dei sistemi di governo intelligenti e molto rapidi potranno conciliare la grande fame di energia elettrica che non potrà ancora per molti decenni essere sostituita dalle soluzioni locali con lo sviluppo di un progetto civico e civile.

Quest’ultimo infine non può rinunciare ad un’educazione alla resilienza energetica lontana dalla demagogia politica e fondata su un adattamento graduale e realistico di comportamenti individuali e progetti urbanistici.

Che ci sia voluta una guerra dalle prospettive infauste per scrostare le brutte abitudini e per dare il via alla ricerca e alle iniziative di comunità non è affatto encomiabile. Speriamo che il colpo di reni di questo momento e la reattività governativa consenta di recuperare il tempo perso se non vogliamo che tante prospettive di innovazioni e vaporware coincidano con un rapido indietreggiamento della civiltà occidentale per come la conosciamo, visto che senza energia elettrica dai costi esorbitanti non riusciremmo ad immaginarla.


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