keyone
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http://www.cnp-online.it/eolico/questioneeolica.html
COME FUNZIONA L?ENERGIA EOLICA
I moderni mulini a vento sono costituiti da torri d'acciaio alla cui sommità è posto un rotore, collegato meccanicamente ad un sistema di ingranaggi moltiplicatori di giri, sistemato entro una navicella ed azionato dalle pale di un'elica che cattura l'energia cinetica del vento.
Dal rotore l'energia cinetica viene trasmessa ad un generatore di corrente alternata, la cui potenza può arrivare fino a 2 MW (ma si stanno sperimentando macchine fino a 3 MW) in dipendenza dalle dimensioni delle pale.
Le macchine eoliche più diffuse, di media grandezza, raggiungono l'altezza di 75 metri (50 metri la torre eolica, più 25 di pala) ed hanno una potenza di 0,6 MW. Sono però in arrivo macchine eoliche con potenza di 2MW, alte complessivamente 107 metri (67 la torre e 40 le pale), paragonabili ad un edificio di 25 piani.
La macchina produce energia in presenza di un vento che abbia una velocità compresa tra 3-4 metri al sec. e 20-24 metri al sec. Le velocità esterne a questo intervallo non danno luogo a produzione di potenza, da un lato perché il vento a bassa velocità non contiene sufficiente energia, dall'altro lato perché alle alte velocità il vento possiede un eccesso di potenza che potrebbe danneggiare la macchina. Essa pertanto viene frenata e posta in protezione in situazione di attesa. Durante il funzionamento, la quantità di energia prodotta in ogni istante dipende dal valore della velocità del vento in quell'istante. Poiché l'intensità del vento varia statisticamente nel tempo, anche l'energia erogata varierà casualmente. Pertanto è importante far riferimento al valore medio della distribuzione statistica della velocità del vento per definire le caratteristiche di produzione delle macchine eoliche collocate nei cosiddetti parchi. Al fine dello sfruttamento economico, risultano interessanti soltanto quei siti eolici in cui la velocità media del vento sia superiore a circa 5 metri al sec.
I paesi più avanzati sulla strada dell'eolico sono la Danimarca, l'Olanda, gli Stati Uniti, la Germania, la Spagna e grazie a questa esperienza proveniente in particolare da paesi ventosi e pianeggianti, la tecnologia si è rapidamente sviluppata ed i costi si sono già abbassati fino a poter competere con il petrolio. ((Il costo di produzione riconosciuto all'ENEL dall'Authority "Energia elettrica e gas" è di 130 lire a chilovattora e l'eolico già riesce a rientrarci).
Diversa però appare la situazione del valore tecnico dell'energia eolica, che, risentendo del grave difetto della sua intermittenza casuale, non riesce a garantire le stesse condizioni di affidabilità dell'erogazione come quella dell'elettricità convenzionale. In altri termini, se per gli impianti eolici non esistesse la possibilità di immettere l'energia prodotta nella rete elettrica nazionale, che con le sue enormi dimensioni fa da stabilizzatore dell'intermittenza, pochi utenti sarebbero disposti a richiedere e pagare la fornitura di elettricità eolica. Questo aspetto ha importanti ripercussioni sulla capacità di penetrazione della fonte nell'uso, cosa che purtroppo finisce per limitare anche i benefici ambientali attesi. In definitiva, anche se esiste oggi la competitività del costo industriale di produzione del kWh, si è ancora lontani dalla competitività con il petrolio per quanto riguarda il valore economico, che è basato sulle altre qualità tecniche, principalmente sulla vettoriabilità, sulla concentrazione di energia e sulla continuità temporale degli approvvigionamenti, qualità tutte che confluiscono nel dato tecnico più importante per l'utente, quello della grande affidabilità dell'elettricità convenzionale (garanzia della fornitura di potenza per il 98% del tempo annuale). LA REGOLA DEL 2% E I CERTIFICATI VERDI
L'ENEL e le nuove società che stanno entrando nel mercato della produzione elettrica devono dimostrare, in base al decreto Bersani (n. 79/1999), di essere collegate (attraverso un espediente giuridico chiamato "Certificato verde") ad una quota di produzione elettrica da fonte rinnovabile (di nuova installazione) pari ad almeno il 2% della propria produzione elettrica totale.
A questo scopo con il decreto del Ministro dell'Industria dell'11 novembre 1999 sono stati introdotti i "Certificati Verdi".
Il produttore di energia elettrica, o l'importatore che chiede di connettersi alla rete nazionale, deve detenere (perché produce in proprio o perché acquista da chi la produce) la quota, corrispondente al 2%, di "Certificati Verdi", il cui prezzo oscilla tra le 70-80 lire e le 130 a kWh.
Poiché il valore dei "Certificati Verdi" prescinde dalla fonte di energia rinnovabile utilizzata, la scelta degli operatori non poteva cadere altro che sulla produzione eolica, che al momento risulta la più economica.
Il risultato finale è che in Italia, tra tutte le energie rinnovabili, si sta diffondendo nell'uso esclusivamente l'eolico.
Questa circostanza è motivo di forte preoccupazione, sia sotto il profilo ambientale e paesistico (soprattutto in connessione con la configurazione geomorfologica del territorio italiano in cui vengono realizzati i siti eolici), sia sotto il profilo tecnico in relazione al raggiungimento del limite di saturazione della capacità di allacciamento dei nuovi impianti alla rete elettrica nazionale. A questo proposito occorre ricordare che il collegamento alla rete di una quota di potenza intermittente (qual è, in particolare, l'energia eolica) superiore al 10-15% della potenza totale dei generatori convenzionali che sostengono il carico nazionale, farebbe peggiorare la stabilità del livello di potenza e l'affidabilità della fornitura fino a contemplare la possibilità di "black out" totali. Se questo concetto venisse tradotto in termini tecnici appropriati alla situazione della rete elettrica italiana, si troverebbe che il limite di accettazione di potenza intermittente si va a situare intorno ai 5.000 MW. E' chiaro quindi che, persistendo la situazione presente, questo sarà il limite cumulativo di penetrazione di tutte le fonti rinnovabili, produttrici di elettricità intermittente. Quindi, oltre l'eolico, saranno soggette a questo limite anche il solare termodinamico e il fotovoltaico, il cui sviluppo offre le più grandi prospettive di risanamento ambientale, essendo collegabili ad un potenziale energetico immenso. La saturazione da parte dell'eolico di questo importante segmento di mercato potrebbe rallentare la crescita economica e lo sviluppo tecnologico delle altre rinnovabili. Di fatto avverrebbe (e sta già avvenendo) che esse non potrebbero essere poste in grado di profittare delle presenti opportunità d'incentivazione (Certificati Verdi) per compiere le economie di scala necessarie per raggiungere la competitività.
LA CONCENTRAZIONE DEGLI INVESTIMENTI SULL?ENERGIA EOLICA
Ben il 97% della potenza dei nuovi impianti di energia rinnovabile per i quali è stata chiesta la connessione al Gestore della Rete Nazionale, è ascrivibile a "Wind Farm", letteralmente "fattorie o aziende del vento", o più appropriatamente "centrali eoliche".
Non solo, ma dal momento che per alcune regioni che ne hanno la disponibilità si sommano sia incentivi in conto capitale (fondi regionali strutturali UE), sia il guadagno derivante dalla vendita dell'energia, sia il valore finanziario dei certificati verdi vendibili ai grandi produttori e commerciabili in borsa, l'investimento in eolico è diventato un vero e proprio "businness".
E lo dimostra il fatto che le domande di connessione per impianti da realizzare ha raggiunto il numero di 518, per una potenza complessiva di 13.300 MW (vedi tabella dati ufficiali GRTN - Gestore Rete di Trasmissione Nazionale - 31 marzo 2002) quasi trenta volte la potenza eolica oggi installata in Italia, che è di circa 700 MW con più di 1.000 torri eoliche. Una potenza di 13.300 MW è pari al 25% della massima domanda nazionale di energia elettrica (raggiungibile in pieno inverno) e supera di gran lunga l'apporto massimo che le energie rinnovabili (idroelettrico a parte), per loro natura instabili e intermittenti, possono riversare nell'insieme della rete elettrica nazionale. Questa, infatti, deve garantire almeno l'85-90% di energia da fonti stabili (non aleatorie e intermittenti) quali sono le energie da combustibili fossili.
Oggi, non essendo ancora matura e conveniente la tecnologia per immagazzinare in "batterie" o in altri mezzi di accumulo l'energia prodotta con le rinnovabili, in modo da rendere tale energia "utilizzabile" a piacimento, non avrebbe senso economico produrre più del 10-15% del fabbisogno totale di potenza elettrica attraverso fonti rinnovabili intermittenti, quali sono l'eolico e il solare. Ciò soprattutto a causa del peggioramento dell'affidabilità, che al di sopra di tale limite viene introdotto nella rete e della conseguente svalorizzazione del kWh venduto all'utente.
Si è dunque determinata una situazione distorta che condanna il paese a non avere una distribuzione equilibrata di produzione da fonte rinnovabile. Avviene dunque che il nostro Paese decide di attivare una quota di energia rinnovabile, per contribuire alla riduzione dell'inquinamento planetario, ma sceglie alcune modalità di incentivazione che di fatto privilegiano quel tipo di energia che mette in crisi altri, altrettanto significativi, valori collettivi propri del nostro territorio. In ciò si evidenzia la mancanza di una strategia di lungo periodo, attenta da un lato alle grandi dimensioni delle esigenze di energia pulita per il Paese (e di conseguenza alla necessità di disporre di energia rinnovabile nei diversi potenziali), dall'altro lato a calcolare nel conto economico le esternalità connesse all'utilizzazione delle varie fonti rinnovabili, mediante un'attenta analisi comparata. Infatti, non considerando le produzioni sotto il profilo dei costi esterni, che devono comprendere anche le stime economiche dei danni paesistici ed ecologici territoriali, si mettono in difficoltà quelle produzioni rinnovabili che più si adatterebbero ad essere inserite nel delicato territorio italiano.
In conclusione, mancando ogni pianificazione
COME FUNZIONA L?ENERGIA EOLICA
I moderni mulini a vento sono costituiti da torri d'acciaio alla cui sommità è posto un rotore, collegato meccanicamente ad un sistema di ingranaggi moltiplicatori di giri, sistemato entro una navicella ed azionato dalle pale di un'elica che cattura l'energia cinetica del vento.
Dal rotore l'energia cinetica viene trasmessa ad un generatore di corrente alternata, la cui potenza può arrivare fino a 2 MW (ma si stanno sperimentando macchine fino a 3 MW) in dipendenza dalle dimensioni delle pale.
Le macchine eoliche più diffuse, di media grandezza, raggiungono l'altezza di 75 metri (50 metri la torre eolica, più 25 di pala) ed hanno una potenza di 0,6 MW. Sono però in arrivo macchine eoliche con potenza di 2MW, alte complessivamente 107 metri (67 la torre e 40 le pale), paragonabili ad un edificio di 25 piani.
La macchina produce energia in presenza di un vento che abbia una velocità compresa tra 3-4 metri al sec. e 20-24 metri al sec. Le velocità esterne a questo intervallo non danno luogo a produzione di potenza, da un lato perché il vento a bassa velocità non contiene sufficiente energia, dall'altro lato perché alle alte velocità il vento possiede un eccesso di potenza che potrebbe danneggiare la macchina. Essa pertanto viene frenata e posta in protezione in situazione di attesa. Durante il funzionamento, la quantità di energia prodotta in ogni istante dipende dal valore della velocità del vento in quell'istante. Poiché l'intensità del vento varia statisticamente nel tempo, anche l'energia erogata varierà casualmente. Pertanto è importante far riferimento al valore medio della distribuzione statistica della velocità del vento per definire le caratteristiche di produzione delle macchine eoliche collocate nei cosiddetti parchi. Al fine dello sfruttamento economico, risultano interessanti soltanto quei siti eolici in cui la velocità media del vento sia superiore a circa 5 metri al sec.
I paesi più avanzati sulla strada dell'eolico sono la Danimarca, l'Olanda, gli Stati Uniti, la Germania, la Spagna e grazie a questa esperienza proveniente in particolare da paesi ventosi e pianeggianti, la tecnologia si è rapidamente sviluppata ed i costi si sono già abbassati fino a poter competere con il petrolio. ((Il costo di produzione riconosciuto all'ENEL dall'Authority "Energia elettrica e gas" è di 130 lire a chilovattora e l'eolico già riesce a rientrarci).
Diversa però appare la situazione del valore tecnico dell'energia eolica, che, risentendo del grave difetto della sua intermittenza casuale, non riesce a garantire le stesse condizioni di affidabilità dell'erogazione come quella dell'elettricità convenzionale. In altri termini, se per gli impianti eolici non esistesse la possibilità di immettere l'energia prodotta nella rete elettrica nazionale, che con le sue enormi dimensioni fa da stabilizzatore dell'intermittenza, pochi utenti sarebbero disposti a richiedere e pagare la fornitura di elettricità eolica. Questo aspetto ha importanti ripercussioni sulla capacità di penetrazione della fonte nell'uso, cosa che purtroppo finisce per limitare anche i benefici ambientali attesi. In definitiva, anche se esiste oggi la competitività del costo industriale di produzione del kWh, si è ancora lontani dalla competitività con il petrolio per quanto riguarda il valore economico, che è basato sulle altre qualità tecniche, principalmente sulla vettoriabilità, sulla concentrazione di energia e sulla continuità temporale degli approvvigionamenti, qualità tutte che confluiscono nel dato tecnico più importante per l'utente, quello della grande affidabilità dell'elettricità convenzionale (garanzia della fornitura di potenza per il 98% del tempo annuale). LA REGOLA DEL 2% E I CERTIFICATI VERDI
L'ENEL e le nuove società che stanno entrando nel mercato della produzione elettrica devono dimostrare, in base al decreto Bersani (n. 79/1999), di essere collegate (attraverso un espediente giuridico chiamato "Certificato verde") ad una quota di produzione elettrica da fonte rinnovabile (di nuova installazione) pari ad almeno il 2% della propria produzione elettrica totale.
A questo scopo con il decreto del Ministro dell'Industria dell'11 novembre 1999 sono stati introdotti i "Certificati Verdi".
Il produttore di energia elettrica, o l'importatore che chiede di connettersi alla rete nazionale, deve detenere (perché produce in proprio o perché acquista da chi la produce) la quota, corrispondente al 2%, di "Certificati Verdi", il cui prezzo oscilla tra le 70-80 lire e le 130 a kWh.
Poiché il valore dei "Certificati Verdi" prescinde dalla fonte di energia rinnovabile utilizzata, la scelta degli operatori non poteva cadere altro che sulla produzione eolica, che al momento risulta la più economica.
Il risultato finale è che in Italia, tra tutte le energie rinnovabili, si sta diffondendo nell'uso esclusivamente l'eolico.
Questa circostanza è motivo di forte preoccupazione, sia sotto il profilo ambientale e paesistico (soprattutto in connessione con la configurazione geomorfologica del territorio italiano in cui vengono realizzati i siti eolici), sia sotto il profilo tecnico in relazione al raggiungimento del limite di saturazione della capacità di allacciamento dei nuovi impianti alla rete elettrica nazionale. A questo proposito occorre ricordare che il collegamento alla rete di una quota di potenza intermittente (qual è, in particolare, l'energia eolica) superiore al 10-15% della potenza totale dei generatori convenzionali che sostengono il carico nazionale, farebbe peggiorare la stabilità del livello di potenza e l'affidabilità della fornitura fino a contemplare la possibilità di "black out" totali. Se questo concetto venisse tradotto in termini tecnici appropriati alla situazione della rete elettrica italiana, si troverebbe che il limite di accettazione di potenza intermittente si va a situare intorno ai 5.000 MW. E' chiaro quindi che, persistendo la situazione presente, questo sarà il limite cumulativo di penetrazione di tutte le fonti rinnovabili, produttrici di elettricità intermittente. Quindi, oltre l'eolico, saranno soggette a questo limite anche il solare termodinamico e il fotovoltaico, il cui sviluppo offre le più grandi prospettive di risanamento ambientale, essendo collegabili ad un potenziale energetico immenso. La saturazione da parte dell'eolico di questo importante segmento di mercato potrebbe rallentare la crescita economica e lo sviluppo tecnologico delle altre rinnovabili. Di fatto avverrebbe (e sta già avvenendo) che esse non potrebbero essere poste in grado di profittare delle presenti opportunità d'incentivazione (Certificati Verdi) per compiere le economie di scala necessarie per raggiungere la competitività.
LA CONCENTRAZIONE DEGLI INVESTIMENTI SULL?ENERGIA EOLICA
Ben il 97% della potenza dei nuovi impianti di energia rinnovabile per i quali è stata chiesta la connessione al Gestore della Rete Nazionale, è ascrivibile a "Wind Farm", letteralmente "fattorie o aziende del vento", o più appropriatamente "centrali eoliche".
Non solo, ma dal momento che per alcune regioni che ne hanno la disponibilità si sommano sia incentivi in conto capitale (fondi regionali strutturali UE), sia il guadagno derivante dalla vendita dell'energia, sia il valore finanziario dei certificati verdi vendibili ai grandi produttori e commerciabili in borsa, l'investimento in eolico è diventato un vero e proprio "businness".
E lo dimostra il fatto che le domande di connessione per impianti da realizzare ha raggiunto il numero di 518, per una potenza complessiva di 13.300 MW (vedi tabella dati ufficiali GRTN - Gestore Rete di Trasmissione Nazionale - 31 marzo 2002) quasi trenta volte la potenza eolica oggi installata in Italia, che è di circa 700 MW con più di 1.000 torri eoliche. Una potenza di 13.300 MW è pari al 25% della massima domanda nazionale di energia elettrica (raggiungibile in pieno inverno) e supera di gran lunga l'apporto massimo che le energie rinnovabili (idroelettrico a parte), per loro natura instabili e intermittenti, possono riversare nell'insieme della rete elettrica nazionale. Questa, infatti, deve garantire almeno l'85-90% di energia da fonti stabili (non aleatorie e intermittenti) quali sono le energie da combustibili fossili.
Oggi, non essendo ancora matura e conveniente la tecnologia per immagazzinare in "batterie" o in altri mezzi di accumulo l'energia prodotta con le rinnovabili, in modo da rendere tale energia "utilizzabile" a piacimento, non avrebbe senso economico produrre più del 10-15% del fabbisogno totale di potenza elettrica attraverso fonti rinnovabili intermittenti, quali sono l'eolico e il solare. Ciò soprattutto a causa del peggioramento dell'affidabilità, che al di sopra di tale limite viene introdotto nella rete e della conseguente svalorizzazione del kWh venduto all'utente.
Si è dunque determinata una situazione distorta che condanna il paese a non avere una distribuzione equilibrata di produzione da fonte rinnovabile. Avviene dunque che il nostro Paese decide di attivare una quota di energia rinnovabile, per contribuire alla riduzione dell'inquinamento planetario, ma sceglie alcune modalità di incentivazione che di fatto privilegiano quel tipo di energia che mette in crisi altri, altrettanto significativi, valori collettivi propri del nostro territorio. In ciò si evidenzia la mancanza di una strategia di lungo periodo, attenta da un lato alle grandi dimensioni delle esigenze di energia pulita per il Paese (e di conseguenza alla necessità di disporre di energia rinnovabile nei diversi potenziali), dall'altro lato a calcolare nel conto economico le esternalità connesse all'utilizzazione delle varie fonti rinnovabili, mediante un'attenta analisi comparata. Infatti, non considerando le produzioni sotto il profilo dei costi esterni, che devono comprendere anche le stime economiche dei danni paesistici ed ecologici territoriali, si mettono in difficoltà quelle produzioni rinnovabili che più si adatterebbero ad essere inserite nel delicato territorio italiano.
In conclusione, mancando ogni pianificazione
