Gli stereotipi sui costi per l’intermittenza delle rinnovabili. A conti fatti, un’inezia

Tra gli argomenti contro le energie rinnovabili, c'è quello che la loro intermittenza, imponendo alle centrali termoelettriche una continua rimodulazione di potenza, renderebbe il sistema elettrico più inefficiente e costoso. Uno studio dello statunitense National Renewable Energy Laboratory sfata questo luogo comune: i costi aggiuntivi per il sistema elettrico sono ampiamente compensati dai risparmi.

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Uno dei cavalli di battaglia dei detrattori di fotovoltaico ed eolico è che questi impianti, alimentati da fonti intermittenti come sole e vento, costringono le centrali termiche, a gas o carbone ad un continuo “saliscendi” di potenza per compensare le loro variazioni e mantenere la rete in equilibrio. Questa modulazione della potenza delle fonti termiche, tecnicamente chiamato cycling, ne riduce l’efficienza, aumentando consumi ed emissioni e accelerando l’usura dei macchinari. Il suo incremento, causato da eolico e solare – è l’accusa – diminuisce grandemente i vantaggi ambientali delle rinnovabili e aumenta i costi dell’elettricità, soprattutto attraverso la voce oneri di dispacciamento, che comprende i costi necessari a mantenere in equilibrio il sistema elettrico.

Peccato che, finora, nessuno abbia mai prodotto una stima seria del danno economico e ambientale di questo effetto indotto dalle rinnovabili. L’unico indizio che questo costo forse non è poi così rilevante viene da chi il dispacciamento lo gestisce sul campo, Terna: in una recente intervista a QualEnergia.it un suo dirigente ha ricordato come in realtà il costo vero e proprio del dispacciamento in Italia sia diminuito nel periodo di espansione delle nuove rinnovabili.

Evidentemente allora il cycling da rinnovabili non ha poi un peso così ingente. Queste dichiarazioni ‘domestiche’ non sembra però riescano a perforare il muro di stereotipi della campagna antirinnovabili in corso. Chissà che non ci riesca, almeno, la prima ricerca scientifica sugli effetti di eolico e solare sul cycling, prodotta dal National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell’energia americano (vedi allegato in basso).

Per realizzare la ricerca, chiamata “The Western Wind and Solar Integration Study, Phase 2” (in quanto aggiornamento ed estensione di una ricerca simile condotta nel 2010), Debra Lew and Greg Brinkman, hanno simulato il funzionamento della rete elettrica degli Stati Uniti occidentali del 2020, immaginando 5 diversi scenari, in cui l’elettricità proveniente da vento e sole fosse lo 0% (scenario di confronto), il 13% con prevalenza di eolico (uno scenario che si potrebbe definire “Italia”, visto che quella è più o meno la percentuale attuale di produzione elettrica da sole e vento, anche se da noi è il fotovoltaico a prevalere), il 33% con prevalenza di vento, il 33% con prevalenza di solare o il 33% con apporto equivalente dalle due fonti. La potenza termica sostituita dalle rinnovabili nella simulazione era composta per i 3/4 da gas e per 1/4 da carbone, anch’essa una ripartizione vicina a quella italiana.

I ricercatori hanno fatto funzionare la loro rete virtuale per un anno, verificando quanto l’aumento del cycling dovuto all’intermittenza di sole e vento (rispetto allo scenario di confronto), comportasse in termini di costi, consumi ed emissioni. I risultati sono stati decisamente sorprendenti, anche negli scenari di massima penetrazione di solare ed eolico: le emissioni di CO2 ulteriori, e quindi in pratica i maggiori consumi dovuti alla minore efficienza, sono cresciute in modo irrilevante, con uno +0,2%, da confrontare con la riduzione del 30% delle emissioni consentita dalle rinnovabili. Le emissioni di anidride solforosa sono cresciute di 2000 tonnellate, per il funzionamento meno ottimale delle centrali a carbone, abbondantemente compensate, però, da una riduzione di 60.000 tonnellate dovuta alla loro sostituzione con solare ed eolico, mentre le emissioni di NOx sono addirittura diminuite con l’aumento del cycling, perché queste si formano soprattutto quando le centrali vanno alla massima potenza.

Ma forse il dato più sorprendente è quello dell’aumento dei costi dovuto a maggior usura e manutenzione: fra 35 e 157 milioni di dollari l’anno a secondo degli scenari e della valutazione dei costi, un +2-5% sui costi operativi delle centrali. Valore ampiamente compensato in un ottica di sistema energetico generale: la presenza delle rinnovabili nelle ipotesi dello studio ha portato infatti a un risparmio fino a 7 miliardi di dollari annui in combustibili fossili, circa 30 dollari per ogni MWh prodotto da sole e vento.

Nello scenario da noi battezzato “Italia 2013”, con rinnovabili al 13%, i costi maggiori per le centrali sarebbero intorno ai 70 milioni di dollari annui, con un risparmio in acquisto di combustibili fossili di 2 miliardi di dollari. Gli autori stimano che il maggior costo dovuto al cycling sarebbe compensato – a seconda degli scenari – con un aumento del costo dell’elettricità fra 0,47 e 1,28 $/MWh. Nello scenario “Italia 2013”, il sovraprezzo portato dall’incremento del cycling è stimato al massimo in circa 0,30 €/MWh. Anche considerando il maggior costo nostrano del gas, che fa aumentare il costo complessivo, e le differenze nella formazione del prezzo in Europa e Usa, siamo comunque su cifre che sono una inezia di fronte a un prezzo in Borsa Elettrica italiana che si aggira oggi sui 60 euro/MWh.

Gli autori spiegano anche perché il temuto effetto intermittenza si riveli alla fine così modesto. La prima ragione è che comunque il cycling le centrali termiche lo devono fare per stare dietro alla domanda e compensare eventuali emergenze. Inoltre a far aumentare i costi del cycling non sono tanto le rampe in salita e discesa, quanto spegnimenti e riaccensioni delle centrali: questi però sono relativamente rari, soprattutto negli scenari a prevalenza di vento, e riguardano quasi solo le centrali a turbogas. Le centrali a carbone e a gas a ciclo combinato devono variare più frequentemente la loro potenza e rendono meno perché lavorano meno ore a piena potenza, ma non devono spegnere e riaccendersi molto più del normale, anche con la penetrazione massima di sole e vento.

Infine, l’intermittenza del solare, anche se costringe a un cycling aggiuntivo quotidiano, è altamente prevedibile, quindi si possono programmare “rampe” di salita e discesa graduali, senza problematiche accensioni e spegnimenti. L’intermittenza del vento è invece molto meno prevedibile, ma i ricercatori  fanno notare che la prevedibilità del vento con 4 ore di anticipo è ormai altamente affidabile, e che questo consente di preparare per tempo le rampe delle centrali termiche.

Insomma, i risultati di questo studio dovrebbero sotterrare il mito delle rinnovabili intermittenti che pongono, già agli attuali livelli di penetrazione, pesanti costi al sistema elettrico. Ma ci contiamo poco …

Lo studio NREL

 

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