Energia Eolica
La Germania è il paese in Europa che fa il più largo uso di energia eolica.
Attualmente siamo su una capacità energetica pari a quasi 17 GigaWatt (2005) e
le previsioni sono di 54 GigaWatt per il 2030 che
coprirebbero più del 30% del fabbisogno energetico di tipo elettrico della
Germania.
Occorre ricordare che le fonti rinnovabili sono per lo più
intermittenti e che un sistema elettrico nazionale ne sopporta una quota modesta
intorno al 10-20%. L'eolico è la fonte rinnovabile attualmente più matura e più
economica con costo per KiloWatt dell'impianto intorno ai 1000 euro e in
continua diminuzione.
Sono sufficienti dei piccoli contributi statali per
rendere conveniente la produzione di corrente elettrica tramite questo tipo di
energia.
Le potenze dei singoli impianti eolici sono consistenti, si
arriva a 5 MW ma il tipo di impianto dipende dalla ventosità. In un sito danese ho trovato il costo per kwh di una turbina
da 600 KW, nella tabella che segue riporto il vento medio nel sito dove si trova
l'aereogeneratore e il costo di produzione dell'energia elettrica per
kwh:
| 4 m/s | 4.5 m/s | 5 m/s | 6 m/s |
| 8 $cent/Kwh | 5.5 $cent/Kwh | 4 $cent/Kwh | 3 $cent/Kwh |
The example is for a 600 kW wind turbine with project lifetime of 20 years; investment = 585,000 USD including installation; operation & maintenance cost = 6750 USD/year; 5% p.a. real rate of interest; annual turbine energy output taken from power density calculator using a Rayleigh wind distribution (shape factor = 2). Il vento è considerato secondo le abitudini metereologiche e cioè a 10 metri dal suolo. Questi dati dovrebbero essere aggiornati al 2003.
Una centrale termoelettrica dovrebbe produrre energia elettrica al costo di 6-12€cent/Kwh, la parità con l'eolico si ha per velocità medie del vento pari a 4-4.5 metri al secondo. Ho poi letto che gli aereogeneratori più piccoli funzionano con vento a partire da 3 m/s, non ho trovato però il costo di tale produzione di energia elettrica.
Dal punto di vista economico l'energia delle turbine è intermittente e i gestori che la comprano praticano un ribasso del 35-50%, per questo esistono una serie di compensazioni economiche come i certificati verdi.
Il decreto Bersani stima la potenza cumulata massima degli impianti eolici a 6000-8000 MW che eviterebbe problemi quando si agganci una fonte elettrica intermittente alla rete nazionale. Si stima che l'eolico non debba superare il 10-20% del termoelettrico che ammonta a 50000 MW, sono 5000-10000 MW. (In totale sono installati 78000 MW per le esigenze elettriche italiane secondo i dati del 2001).
Con 2000 ore di funzionamento equivalente a piena potenza (vento medio), 7500 MW (15% del termoelettrico) produrrebbero annualmente 15 TWh. Ciò corrisponde al 5% del fabbisogno elettrico nazionale. Poiché i consumi di elettricità rappresentano circa il 30% del consumo totale di energia (dati 2001), si avrebbe un risparmio sul totale di energia fossile consumata annualmente in Italia pari all'1.5%.
La produzione annuale di 15 TWh di elettricità rinnovabile eviterebbe il rilascio atmosferico di circa 11 milioni di tonnellate di CO2, che rappresenterebbe una riduzione del 2.3% delle emissioni totali italiane.
Il limite del 10-20% del termoelettrico prodotto dalle fonti intermittenti non ha impedito alla Germania di prevedere di raggiungere il 30% del proprio fabbisogno elettrico nel 2030 tramite l'eolico. La Germania ha ultimamente deliberato di arrivare al 12.5% entro il 2010. In effetti esistono diversi metodi allo studio per accumulare energia e fornirla quando il vento non c'è.
Esiste per esempio la possibilità di riempire con una pompa bacini d'acqua ad altezze elevate per poi scaricarli su una turbina idroelettrica producendo elettricità. In pratica le nostre centrali idroelettriche potrebbero fare da batteria.
Esistono attualmente le batterie Redox al bromuro di vanadio che sono in sostanza due liquidi contenuti in enormi tank. Un liquido contiene l'energia positiva mentre l'altro l'energia negativa. Hanno densità di energia ancora bassa e pari a 50Wh/Kg, per accumulare l'energia pari a 1Twh occorrono enormi quantità di liquido (20 miliardi di litri) ma la tecnologia è interessante anche perché ha efficienze elevate (80%).
Esistono le conversioni chimiche da elettricità a metanolo e da metanolo a elettricità dove però le efficienze sono molto basse.
Con sistemi di accumulo di questi tipi si potrebbe estendere l'uso dell'eolico e di altre fonti intermittenti molto oltre il 20% del termoelettrico, quindi oltre i 10000 MW ma questo problema riguarda il futuro.
Per le mappe sulla velocità del vento in Italia se ne è occupata ricercadisistema, le mappe sono relative alle altezze delle pale e non ai 10 metri da me riportati nella tabella.
Ho letto che la Cina sta studiando una serie di impianti eolici off-shore (lungo la sua costa), si parla di potenze installabili di 750 Gwh che con i nostri venti darebbero 1500 Twh/anno, in Italia si consumano in totale 185 tep/anno (tep, tonnellate equivalenti di petrolio) che in termini elettrici fanno 1990 Twh/anno. Una centrale a carbone ha comunque costi per Kwh che sono la metà di una turbina eolica quindi non sono ancora un affare economico per chi non è interessato all'aria pulita.
L'Italia ha una costa lunghissima pari circa 7000 Km, se si volesse barattare il turismo con l'eolico sono convinto si ricaverebbe una quantità enorme di energia.
A parte la precisione dei miei dati mi sento di affermare che la produzione di energia elettrica tramite l'eolico è quasi conveniente senza incentivi, la piena convenienza si avrà appena il petrolio salga un po' di prezzo come sta facendo in questi mesi.
Enegia resa rispetto all'energia consumata (E.R.O.E.I.)
Questa è una bozza (work in progress) stilata da Francesco Pasqualin e posta sul sito energoclub (formato foglio di calcolo .xls OpenOffice.org/MS Excel). Vengono riportate le rese energetiche (E.R.O.E.I.) di varie fonti usate per produrre energia elettrica e il numero di anni (Energy Pay-back) per avere l'equilibrio tra energia spesa ed energia fornita.
| NUCL | CARB | OLIO | GAS(*) | FOTOV | EOLICO | IDRO | GEOTER | ELIOTER | BIOENER | |
E.R.O.E.I. (**) |
30.0 | 9.0 | 10.0 | 7.0 | 10.0 | 30.0 | 100.0 | 50.0 | 40.0 | 10.0 |
| Energy Pay-back (EROEI) |
1.0 | 3.3 | 3.0 | 4.3 | 3.0 | 1.0 | 0.30 | 0.60 | 0.75 | 3.0 |
(**) EROEI: “Ritorno Energetico sull’Investimento Energetico,” ovvero “Energy Return On Energy Investment” (EROEI). L’EROEI è il rapporto fra l’energia investita per costruire un impianto e l’energia che questo impianto produrrà durante la sua vita attiva.