Alle fonti rinnovabili non c'è alternativa

Un quarto di secolo fa potevamo ancora permetterci di mettere a confronto le fonti energetiche disponibili e di disquisire sul loro ruolo, sulle scelte che avremmo potuto fare, sugli investimenti da operare. Oggi non più. La crisi politica ed energetica che stiamo vivendo c'impone di ricorrere a tutte le fonti possibili in una sinergia che ci permetta di conservare il benessere attuale

In Italia le fonti energetiche servono ad alimentare innanzitutto le centrali elettriche. Occorre perciò partire da queste, a cominciare da quelle più vecchie, ricollocando le risorse grazie a progetti che, fruendo delle tecnologie avanzate, si sappiano confrontare in termini di rendimenti e costi non solo in fase di gestione, ma lungo tutta la loro vita: dall'idea al progetto, dalla realizzazione al collaudo, dalla gestione alle manutenzioni periodiche, dal loro abbattimento per obsolescenza all'esaurimento delle ultime scorie che eventualmente hanno prodotto. Non esiste, infatti, solo la nostra generazione, ma anche quelle future.
Gli impianti o le centrali non hanno solo consumi diretti - materiali, combustibili, risorse, energia, etc. - ma anche indiretti: il terreno sul quale questi sono costruiti, i trasporti che richiedono, l'aria e l'acqua che utilizzano, l'ambiente circostante che con la loro presenza condizionano. Un impianto di buona efficienza energetica non può quindi essere conteggiato solo con i pochi parametri del ragioniere, ma nel contesto più ampio dell'edìticio, che impegna sia l'investitore sia tutto ciò e tutti coloro che - volenti o nolonti - sono coinvolti nel progetto.

Lo scenario dell'elettricità

Oltre ad offendero il paesaggio e ad inquinare l'ambiente, il territorio e la salute pubblica con i loro tralicci. i loro condotti. le loro soluzioni ingegnoristiche, le centrali termoelettriche emettono in atinosfera tonnellate di biossido di carbonio (4,0 ton/tep nel ce so del carbone, 3,3 ton/tep nel caso del petrolio, 2.4 ton/tep nel caso del metano), ma anche enormi quantità di vapor d'acqua che potrebbero essere meglio utilizzate. Né si può chiamare "pulito" il carbone che oggi queste centrali intendono usare. quando prevedono in fuoriuscita non solo oltre 3.5 ton/tep di biossido di carbonio, anziché le 4,00 del carbone sporco, ma anche - a meno di costose filtrazioni - idrogeno solforato, biossido d'azoto e altro polveri sottili.
In Italia sono ancora troppe le centrali termoelettriche che forniscono energia in sede locale, anche se le popolazioni limitrofe ed i loro amministratori, oggi più attenti di Ieri agli aspetti ambientali e salutari, le osteggiano con sempre maggiore determinazione e chiedono, sostenute da ambientalisti, ecologisti e politici di varie parti, almeno due cose: che quelle centrali siano alimentate da fonti rinnovabili (solare, eolica, idroelettrica, geotermica, a biomasse, pelagodinamica) e che i vapori delle ciminiere non contribuiscano ad aumentare l'effetto serra, ma siano utilizzati, come vedremo più avanti, in modo da rientrare nei parametri di Kyoto. Tra le fonti alternative, anche se non rinnovabili, non abbiamo citato l'energia nucleare da fusione (sull'altra, dopo le decisioni da parte dei governi che l'hanno utilizzata per decenni d'eliminarla dai loro programmi futuri, è meglio stendere con sollievo un pietoso sudario) o quella derivata dall'idrogeno, in quanto purtroppo ancora immature.
Il costo di conversione, ove non inquinato da speculazioni o manovre tardo furbesche, non è così elevato come spesso i responsabili delle società elettriche ci vogliono far credere, in quanto dovrebbe rientrare in buona parte nel ciclo periodico delle manutenzioni e dei rinnovi delle apparecchiature che tutti gli impianti sono per loro natura destinati a subire.
E' poi importante che sia I'Enel sia gli altri distributori d'energia elettrica ed il GRTN (Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale) aprano effettivamente ai privati, non solo per favorire una più ampia diffusione degli impianti alimentati da fonte solare, eolica, idroelettrica, geotermica, a biomasse, pelagodinamica, destinati alla micro-cogenerazione in case, edifici pubblici e scolastici, ospedali ed industrie; ma anche per acquistare per la rete pubblica quell'energia elettrica in esubero da questi prodotta.
In Italia le centrali termoelettriche consumano 55 Mtep (milioni di tonnellate equivalenti petrolio) per fornire solo 22 Mtep d'energia elettrica utile. La differenza va dispersa nell'ambiente, inquinandolo, incluso lo scotto pagato per il basso rendimento termico della conversione termoelettrica (2° principio della termodinamica, ciclo di Carnot). Questo rendimento raggiunge appena il 36% (dati ufficiali), quando quello delle centrali idroelettriche è assestato sull'80-90%.
Sempre in tema di numeri, il nostro consumo energetico da fonte primaria supera 180 Mtep l'anno, che è pari a 3 tep pro capite (negli Usa è più del doppio, nelle nazioni più povere si arriva appena a 0,6 tep). Di questi 180 Mtep il 52% sono petrolio, il 29% metano, il 7% carbone, il 7% idroelettrico ed il residuo 5% energia elettrica importata. Visti da un'altra prospettiva, i nostri 180 Mtep sono consumati per il 19% dall'industria (34 Mtep), per il 23% dai trasporti (41 Mtep), per il 17% dagli usi civili e dall'agricoltura (31 Mtep), per il 26% (48 Mtep) dalle centrali elettriche. Frazionando questi 48 Mtep il 12% (22 Mtep) è utilizzato da industria, usi civili, agricoltura; mentre il 14% (26 Mtep) è, come abbiamo scritto, quel calore refluo che va disperso.
L'aumento incontrollabile del costo del barile di petrolio, i bassi rendimenti che le fonti non rinnovabili ed inquinanti (petrolio, metano, carbone sporco o pulito esso sia) rendono sempre più conveniente e necessario nelle centrali elettriche il ricorso alle fonti rinnovabili. Da noi la disponibilità di queste fonti è ben maggiore di quella che la natura concede ad altre nazioni, ove però l'utilizzo è più diffuso. Oggi, sia le leggi sia le agevolazioni economiche e finanziarie di fonte nazionale ed europea, ci spingono e ci costringono in qualche maniera a ripensare il nostro attuale modo un po' troppo disinvolto di usare energia.

Utilizzare meglio

Quasi sempre in Italia calore ed elettricità si ottengono separatamente. Abbiamo, infatti, centrali termoelettriche che bruciano combustibili non rinnovabili per ottenere elettricità, producendo calore che va buttato quando, tutt'intorno, vi sono migliaia d'edifici piccoli e grandi che consumano altro combustibile nelle loro centraline termiche per produrre altro calore ed altro inquinamento. Il calore refluo scaricato in atmosfera dalle centrali termoelettriche potrebbe essere incanalato in apposite condotte sotterranee bene isolate e portato nelle case e negli edifici degli abitati o aree industriali circostanti per riscaldarli. Così, anziché tante centraline termiche che emettono calore e gas inquinanti in atmosfera, ne avremmo solo una grande, quella della centrale Enel, che le sostituirebbe tutte, riducendo in maniera tangibile l'inquinamento e conseguendo bassi costi di gestione oltre che funzionalità e sicurezza d'erogazione.
Altra soluzione interessante, già adottata dall'Enel nelle centrali di nuova costruzione, per produrre energia elettrica con rendimenti maggiori rispetto alle centrali termoelettriche è il cosiddetto "ciclo combinato". Combinato perché prevede due cicli: uno a gas naturale (aria più gas) e l'altro a vapore (acqua più vapore). Nel ciclo a gas, attraverso un filtro silenziatore, l'aria dell'ambiente esterno è sottoposta ad alta pressione in un compressore prima di essere spinta in camera di combustione, miscelata al gas naturale ed essere bruciata. I gas prodotti si espandono in una turbina che, facendo ruotare un alternatore, genera elettricità. Anziché disperderli in atmosfera, provocando inquinamento termico e biologico ed ottenendo il basso rendimento indicato per le centrali termoelettriche, questi gas (che raggiungono i 600 °C) sono immessi nel secondo ciclo. Sono cioè convogliati in un generatore di vapore a recupero, dove cedono calore all'acqua e la trasformano appunto in vapore. I gas di combustione, così raffreddati, possono prendere la via del camino, mentre il vapore prodotto va ad alimentare una turbina, che aziona un secondo alternatore per produrre altra elettricità. Il vapore in uscita è raffreddato, condensato e reintrodotto nel generatore di vapore per riprendere il ciclo. Il rendimento elettrico raggiunto con questo sistema sale così al 55%, 20 punti in più del ciclo di generazione normale. Il circuito refrigerante, necessario per il condensatore, è di solito rappresentato da una torre di raffreddamento ad aria o ad acqua, che tuttavia potrebbe in molti casi e perlomeno nella stagione fredda, essere anch'essa sostituita da uno scambiatore studiato per alimentare un impianto di teleriscaldamento, aumentando ulteriormente il rendimento del sistema.

Maisons pour Etudiants, av. de Rhodane, Vidy / Lausanne © Autore: de Lainsecg Eric, Ansien Collège, 1853 Yvorne
	Foto Società Svizzera per l'Energia Solare SSES

Oltre alle grandi soluzioni che permettono di contenere l'inquinamento termico e biologico e di migliorare il rendimento delle centrali elettriche, esistono anche alternative alla rete pubblica a misura d'edifici, complessi agricoli, turistici ed ndustriali, centri commerciali, ospedali, etc. Vi sono piccoli generatori - fino a 35 kW - alimentati con e fonti rinnovabili che sono disponibili per i casi più disparati: solari, eoliche, pelagodinamiche, geotermiche, a gas naturale, a biomasse, a metanolo od etanolo ottenuti da olio dl colza, grano, rifiuti, euforbie, etc. Non citeremo qui esempi dei prodotti ed applicazioni esistenti o in fase di messa a punto, perché sono davvero molti e ci richiederebbe troppo spazio.
freno allo sviluppo di questi piccoli impianti, che tra l'altro potrebbero fornire l'elettricità in eccesso alla rete ex pubblica, è dato dalla egislazione o normativa italiana spesso ingarbugliata, inefficace, carente e dall'opposizione cocciuta sia di alcuni operatori tradizionali che non vogliono concorrenti che intacchino il loro volume d'affari sia dello Stato, che preferisce ncassare le accise del carbone e dei derivati del petrolio.
Per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, incentivi per il mercato nterno, è stato di recente pubblicato il Decreto Legislativo 29 dicembre 2003 n. 387 con il quale l'Italia recepisce la Direttiva Europea 2001/77/CE sulla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato Interno dell'elettricità.
Questo decreto si propone di agevolare le fonti energetiche rinnovabili che producono elettricità nel mercato italiano e comunitario; incentivare il raggiungimento degli obiettivi indicativi nazionali, che devono essere conformi agli impegni sottoscritti con il Protocollo di Kyoto ed essere presentati nei tempi e modi stabiliti all'articolo 3, paragrafo 2, della Direttiva Europea 2001/77/ CE: concorrere alla creazione delle basi per un futuro quadro comunitario in materia; e, last but not least, favorire lo sviluppo di impianti di microgenerazione elettrica alimentati da fonti rinnovabili, in particolare per applicazioni agricole e montane.
Mancano tuttavia ancora oggi norme attuative che permettano, anche in Italia, di razionalizzare i modi di produrre energia elettrica In linea ed armonia con le politiche UE in tema d'ambiente e sviluppo sostenibile. Dovrebbero inoltre essere semplificati i modi per ottenere gli incentivi previsti, perché solo così si potrebbe accelerare a diffusione nel mercato interno di fonti di energia rinnovabile. I passi positivi che conducono all'efficienza energetica sono finora tre: il primo è il nuovo recente decreto legislativo di recepimento della Direttiva 91/CE/2002 che prevede per prima cosa l'obbligo di installazione n edifici pubblici o ad uso pubblico nuovi o ristrutturati di impianti solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria che soddisfi almeno il 50% del fabbisogno di acqua calda sanitaria; l'obbligo dl predisposizione del nuovi edifici pubblici e privati per l'installazione di impianti solari termici e fotovoltaicì (orientamento, dimensione superficie ben esposta, cavedi, vano tecnico di dimensione opportuna). Il secondo è il meccanismo "conto energia": (Decreto Legge approvato il 25.07.2005), per l quale ogni kWh di energia prodotto da fotovoltaice ed mmesso n rete GRIN è pagato € 0,45 per 20 anni, quando un kWh della rete costa circa € 0,20. Ed il terzo sono le varie leggi regionali di obbligo d'adeguamento dei regolamenti edilizi.

Essere efficienti

Le regole per essere efficienti dal punto di vista energetico sono il pane quotidiano d'ogni buon tecnico. Egli le applica In virtù delle proprie conoscenze, esperienze, capacità e della propria professionalità, pur tenendo conto che, in funzione dei contratti e dei rapporti, molte riguardano altri interlocutori: i committenti, i clienti, 1 fornitori, i terzisti, gli opinionisti, le imprese complementari alla HVAC (Heating, Ventilating & Air Conditioning), chi ha l'incarico di fare le leggi e le norme d'attuazione. Come 11 perito sa, l'efficienza energetica richiede innanzitutto una sana manutenzione programmata, che garantisca la continuità nell'erogaztone del servizio e a massima sicurezza nel funzionamento: solo questa ovvia misura consente di risparmiare il 10-15% dei costi d'intervento. Sa anche che l'impianto va costantemente aggiornato sia per la durata o per l'obsolescenza di alcune apparecchiature rispetto ad altre sia per le continue innovazioni tecnologiche che il mercato offre e che merita adottare. Sa poi che questi aggiornamenti interessano non solo l'impianto, ma anche le reti e la struttura stessa per la quale è stato realizzato, rivedendo o rifacendo ad esemplo l'Isolamento delle pareti e delle condutture o adottando soluzioni impiantistiche più efficaci dl quelle in precedenza applicate. Gli esperti sostengono che tali misure possono portare ad una maggiore efficienza energetica pari al 20-25% grazie agli nterventi impiantistici; e fino al 50% ed oltre in virtù dl quelli strutturali.

St. Moritz/GR © Autore: Sun Technics Fabrisolar AG
	Foto Società Svizzera per l'Energia Solare SSES

Prima negli USA, poi in Europa ed ora anche in Italia, alcuni installatori ed impiantisti hanno costituito le ESCo (Energy Service Gempany), il cui scopo è trasformare l'efficienza energetica del loro Committenti in un business per entrambi. Con un approccio abbastanza innovativo queste imprese effettuano ristrutturazioni, volte ad aumentare l'efficienza energetica, ossia a ridurre il consumo d'energia primaria a parità di servizi finali: si riducono le emissioni di anidride carbonica, ma soprattutto le spese per i combustibili. I risparmi economici che ne
conseguono vanno a vantaggio della ESCo, che li impiegherà per ammortizzare i costi d'investimento. Gli investimenti, infatti, sono a loro carico, mentre il Committente continuerà a pagare, per un numero di anni valutato in fase di definizione del contratto, gli stessi costi energetici che aveva prima dell'intervento. I risparmi economici di quegli anni saranno dunque incassati dalla ESCo che in questo modo rientra dalle spese sostenute, guadagnandoci.
L'intervento si svolge in cinque fasi: un'approfondita diagnosi energetica per individuare sprechi, inefficienze ed usi impropri, in funzione della quale si ricavano gli elementi per predisporre il progetto degli interventi da realizzare; la definizione del progetto esecutivo; il reperimento dei capitali per l'investimento; la realizzazione dei lavori; ed infine la gestione e la manutenzione degli impianti per il periodo concordato.
I contratti ESCo possono essere stipulati esclusivamente in caso di ristrutturazione d'edifici ed impianti già esistenti, in quanto solo per questi si possono conoscere i dati precedenti dei consumi d'energia termica ed elettrica. La media dei costi sostenuti nelle ultime tre stagioni costituisce, infatti, la base di calcolo sulla quale è possibile stabilire i
tempi di rientro degli investimenti, ove gli interventi riguardano l'impianto di produzione energetica (termica ed elettrica), quello di distribuzione dell'energia termica, la coibentazione dell'edificio, l'illuminazione ed i sistemi automatizzati d'accensione e spegnimento delle apparecchiature elettriche. A controllare l'operato delle centrali, delle imprese e delle ESCo c'è la certificazione EMAS (Eco-Management and Audit Scheme), una normativa volontaria abbastanza severa, che tra l'altro prevede la dichiarazione annuale obbligatoria delle prestazioni ambientali del sito.
Si può dunque ottenere una valida e comprovata efficienza energetica, per le aziende, per i tecnici, per le amministrazioni pubbliche, per i cittadini, con un utilizzo più razionale e non inquinante delle fonti realmente disponibili, ma c'è soprattutto la necessità di farlo, prima che sia troppo tardi.

Bibliografia
Giuseppe Bearzi
Il Perito Industriale 06/2005