Analisi e modellazione di impianti di produzione elettrica a ... - Enea

RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO pag. 7 di 177
Tema di ricerca 5.2.5.2 “Centrali a polverino di carbone - Riduzione costi”
Analisi e modellazione di impianti di produzione elettrica a carbone equipaggiati con sistemi CCS
generazione distribuita ha come svantaggio la perdita dell’effetto scala per ridurre i costi, ma è
incoraggiata da tre aspetti: la liberalizzazione del mercato elettrico in molte nazioni permette
l’ingresso di nuovi produttori, i quali, per essere competitivi, non possono affrontare gli
investimenti necessari per la costruzione di una centrale tradizionale; inoltre le fonti rinnovabili
risultano più vantaggiose se sfruttate in prossimità del luogo dove la risorsa naturale è disponibile;
infine la riduzione del rischio di black-out, dovuti a infrastrutture elettriche inadeguate a sostenere i
crescenti consumi, e dell’estensione delle aree interessate dagli stessi.
Accanto ai vantaggi, l’introduzione dell’idrogeno presenta ancora numerosi problemi connessi allo
sviluppo delle tecnologie necessarie per rendere il suo impiego economico ed affidabile.
Quest’aspetto è oggi al centro dei programmi di ricerca di molti paesi. Uno dei problemi più critici è
sicuramente quello della produzione; in prospettiva l’idrogeno si potrà ottenere dall’acqua
(elettrolisi) ad emissioni zero sfruttando le energie rinnovabili. Attualmente però l’opzione più
adoperata è rappresentata dai combustibili fossili (carbone tramite gassificazione, gas naturale
tramite reforming). Inoltre le particolari caratteristiche di questo gas condizionano pesantemente la
scelta di sistemi opportuni che consentano di raggiungere facilità di stoccaggio e trasporto nel
rispetto di requisiti quali la sicurezza, la tutela dell’ambiente e l’economicità di tali processi.
Nonostante le complesse problematiche coinvolte nelle varie fasi della filiera tecnologica
dell’idrogeno, al momento esso rappresenta la speranza più concreta per la realizzazione di un
sistema energetico non incentrato sui combustibili fossili. La condizione fondamentale, affinché ciò
si verifichi, è che l’idrogeno si affermi al più presto come carburante nel settore dei trasporti.
Negli anni avvenire si prospetta quindi un delicato periodo di transizione verso un’economia
dell’idrogeno, la cui durata, stimata tra i venti e i quaranta anni, dipenderà dagli sforzi congiunti
tanto del mondo scientifico quanto di quello politico. Per affrontare questa fase, ogni Nazione sta
cercando di organizzarsi a seconda delle proprie disponibilità di risorse, possibilità e necessità, ma è
comune l’abbandono progressivo di petrolio e gas naturale, almeno nel settore della generazione
elettrica. Se infatti una centrale termoelettrica ha una vita utile media di quaranta anni, realizzare
oggi un impianto nuovo a gas naturale o olio combustibile sarebbe accompagnato dall’incertezza
dei prezzi del carburante nella fase finale del suo funzionamento.
La soluzione più conveniente risulta quindi quella di realizzare, in questo settore, il giusto mix tra
centrali a carbone e nucleari di grossa taglia, e fonti rinnovabili per la mini e micro generazione.
Per quanto riguarda le fonti rinnovabili si assiste, in questi anni, a una crescita e una diffusione
notevole, spinta dalla sempre maggiore attenzione ai problemi ambientali e dalla necessità di
maggiore indipendenza energetica da parte dei Paesi poveri di risorse. Nonostante questo non è
pensabile, allo stato attuale, riuscire a utilizzare tali tecnologie per coprire in maniera significativa il
fabbisogno energetico mondiale; tali fonti, pertanto, non possono ancora intendersi come fonti
“alternative”, bensì come fonti “integrative”, attraverso il contributo di qualche punto percentuale
(10-20%) al fabbisogno complessivo [1].
Anche l’argomento nucleare è soggetto sia a vantaggi che svantaggi; da una parte c’è
l’approvvigionamento della materia prima, disponibile e distribuita in modo equilibrato, e la
completa assenza di sostanze inquinanti riversate in atmosfera. Inoltre la tecnologia dei reattori
autofertilizzanti, in fase di sviluppo, promette di abbattere sia la quantità di combustibile utilizzato,
sia la quantità di scorie prodotte. Punti a sfavore si presentano nell’ambito economico, a causa degli
ingenti costi di impianto e ai rischi dell’investimento che penalizzano i tassi di interesse, e
nell’ambito dell’accettabilità sociale. Infatti non è ancora del tutto risolto il problema sicurezza; se