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Entrata in funzione in Svizzera una delle più grandi “batterie” d’Europa

Articolo del 22 agosto 2022

In Svizzera è entrata in funzione una delle centrali idroelettriche ad accumulo e pompaggio più potenti d'Europa. Si chiama “Nant de Drance”, è situata nel Vallese e ha una potenza di 900 MW. È quindi in grado di produrre una quantità di elettricità pari a quella fornita dal reattore di una centrale nucleare o da una centrale a carbone e può procurare l’elettricità necessaria a 900.000 famiglie.

La costruzione di questa gigantesca struttura sotterranea è durata ben 14 anni ed è costata circa 2,3 miliardi di franchi. In totale sono stati scavati nella roccia 17 chilometri di gallerie e due pozzi verticali attraverso i quali viene pompata l'acqua. La centrale elettrica vera e propria è situata in una gigantesca caverna scavata per 600 metri sotto la diga del Vieux Émosson. Per generare e immagazzinare energia, Nant de Drance sfrutta il dislivello fra due bacini idroelettrici preesistenti, il Lac du Vieux-Émosson, costruito nel 1955, e il Lac d'Émosson, la cui prima diga fu costruita quasi 100 anni fa, ma che fu poi rimpiazzata da uno sbarramento molto più alto nel 1975.

Il sistema funziona come una gigantesca batteria: l'acqua del lago inferiore viene trasportata in quello superiore tramite l’ausilio pompe, le quali vengono avviate ogni qual volta l'elettricità proveniente da altre fonti, come il vento e il sole, supera la domanda. In questo modo l'energia in eccesso non va persa, ma viene immagazzinata e può essere utilizzata sotto forma di acqua per attivare le turbine in caso di carenza di energia. Il bacino d’accumulazione superiore (Lac du Vieux Émosson) è infatti situato a una quota di oltre 2200 metri sul livello del mare, mentre quello inferiore (Lac d’Émosson) si situa a 1,930 metri. L’acqua necessaria ad azionare a pieno regime le 6 turbine della centrale, ossia 360 metri cubi al secondo, basta per 20 ore.

In pratica il sistema permette di immagazzinare la quantità gigantesca di 20 gigawattora di energia. Stando a quanto dichiarato all’agenzia d’informazione Reuters da Alain Sauthier, il direttore della centrale, ciò "significa che si possono ricaricare contemporaneamente le batterie di 400.000 auto elettriche". La centrale è inoltre estremamente flessibile: bastano infatti meno di 5 minuti per passare dal pompaggio alla piena produzione di energia elettrica.

Nant de Drance non è l’unica centrale idroelettrica svizzera ad accumulo e pompaggio

Il più grande centrale idroelettrica ad accumulo e pompaggio del nostro paese si trova nel Cantone Glarona. Si tratta di quella di Linth-Limmern, entrata in funzione in due tappe nel 2016 e nel 2017 e di una potenza di 1000 MW. Anche questa centrale, costruita nella montagna, sfrutta la differenza di altitudine fra due laghi, il Muttsee, situato a 2500 metri di altitudine e che è il lago artificiale più in alto d’Europa, e quello di Limmern, 630 metri più in basso. La pianificazione e la costruzione di quest’impianto, sono costate 2,1 miliardi di franchi e sono durate complessivamente 10 anni.

Un principio conosciuto e utilizzato da secoli

Questo genere di centrale si basa su un principio già noto nell’epoca preindustriale, quando si utilizzava l’energia di un mulino a vento, che funzionava in modo molto irregolare a seconda il regime dei venti, per pompare acqua in un serbatoio situato più in alto, a partire dal quale l’acqua veniva fatta scendere e utilizzata per azionare i telai meccanici per la tessitura, telai che necessitavano di movimenti finemente dosati e molto regolari.

La versione moderna di questo principio, la centrale idroelettrica ad accumulo e pompaggio, nota anche sotto l’acronimo PSW (dal tedesco PumpSpeicherkraftWerk), è dunque una centrale elettrica che permette di immagazzinare energia sotto forma di acqua in un serbatoio situato ad alta quota, ossia di cosiddetta energia potenziale di posizione. L'acqua viene pompata in questo serbatoio da pompe elettriche a partire da un secondo bacino situato più in basso, Può poi essere utilizzata per azionare le turbine situate più a valle e generare elettricità in caso di necessità. Questo genere di architettura dell’impianto idroelettrico viene utilizzata per assorbire e immagazzinare l'eccesso di energia nella rete elettrica in momenti di bassa domanda, oppure per lo stoccaggio dell’energia prodotta in eccesso dagli impianti fotovoltaici nei momenti di grande soleggiamento o da quelli eolici in momenti di forte vento, per poi poterla nuovamente rilasciare nella rete elettrica durante i picchi di consumo. In altri termini le centrali idroelettriche ad accumulo e pompaggio assolvono la funzione di vere e proprie batterie e hanno il potenziale di diventare la tecnologia dominante per l'accumulo di energia elettrica su vasta scala in paesi che dispongono di rilievi montagnosi importanti come la Svizzera, l’Austria, la Francia e l’Italia.

A fare da pioniere è stata però una piccola isola delle Canarie

Si tratta di El Hierro, una piccola isola vulcanica di soli 270 km2 di superficie, situata nell’Atlantico e che dipendeva generatori al diesel per la sua produzione di elettricità. Si tratta di una delle forme di produzione di energia elettrica più inquinanti e più dannose per l'ambiente, ma che è la norma alle Canarie, come nella maggior parte delle altre isole. Nel 2000 l’Unesco dichiarò El Hierro “Riserva della biosfera”, fatto che spinse l’amministrazione locale a cercare una fonte energetica più pulita.

L’isola ha la fortuna di trovarsi sul passaggio degli Alisei, dei venti che spirano da nord-est verso sud-ovest e che hanno un’intensità relativamente costante, e così il governo di El Hierro decise di puntare proprio su questa fonte naturale di energia, istallando su un crinale particolarmente ventoso dell’isola cinque turbine eoliche con una capacità complessiva di 11,5 megawatt. Di per sé, ciò sarebbe stato sufficiente per sopperire al fabbisogno di elettricità degli 11.000 abitanti dell'isola. Il problema, tuttavia, era che il vento soffia in modo solo “relativamente” costante e che allora non esistevano ancora batterie abbastanza potenti da immagazzinare l'energia generata nelle giornate più ventose.

Nacque così l’idea di costruire anche una centrale di pompaggio e di creare due laghi per lo stoccaggio dell’acqua. Uno è stato creato in un ex cratere vulcanico, situato sul crinale della montagna, l’altro è stato realizzato più a valle, ai piedi della montagna. Quando il vento non basta per fornire l'elettricità necessaria all’isola, viene aperta la condotta forzata del bacino superiore e l’acqua aziona le turbine della centrale idroelettrica situata a valle. Quando invece l’impianto eolico fornisce energia in eccesso si mette in moto la pompa che rispedisce nel cratere l’acqua accumulatasi nel bacino inferiore. Questo impianto è in funzione dal 2014. El Hierro ha così risolto in modo elegante e definitivo il problema principale che le energie rinnovabili hanno ancora oggi: la produzione irregolare di elettricità e la mancanza di capacità di stoccaggio.

Infine ancora alcune considerazioni sull’impatto negativo del “libero mercato” sul mercato dell'elettricità

Per anni le centrali idroelettriche ad accumulo e pompaggio, la cui costruzione, ricordiamolo, è stata molto osteggiata a causa del loro massiccio impatto sulla natura e sul paesaggio, sono state per le società elettriche un ottimo affare dal punto di vista economico. Con l'elettricità notturna a basso costo l'acqua veniva pompata in un bacino situato a maggiore altitudine, poi, di giorno, in concomitanza coi picchi di consumo, si attivavano le turbine per generare elettricità venduta a prezzi molto più elevati. Allora non era ancora questione di eolico e di fotovoltaico e la semplice differenza di prezzo tra l'elettricità diurna e quella notturna produceva notevoli profitti. La situazione s’è poi progressivamente deteriorata coll’arrivo sul mercato del fotovoltaico, che, producendo elettricità esclusivamente di giorno, ha provocato in tutta l'Europa il crollo dei prezzi dell’elettricità diurna. Ed ecco che gli effetti del libero mercato si sono rivelati impietosi. Eventuali carenze di elettricità potendo essere coperte a miglior prezzo con centrali a gas, gli investimenti nelle centrali idroelettriche ad accumulo e pompaggio si sono praticamente fermati. La costruzione delle due di cui abbiamo parlato in questo articolo è stata portata a termine solo perché erano già in uno stato avanzato di realizzazione. Ciò ci porta alla situazione attuale prodotta dalla guerra in Ucraina, in cui, non solo le forniture di gas a buon mercato non sono più garantite, ma il prezzo di quel poco gas che arriva sul mercato s’è visto moltiplicato addirittura per 10. Il risultato: non solo i prezzi di petrolio e gas sono alle stelle, ma pure quelli dell’elettricità hanno preso l’ascensore, proprio ora in cui ci sarebbe bisogno di molti più impianti di stoccaggio per l’elettricità prodotta in eccesso dal fotovoltaico e dall’eolico. Detto in altre parole: la situazione in cui ci troviamo oggi è dovuta a decisioni politiche che per anni hanno privilegiato esclusivamente il profitto a corto termine a scapito della sicurezza energetica.