lunedì 21 aprile 2008

A Solar Grand Plan - [18/04/08]

Dal numero di Gennaio di Scientific American, sono orgoglioso di presentarvi:

"A Solar Grand Plan" di Ken Zweibel, James Mason e Vasilis Fthenakis

Questi ricercatori hanno messo a punto un piano energetico che porterebbe gli USA a coprire il 69% del proprio fabbisogno di energia elettrica e il 35% dell'energia totale (compresi i trasporti) unicamente sfruttando l'energia solare. Tutto questo entro il 2050. Ma non solo, secondo gli autori, sfruttando anche le altri fonti rinnovabili come vento, geotermico e biomasse, si potrebbe arrivare alla copertura del 100% del fabbisogno di energia elettrica e del 90% del fabbisogno energetico totale degli US entro il 2100. Da ciò se ne deduce che il consumo di carbone, petrolio e gas andrebbero via via diminuendo. In particolare, il consumo di petrolio passerebbe da 6,9 a 2,7%, quello di gas naturale da 22,2 a 11,4% e quello di carbone da 1,2 a 0,5%. In altre parole, il piano prevederebbe lo smantellamento di 300 centrali a olio combustibile e di 300 a gas naturale. Una riduzione del consumo di combustibili fossili porta a innumerevoli vantaggi: si parla di riduzioni di emissioni di gas serra di 1,7 milioni di tonnellate all'anno per quanto riguarda le centrali elettriche e di 1,9 milioni di tonnellate per quanto l'autotrazione grazie all'introduzione di veicoli ibridi ricaribili grazie all'energia solare. In totale la riduzione di CO2 nel 2050 sarà del 62% rispetto al 2005. Altro vantaggio indiscutibile è la riduzione dei conflitti in medio-oriente e in molte altre Zone Calde della Terra. Ovviamente il valore dell'investimento è decisamente importante: si parla di più di 400 milioni di dollari nei prossimi 40 anni. L'investimento è considerevole, ma secondo gli autori (e anche secondo me) porterà a risultati sorprendenti.

Ma vieniamo a cosa vogliono fare sti qua. E' dimostrato che l'energia solare che colpisce la Terra in 40 minuti, se fosse catturata e convertita al 100%, basterebbe per coprire l'intero fabbisogno energetico del pianeta di un anno! Detto questo, gli autori fanno notare che gli US possiedono una superficie di circa 250.000 miglie quadrate (circa 650.000 kilometri quadrati) di terreno desertificato, disabitato ed inospitale che riceve oltre 4,5 milioni di miliardi di Btu di radiazioni solari all'anno (Btu = British thermal units = 1055,06 joule) e per questo sarebbe adatto ad ospitare sterminati campi di pannelli fotovoltaici. Si calcola che se si convertisse solo il 2,5% di tale radiazione, si coprirebbe l'intero fabbisogno degli US del 2006! L'obiettivo è quello di arrivare alla produzione di 3.000 GW di energia prodotta grazie all'instalalzione di 30.000 miglia quadrate (77.700 kilometri quadrati) di pannelli fotovoltaici. Attenzione, la superficie sembra essere infinita, ma non bisogna dimenticare che a parità di GWh di corrente prodotta, il fotovoltaico occupa una superficie minore rispetto a quella occupata dalle centrali a combustibili fossili, senza considerare poi l'esensione delle cave di carbone a cielo aperto che occupano aree sterminate!!!

Gli autori sostengono anche la necessità che la tecnologia dei pannelli fotovoltaici si evolva incrementanto l'efficienza dei moduli. Questa speranza non è campata per aria dato che dal 2005 al 2007, l'efficienza è passata dal 6 al 10% per le classiche celle al silicio. Si prevede di raggiungere l'11,5% entro il 2010 e si stima il 14% di rendimento nel 2050. Oggi il costo al KWh del'energia elettrica prodotta da fotovoltaico è di 16 centesimi di dollaro, nel 2050 si prevede di arrivare a 5 $cent, che è il valore del costo dell'energia che si paga oggi in America (così è riportato... mi sembra un pò pochino dato che noi l'energia elettrica la paghiamo 0,18 euro al KWh... se così fosse, per noi, il piano energetico proposto degli autori, risulterebbe economicamente vantaggioso già oggi, non tra 20 o 40 anni!!!!)

Al progetto fotovoltaico, gli autori hanno affiancato altre due tecnologie "innovative". Innovative tra virglotte perchè in realtà sono già state impiegate in varie parti del mondo, ma forse non in modo così intensivo ed estensivo. In particolare si tratta di "Compressed-Air Energy Storage" e "Concentrated Solar Power". Il primo consiste in un metodo di immagazinamento dell'energia prodotta. Sappiamo benissimo che le celle fotovoltaiche funzionano al massimo di giorno mentre al chiaro di luna fanno ben poco. Questa tecnica serve proprio per immagazzinare l'energia prodotta durante il giorno e cederla durante la notte. Consiste nel far funzionare, mediante l'energia prodotta durante il giorno, grandi compressori che sparano aria (compressa) in cavità naturali del sottosuolo dove vi rimane fino a quando non cè una richiesta di energia tale che il solo sistema fotovoltaico non riesce a garantire. Allora l'aria pressata nel sottosuolo viene fatta fuoriuscire attraverso condotti che portano a una turbina. Quindi, questa viene messa in movimento generando energia elettrica. Si prevede che le turbine possano essere sostenute anche dalla combustione di una certa quantità di gas naturale (non oltre il 40%). Questa tecnologia farebbe incrementare il costo a KWh dell'energia elettrica prodotta dal mega impianto di 20 $cent oggi e di solo 9 $cent tra quarant'anni.

L'altra tecnolgia consiste nell'andare a concentrare l'energia solare su piccole superfici sfruttando al massimo il potere termico dei raggi solari. In questo modo si va a scaldare un particolare liquido composto da sali che a sua volta riscalda l'acqua producendo vapore. Il vapore viene impiegato per generare energia elettrica mediate una turbina. Ovviamente si cerca di sfruttare questa tecnica di notte, cioè, durante il giorno i raggi solari concentrati scaldano il flusso di sali, mentre, durante la notte i sali rilasciano il calore accumulato generando vapore. Nel 2006 una ricerca condotta da "Solar Task Force of the Western Governors' Association" stabilì che con questa tecnologia il costo dell'energia elettrica nel 2015 potrebbe essere di 10 $cent per KWh.

Che dire? Investire in queste tecnologie, cioè nelle rinovabili, conviene e abbiamo le prove! Tutte le altre fonti sono antiquate, superate e dannose! Oggi il nostro neo Presidente del Consiglio ha ricevuto la visita del Guerrafondaio Vladimir Putin con il quale ha parlato di energia, ovviamente hanno parlato di Gas naturale, quindi Eni e Gazprom... Questo secondo lui è il Progresso... Questo secondo me è il Pleistocene! Il progresso è altrove, non è ne in Russia, ne in Medio-oriente ne in Libia. Il futuro è il Sole, il vento, la geotermia, l'idrogeno o la "Carbon Capture and Sequestration". Ma la cosa più antiquata del mondo è il Nucleare. Ora va di moda, ma la domanda è: conviene? Sappiamo quali sono i costi e i rischi? E non parlo del pericolo di una nuova Chernobyl, non è quello il problema! I problemi sono: dove costruiamo le centrali nucleari? Quanto costano? Quanto tempo ci vuole prima che entrino in funzione? Quanto costa estrarre l'uranio? Quanto costa stoccare il materiale esausto? Dove lo stocchiamo? Sono domande che vorrei porre a tutti coloro che sono a favore del nucleare. Il rinnovabile è conveniente anche perchè quando si devovo valutare i costi dell'una o dell'altra tecnologia si deve tenere conto di tutti quei costi "di contorno" che quasi mai vengono considerati e sono: il costo dell'estrazione della materia prima, il costo del trasposrto della materia alla centrale, il costo della trasmissione dell'energia all'utente e delle perdite durante al trasporto e infine ma non meno importante: il costo per curare le persone che si sono ammalate a causa dell'inquinamento prodotto dalla trasformazione della materia prima in energia. In particolare vorrei porre l'attenzione sul problema della trasmissione dell'energia all'utente finale, per ciò che concerne il fotovoltaico. In Italia abbiamo un vantaggio che gli americani non hanno, loro per avere una buona insolazione, sono costretti a piazzare i loro pannelli nel mezzo del deserto a kilometri e kilometri dal primo centro abitato e quindi introducendo, nel computo della spesa finale, i costi per il trasporto dell'energia. Noi, invece, e per noi intendo siciliani calabresi campani ecc.., potrebbero tappezzare i loro tetti con pannelli ottenendo una mini centrale elettrica a non più di 10 metri dalle loro lavastoviglie, con un livello di insolazione addirittura superiore! Questo significa azzerare il costo relativo al trasporto dell'energia!!!

Un sentito ringraziamento al prof.re Federico Valerio grazie al quale mi sono abbonato a Scientific American


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