Niente più nucleare. Sì, ma come?

il mio articolo per Il Post

Dopo l’incidente di Fukushima, la Germania ha deciso l’abbandono dell’energia nucleare dal 2022, anno in cui le centrali tedesche verranno spente. Da allora le domande più comuni sono state due: come Berlino pensa di sostituire l’energia dell’atomo – che oggi produce il 22 per cento dell’energia elettrica tedesca – e se gli incentivi alle rinnovabili continueranno o meno. Negli ultimi mesi, sono state molte le voci concordi nell’affermare che la Germania avrebbe abbandonando l’attuale sistema di finaziamento per le energie rinnovabili, reputato insostenibile nell’assenza di una fonte abbondante e ragionevolmente economica come il nucleare.

L’approvazione del Renewable Energy Sources ActErneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) – da parte del Parlamento tedesco poche settimane fa non potrebbe dare miglior risposta alle domande. Il piano conferma gli incentivi alle energie rinnovabili, per alcune fonti addirittura lo aumenta, pianificandone lo sviluppo per la prossima decade. La tabella sotto mostra la produzione di energia elettrica in Germania nel 2010 e nelle previsioni per il 2020 divisa per fonti. Guardatela bene, poi facciamo qualche considerazione.

Energia

Il contributo del nucleare alla produzione di energia elettrica in Germania nel 2010 è stato di 133 terawattora (TWh) l’anno su un totale di 610, il 22 per cento circa. Questo è il totale che i tedeschi dovranno rimpiazzare da qui al 2022 con rinnovabili e risparmio energetico.

Il piano EEG prevede un aumento della potenza fotovoltaica installata di 3.5 GW l’anno, che andranno a sommarsi ai 17 GW già presenti. Nel 2020, dunque, si avrà un totale di 52 GW di solare fotovoltaico con cui produrre circa 60 TWh l’anno. Si tratta della metà dell’energia elettrica prodotta col nucleare. In altri termini, come avevamo postulato tempo fa, sarà sul solare fotovoltaico che in Germania concentreranno le attese per l’abbandono del nucleare.

Per ciò che riguarda l’energia del vento, l’eolico convenzionale (on-shore) in Germania è già abbondantemente sfruttato e il governo punta sullo sviluppo dell’eolico off-shore, quello al largo delle coste. Nelle intenzioni di Berlino, l’eolico off-shore raggiungerà nel 2020 i 10 GW di potenza installata dall’attuale zerovirgola, con un aumento della produzione eolica previsto di 22 TWh all’anno. Questo vuol dire installare circa 50 parchi eolici off-shore come quello di Horns Rev in Danimarca, uno dei più grandi del mondo, e posare in mare 500mila tonnellate di acciaio, la metà della TAV Firenze-Bologna. Manco a dirlo, sarà un’impresa enorme.

Fin qui, sole e vento forniranno circa 80-85 TWh l’anno sui 133 necessari. Il terzo grosso contributo dovrebbe venire dal risparmio energetico. In Germania è previsto una diminuzione dei consumi energetici del 50 per cento nel 2050. Un incremento dell’efficienza energetica del 5 per cento nel 2020 – per cominciare cauti – si tradurrebbe in 30 TWh l’anno di energia risparmiata. I restanti 15 TWh verrebbero da biomasse, idroelettrico e tutto il resto.

Incentivi e costo

Concentriamoci sul solare fotovoltaico, che darà il contributo maggiore e su cui riposa buona parte delle aspettative. Il costo di produzione del chilowattora fotovoltaico è ancora alto: oggi produrre un chilowattora solare costa circa 3 volte più di gas e nucleare. I costi sono in discesa ma ancora per un po’ ci sarà bisogno di incentivi. Lo avevamo visto qualche settimana fa. Dei 17 GW di potenza fotovoltaica attualmente installati in Germania ben 8 GW sono stati installati nel solo 2010. Altrettanto corposamente sono saliti gli incentivi sborsati dallo stato e corrispettivamente è salito il livello di preoccupazione di Berlino. Il solare tedesco viene infatti incentivato con uno schema simile a quello italiano: al proprietario dei pannelli fotovoltaici viene garantito un incentivo economico per venti anni sulla base della tariffa prevista al momento della messa in servizio dell’impianto. Alla tariffa media del 2010, i 12 TWh fotovoltaici sono costati circa 5 miliardi di euro di incentivi a Berlino. Altrimenti detto, la produzione di energia dal sole ha goduto di un incentivo medio di 40 centesimi di euro al chilowattora. Questo numero va confrontato col prezzo medio in bolletta di 25-30 centesimi del chilowattora ottenuto da fonti convenzionali.

Gli incentivi non sono comunque persi. Una parte ritorna nelle tasche dei cittadini per effetto calmierante del fotovoltaico sul prezzo di mercato dell’energia elettrica. Siccome il picco del consumo energetico giornaliero – il momento in cui l’energia elettrica costa di più e i produttori spuntano guadagni maggiori – coincide col picco di produzione del fotovoltaico, l’immissione sul mercato dell’energia del sole induce un abbassamento dei prezzi e una conseguente diminuzione del costo dell’elettricità. In pratica, il fotovoltaico costa in incentivi ma fa risparmiare sulle bollette. Quanto si recupera? Nel caso dell’Italia, stime recenti [1] indicano un recupero di 360 milioni di euro nel periodo febbraio-giugno 2011. Ottimisticamente, è possibile che il calmieramento del prezzo dell’energia elettrica tramite incentivi al fotovoltaico consenta un ritorno del 30-40 per cento degli incentivi. Al netto, dunque, per l’intero 2011, è probabile che gli incentivi all’energia solare costeranno all’Italia oltre 1 miliardo di euro, che non sono bruscolini. Per quanto riguarda la Germania, fatte le debite proporzioni, è probabile che la spesa netta per gli incentivi al fotovoltaico nel 2011 dovrebbe attestarsi a più di 3 miliardi e aumenterà all’aumentare della potenza installata, da qui al 2020.

Va però considerato che in Germania esiste una robusta industria del solare fotovoltaico, sviluppatasi grazie ad una precisa scelta di indirizzo del mercato sostenuta dalla politica durante l’ultima decade. Non solo si investe in ricerca, sull’aumento dell’efficienza della tecnologia a film sottili – quella che porterà all’effettiva convenienza del chilowattora solare – ma, grazie all’export dell’industria solare, la Germania recupera la spesa sostenuta per gli incentivi, con gli interessi. O meglio, dovremmo scrivere recuperava. All’enorme aumento della potenza installata in Germania nel 2010 – gli 8 GW di cui sopra, metà del totale mondiale installato – non è infatti corrisposta una crescita altrettanto corposa della capacità produttiva fotovoltaica interna. In pratica, nel 2010, la Germania è diventata importatore netto di pannelli solari, principalmente dalla Cina, e niente ricavi dall’export. Per questo motivo, nel piano EEG è stato deciso di legare gli incentivi al fotovoltaico alla potenza installata – più se ne installa meno si incentiva – tramite un piano di crescita decennale controllata.

E L’Italia?

La situazione dell’Italia è simile ma diversa dalla Germania. Diversa perché l’Italia non ha una potenza nucleare da sostituire entro un certo termine. Il che ci garantisce maggior libertà d’azione. Simile perché, con il recente referendum, l’Italia ha confermato il suo no all’energia nucleare e deve puntare con decisione sulle rinnovabili, pena la totale dipendenza dal gas e dalle importazioni.

Dal punto di vista industriale, purtroppo, non siamo ben messi. In Italia viene assemblato solamente il 15 per cento dei pannelli mentre il 98 per cento del silicio prodotto e venduto proviene dall’estero. L’industria italiana, per l’inesistente supporto alla ricerca e all’instabilità politica, si è concentrata sull’installazione. La produzione è essenzialmente assorbita dal mercato interno, e non basta nemmeno. Per cui, niente recupero degli incentivi grazie all’export come in Germania. Inoltre, l’attuale politica d’incentivazione è tutta rivolta al mercato e un’attenzionale solo minimale è rivolta alla ricerca. Ad oggi, il 91% del fotovoltaico installato in Italia è basata sulla tecnologia al silicio cristallino – quasi lo stesso valore del 2009 [2] – che ben difficilmente raggiungerà la parità economica (grid parity) per i limiti tecnologici della tecnologia.

Vediamo il solare installato: la potenza fotovoltaica installata in Italia nel 2010 era di 3.5 GW. Oggi, a distanza di sei mesi, siamo già oltre gli 8 GW. Questa crescita è abbondamente sottilineata da articoli trionfanti di buona parte della stampa ambientalista italiana. Quanto costa in incentivi? Con le tariffe dei vari Conto Energia e al netto del risparmio ottenuto dall’effetto calmierante del solare fotovoltaico descritto sopra, quegli 8 GW di potenza fotovoltaica installata arriveranno a costare all’Italia oltre 1 miliardo di euro all’anno. Il governo prevede di arrivare a 23 GW di fotovoltaico nel 2016 che, con le tariffe del quarto Conto Energia e al netto del solito effetto calmierante, corrispondono ad una spesa di quasi 5 miliardi l’anno di incentivi, per 20 anni e a prezzo bloccato. Detto altrimenti, in 20 anni si spenderanno 100 miliardi di euro per produrre 28 TWh l’anno di energia con il solare fotovoltaico. La metà dell’energia prodotta dal nucleare e al doppio del prezzo.

Insomma, per lo scarsissimo interesse alla ricerca e per l’ondivago supporto dato dalla politica all’industria fotovoltaica rischiamo seriamente di buttare via tutti gli incentivi stanziati per lo sviluppo del mercato.

Il problema dell’intermittenza

Oltre al costo, le rinnovabili hanno il problema dell’intermittenza della produzione. Ricordate il black-out nazionale di qualche anno fa? Fu causato dalla caduta di un albero sulla linea ad alta tensione che collega l’Italia alla Svizzera. L’incidente interruppe bruscamente il flusso in entrata, privando inaspettatamente la rete italiana di circa 2 GW di potenza svizzeri. Al distacco svizzero fece seguito il distacco di altri 4 GW di potenza francese, per ragioni di sicurezza interna nella rete d’oltralpe. In pochissimo tempo, vennero dunque a mancare 6 GW di potenza su un totale di 27 GW che alimentavano la rete elettrica italiana in quel momento. Il sistema di controllo reagì richiedendo un intervento compensativo ai generatori di riserva e distaccando le centrali a rischio di sovraccarico. Purtroppo, a causa dell’ora notturna, quasi tutti i generatori di riserva erano spenti e si generò un effetto dominio che culminò nel black-out dell’intero paese con danni economici notevoli e un sacco di contenziosi legali. Per queste ragioni il black-out è uno di quegli eventi che i gestori della rete elettrica vogliono evitare a tutti i costi.

Cosa c’entrano le rinnovabili coi black-out? C’entrano, perchè allo stato attuale, le rinnovabili forniscono energia in modo intermittente. Come abbiamo visto, se il quantitivo di potenza che viene improvvisamente a mancare alla rete elettrica eccede una certa soglia, vi è un rischio concreto di black-out. L’annuvolamento improvviso del cielo sopra tutti gli impianti fotovoltaici a causa di una perturbazione intensa ed estesa, è un evento improbabile ma non impossibile. In tal caso, la potenza fotovoltaica scende del 70 per cento rispetto al valore di picco. A peggiorare le cose, anche la massima variazione dell’eolico si verifica all’intensificarsi del vento: quando la velocità delle raffiche supera il limite di sicurezza delle pale eoliche, il sistema di protezione blocca automaticamente il sistema, riducendo a zero la potenza. In altri termini, una perturbazione atmosferica intensa ed estesa può ridurre considerevolmente la potenza solare ed eolica immessa in rete. Il che, come abbiamo visto, oltre un certo limite si traduce nel rischio di un black-out. Intendiamoci, stiamo descrivendo un evento estremo, ma non impossibile. Forse non meno improbabile di un terremoto o uno tsunami o tutti e due assieme, e ce ne potrebbero essere altri. Certo, si potrebbe installare della potenza di riserva per questi casi d’emergenza, ma questo farebbe aumentare notevolmente i costi fissi di gestione della rete elettrica.

Qual è il limite di apporto di potenza rinnovabile e intermittente prima di incappare in un black-out? Stime recenti basate sull’esperienza dei recenti black-out [3] individuano in 9.3 GW il contributo massimo di potenza fotovoltaica intermittente alla rete elettrica, prima di incorrere in rischi di black-out. Oggi siamo ad oltre 8.5 GW [4], piuttosto vicini. Analogo discorso può essere fatto per la Germania, anche se con limiti diversi, per la diversa affidabilità delle fonti rinnovabili tedesche.

In conclusione, per sostuire effettivamente combustibili fossili o nucleare con le rinnovabili, sia per l’Italia che per la Germania, non vi è altra via che risolvere il problema dell’intermittenza. Esiste una sola soluzione possibile, e passa per lo sviluppo di sistemi di accumulo per l’energia.

Si ringrazia assai Francesco Meneguzzo di ASPO-Italia per contributi e discussioni.
*********

Note a piè pagina:
[1] “Elettricità a basso prezzo: la strada dei grandi impianti fotovoltaici a inseguimento solare” – F. Meneguzzo, F. Giani, F. Zabini, Ambiente, Risorse, Salute (2011).
[2] “Solar Energy Report” – http://www.energystrategy.it (2011).
[3] “Rinnovabili intermittenti: limite di allacciamento in rete” – D. Coiante (2011).
[4] Contatore fotovoltaico GSE.

Annunci

15 Responses to Niente più nucleare. Sì, ma come?

  1. paolo says:

    Articolo come sempre chiaro e ben scritto.

    Unica nota: tu scrivi: la Germania avrebbe abbandonando l’attuale sistema di finaziamento per le energie rinnovabili, reputato insostenibile nell’assenza di una fonte abbondante e ragionevolmente economica come il nucleare.”

    Ho letto l’articolo ma non ho capito bene il legame tra le insostenibilita’ dei finanziameti per le rinnovabili e disponibilita’ di energia nucleare.

    Ciao,
    paolo (ex imille-energia)

    • Ciao, Paolo. Che piacere sentirti. Rispondo sulla nota: perché finora la logica e’ stata “ce lo possiamo permettere tanto ne abbiamo da vendere”. In fin dei conti, il solare FV provvedeva solo al 2% dell’energia totale e i tedeschi non consumano nemmeno tutta l’energia che producono (mi pare esportino 40 TWh l’anno, il triplo del solare FV). Ora pero’ le cose cambiano, perche’ il nucleare non c’e’ piu’ e il solare FV raggiungera’ massa critica. In questo scenario, data l’espansione del FV, erano in molti a credere che le attuali tariffe si sarebbero rivelate insostenibili per Berlino, da qui le voci di corridoio su un corposo ridimensionamento.

      • paolo says:

        Ciao a te Filippo,

        Cioe’, i contributi allo sviluppo del FV erano pagati con l’energia esportata prodotta col nucleare?

      • No. Erano pagati con le tasse, da qualsiasi parte esse arrivino che tanto di energia ne avevano comunque oltre i bisogni.

      • paolo says:

        allora proprio non capisco… Quei soldi lo stato li prende dal “pentolone”. Che cosa ha a che fare questo con il nucleare?

      • paolo says:

        scusa, eh, Filippo… non e’ che voglio polemizzare. La mia non e’ un’opinione e nemmeno una critica. E’ che vorrei capire meglio.

      • Tranquì, Paolo, siamo tra amici qui :)
        Dunque, il ragionamento è questo: il nucleare produce il 22% dell’elettricita’ tedesca, ad un costo di 8-9 euro/kwh. Il solare produce il 2% e costa un botto di incentivi. Certo, parte di quegli incentivi si recuperano con il calmieramento del mercato, parte si riguadagna dall’export. In ogni caso e’ una scommessa, perche’ se non si esporta non ci si ritorna, come hanno scoperto i tedeschi nel 2010 e i costi gravano sulle tasse, ma date le dimensioni ridottte del contributo solare e’ comunque qualcosa di sostenibile. Se poi va male c’e’ il nucleare, per cui non si rischia di restare col cerino in mano (un botto di energia a prezzo carissimo e nessun alternativa economica). Ora, se il nucleare sparisce e i tedeschi vogliono metterci il solare al suo post, non la “scommessa” sul ritorno degli incentivi si moltiplica per 10 ma scompare anche l’alternativa di sicurezza. Qualcuno potrebbe definirla un azzardo perche’ se qualcosa va storto son dolori, e molti. La soluzione piu’ cauta sarebbe quella, ovviamente, di abbassare gli incentivi con l’effetto, altrettanto ovviamente, di limitare la crescita del settore e non riuscire a sostituire il nucleare. Ma, sempre in ottica di soluzione cauta, il nucleare andrebbe sostituito per il 2022, ma anche non necessariamente per quell’anno.

  2. ziomaul says:

    Ottimo articolo c’è d’aggiungere che essendo energia fatta in casa e di-spacciata vicino le utenze in fondo si ritorna economicamente come l’energia da gas, olii e anche (meno “carburante ” dall’estero) nucleare.
    Infatti produrre “10” di soldi con energie del luogo (anche gas, oli, ecc. ) equivale all’incirca con il produrre con “5” (la metà) soldi di energie che devono essere prese in parte dall’estero come per esempio una centrale elettrica che deve farsi portare gas dall’estero.
    .
    Ci si dimentica che in quest’ottica la Germania partecipa al Desertec (capace di fornire tutta l’energia all’intera Europa) in prima persona e con tutte le sue più forti società come Deutsche Bank Siemens, ecc..
    http://www.desertec.org/
    .
    Notate che la Deutsche Bank attraverso investimenti all’estero dispaccia energia elettrica per la Germania (tramite EST) anche più vicino:
    http://www.db.com/italia/it/content/1786.html

    Ciao

  3. ziomaul says:

    I tedeschi da sempre importino energia elettrica dalla Francia dalla svizzera e Paesi dell’Est. Tanto che quando ci fu un problema alla linea elettrica francese rimasero al buio delle località tedesche.
    http://www.repubblica.it/2006/11/sezioni/esteri/blackout-europa/blackout-europa/blackout-europa.html
    Non riesco ad trovare il riferimento ma pare che egli svizzeri siano più tranquilli nel fermare le centrali nucleari proprio perchè i Tedeschi non importano più da qualche anno.
    Ciao

  4. Mauri says:

    Salve, sono nuovo in questo blog….
    Avrei una domanda. Nel riassumere i costi, quando spiega che:
    “in 20 anni si spenderanno 100 miliardi di euro per produrre 28 TWh l’anno di energia con il solare fotovoltaico. La metà dell’energia prodotta dal nucleare e al doppio del prezzo.”
    E’ stato considerato, in qualche modo, i costi derivati dalla gestione delle scorie radioattive?

    Ciao.

  5. sergio says:

    Ciao, secondo me nella tua analisi forse sottovaluti un aspetto che è quello del costo potenziale del kWh prodotto con il fotovoltaico. Per costo potenziale intendo quello che si potrà raggiungere nel giro di qualche anno (1, 2, 3, forse di più?). Da questo punto di vista il costo pagato dalla collettività per sostenere il sistema degli incentivi è da considerarsi in un certo senso una “una tantum”: quel che conta veramente è quanto costerà produrre con fotovoltaico in futuro. Bisognerebbe quindi gestire gli incentivi in modo tale da mantenere attivo il sistema, evitando però di incentivare troppi impianti quando il costo unitario è ancora alto. Fino a quando il costo dell’incentivo diminuisce alla velocità attuale direi che andiamo bene… Ciò a cui abbiamo assistito in Italia negli ultimi 18 mesi è altamente deplorabile.
    Per il resto è fondamentale adeguare la rete esistente, inserendo accumuli e, aggiungerei, sistemi per condizionare il consumo in relazione al costo istantaneo dell’energia (reti intelligenti).
    Salutio

    • quel che conta veramente è quanto costerà produrre con fotovoltaico in futuro.
      Questa e’ una faccia della medaglia, importantissima, ma non e’ tutto il gioco. Nel mio articolo ho dato per scontato che il costo di produzione del kwh fotovoltaico si abbassera’ fino alla convenienza economica nei tempi previsti (il 2020 appunto). Il che non e’ scontato, ma facciamo finta che da quel versante non ci siano problemi. In ogni caso, per arrivare a quella parità serviranno degli incentivi e gli incentivi erogati da qui ad allora hanno (e avranno) valenza ventennale. Per 20 anni, cioe’, usciranno dalle casse dello stato. Con le condizioni sbagliate – cioe’ senza investire in ricerca e senza una programmazione industriale politica stabile per lo sviluppo del settore fotovoltaico – si rischia, come sta avvendendo in Italia, che, col tempo, quegli incentivi diventino un macigno insostenibile.

  6. ziomaul says:

    Si … Ma rientrano questi soldi moltiplicati (dunque non è una spesa) nelle casse dello Stato come occupazione, tasse, produttività e in special-modo come euro che circolano in Italia o al massimo in Europa e non volano senza ritorno all’estero creando inflazione dato che non consumano carburante;
    Certo che questi effetti devono essere accompagnati dall’investire in Ricerca e una programmazione Industriale politica stabile per lo sviluppo del settore fotovoltaico.
    .
    Comunque il pareggio economico con il costo ENEL già esiste ed è di 17 , 20 anni circa (Nord Italia) per il domestico, mentre quello messo male è la produzione di massa elettrica dal fotovoltaico. In deroga di quanto già detto già nella sperimentazione esistono FV con efficienza di più 40% che risolverebbe il problema, ma già deve esserci una infrastruttura in Italia quando escono!
    .
    Per l’eolico già esiste, viceversa (non il domestico), per la produzione di massa anche con i costi dell’accumulo. , Ma egualmente già deve esserci una infrastruttura in Italia quando escono!
    .
    Se poi spostiamo come il Desertec la produzione sulle montagne del Sahara anche il FV diviene conveniente MA se non partecipiamo al progetto come (Francia, Spagna, Germania, Svizzera, ecc..) i principali Paesi Europei……
    .
    Ciao

  7. michele ravanelli says:

    Il progetto Desertec non rigurda il fotovoltaico, in quanto il silicio ha una resa energetica inversamente proporzionale alla temperatura. Ossia produce di più in funzione temperature molto basse.Per tale progetto si prospetta l’utilizzo di centrali solari a sali fusi e con tecnologia simile alla centrale a Sali di Rubbia.
    Rimane pero’ un grosso limite a tale sistema, ossia la trasportabilita’ dell’energia (da photon dell’anno scorso). Ossia trasportare l’energia prodotta in corrente alternata presenta una perdita di linea insostenibile, addirittura al limite dell’economicita’ del progetto. Infatti si era prospettato di costruire line HTV in corrente continua dove e’ presente solo una componente parassita di capacita’. Chiaramente a questa tecnologia si prospetta una perdita dovuta al rendimento degli inverter di riconversione cosa da non sottovalutare, senza dimenticare la pericolosita’ indotta da linee di questo tipo.

    Io rimango estremamente favorevole all’utilizzo dell’energia nucleare pero’ alternativo, ossia sfruttando non l’uranio bensi’ il torio (tecnologia che la cina e l’india stanno portando in auge) in quanto questo tipo di tecnologia ci permette di avere dei reattori subcritici (il torio non permette fissione spontanea ma solo con un generatore di particelle esterno) in secondo luogo avremmo delle scorie ridottissime e SENZA plutonio (quindi con decadimenti nell’ordine dei 30 anni) a costi bassissimi e cosa fondamentale a ZERO EMISSIONI per l’ambiente (cosa che considero fondamentale). Ormai in italia siamo tagliati fuori da questa tecnologia ma spero vivamente che Francia (che considero sempre piu’ avanti) ed altri paesi puntino su questa tecnologia.
    Ricordo inoltre che il torio e’ presente in enormi quantita’ anche in italia.

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...