Produzione energia rinnovabile in Italia: l’approccio dei salti energetici

La produzione di energia rinnovabile è il prerequisito indispensabile per la decarbonizzazione del sistema elettrico. Impensabile sganciarsi da una produzione di elettricità basata sull’utilizzo di fonti fossili inquinanti se di pari passo non aumenta l’offerta di energia da fonti energetiche rinnovabili, idroelettrica, geotermica, eolica e fotovoltaica.  

Solare ed eolico sono le tecnologie che crescono di più e da cui ci si attende il contributo maggiore, ma in Italia è l’energia idrica a soddisfare il 12% del fabbisogno nazionale di energia elettrica ed è quella idroelettrica l’energia rinnovabile più utilizzata. Nella produzione di energia elettrica rinnovabile, si può anche considerare l’idroelettrico uno dei sistemi più puliti perché totalmente esente da emissioni di CO2 in atmosfera. 

Produzione di energia rinnovabile con il micro idroelettrico 

In Italia esistono più di 2000 centrali idroelettriche medie e grandi ed è a queste che si pensa parlando di produrre energia elettrica con l’acqua. Oggi però si affaccia un’opportunità nuova: quella del micro idroelettrico, impianti di piccola taglia distribuiti sul territorio in grado di produrre da pochi fino a 100 kW di potenza, spesso finalizzata all’autoconsumo, funzionali anche alla creazione di comunità energetiche tra utenti. 

I fattori abilitanti della produzione di energia rinnovabile con il micro idroelettrico sono sostanzialmente due: il passaggio ormai avvenuto a una fase di generazione distribuita dell’energia tramite una smart grid digitalizzata (siamo al punto che chiunque può produrre, auto-consumare, vendere e acquistare l’energia che gli serve quando gli serve) e l’acqua piovana. 

L’acqua è fonte primaria di un impianto idroelettrico. La condizione necessaria è che si tratti di acqua fluente, cioè carica di energia cinetica che può essere trasformata in energia meccanica da una turbina e a sua volta in energia elettrica da un alternatore. Tale condizione si verifica naturalmente quando l’acqua scorre dall’alto verso il basso nei fiumi, nei torrenti, ma anche nei canali, nei tubi in pressione degli acquedotti e in infrastrutture idrauliche tipo sfioratori, paratoie e vasche di sconnessione posti ad altezza differente.  

Il sistema dei salti energetici per la produzione di energia rinnovabile 

Il dislivello tra il punto di partenza e il punto di arrivo dell’acqua che alimenta la centrale di produzione di energia idroelettrica (una turbina idraulica connessa a un alternatore) è chiamato “salto”, può trattarsi di “basso salto” o “grande salto”, e rappresenta l’elemento indispensabile. Il secondo elemento è la portata, cioè la quantità di acqua che passa attraverso la turbina nell’unità di tempo, normalmente misurata in secondi. Salto e portata determinano la potenza di un impianto idroelettrico. 

Esistono impianti idroelettrici costituiti da più centrali disposte in serie in cui l’acqua viene raccolta all’uscita da una centrale e convogliata direttamente al salto della centrale successiva, così da aumentare con più contributi il volume complessivo dell’acqua da monte a valle lungo il percorso dell’impianto. Questo sistema permette di massimizzare il contenuto energetico dell’acqua. L’approccio dei “salti energetici” è utilizzato da oltre un secolo per la produzione di energia rinnovabile da fonte idrica. 

Prospettive nella produzione di energia rinnovabile idroelettrica in Italia

Posto che la fonte idroelettrica resta ancora la più utilizzata nella produzione di energia rinnovabile in Italia, il potenziale di fiumi, laghi e invasi è oggi in gran parte già sfruttato e non resta margine per interventi che comportino un forte impatto ambientale. Tuttavia, l’avvento di impianti di piccola taglia ha posto le basi per un ulteriore e migliore utilizzo dell’acqua per produrre elettricità, dove possibile con costi unitari per chilowattora più contenuti rispetto alle altre fonti rinnovabili.  

La realizzazione di impianti micro idroelettrici (quelli con potenza fino a 100 kW) per la produzione di energia rinnovabile è un valido contributo al contenimento delle emissioni clima alteranti, posto che l’energia idrica è da sempre la più green delle fonti. Il loro potenziale, testimoniato dalla diffusione che stanno avendo per soddisfare il fabbisogno energetico di intere piccole comunità, è legato alla possibilità di sfruttare salti di pochi metri e corsi d’acqua di portata limitata senza i limiti ambientali causati dalla costruzione di dighe, sbarramenti o altre opere accessorie. Il recupero energetico in opere idrauliche, acquedotti in pressione, sfiori, caditoie, vasche. è un altro ambito applicativo molto interessante di taglia micro destinati alla produzione elettrica finalizzata all’autoconsumo.