World Energy Outlook 2011: cosa c'è di nuovo?

La IEA pubblica dal 1993 dei report annuali contenenti proiezioni a medio e lungo termine sull'andamento mondiale del mercato dell'energia; anche questa edizione come la precedente si sofferma su tre scenari, uno denominato standard ("BAU") e altri due definiti "nuove politiche" e "450"; il primo è in relazione a impegni politici - sebbene solo formali - presi dalle nazioni per affrontare i problemi energetici e ambientali, il secondo deve il nome alla concentrazione massima in ppm di CO2 atmosferico che dovrebbe permettere di non superare tramite opportune azioni volte a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Gli approfondimenti riguardano le prospettive energetiche in Russia, il mercato del carbone - domanda, offerta e investimenti - e alcuni argomenti speciali: le prospettive del nucleare nel dopo Fukushima  e i sussidi alle varie forme di energia.

"Se non cambi direzione, non puoi che finire dove sei diretto"
La domanda di energia dopo un 2009 fiacco rimbalza nel 2010 di un 5% e l'intensità energetica peggiora per il secondo anno consecutivo, portando le emissioni di CO2 a un nuovo record; le incertezze a breve termine causate da una crisi economica perdurante non cambiano il quadro generale, che vede una crescita della domanda di energia, del GDP e della popolazione fino al 2035. L'aumento dei costi nell'upstream conferma la fine del petrolio a basso costo (il famoso cheap oil), mentre per il gas naturale è prevista una nuova età dell'oro e il destino del carbone dipende dalle scelte politiche che verranno (o non verranno) prese.

L'inutilità del rapporto R/P (Riserve/Produzione)

Quando si discute del futuro esaurimento dei combustibili fossili, uno degli indici che con maggior frequenza viene - a sproposito - citato è il rapporto R/P; questo numero esprime il rapporto fra le riserve note di un certo idrocarburo (R) e la produzione (P) dell'idrocarburo stesso in un determinato istante, e si esprime in anni. Ad esempio, se si consulta il BP Statistical Review of the World per l'anno in corso, si ricava per il petrolio il seguente grafico.

Andamento delle riserve, della produzione annua e del rapporto R/P negli ultimi 30 anni.

Purtroppo anche il più inoffensivo strumento, posto nelle mani sbagliate e usato impropriamente, può causare dei danni; ed è esattamente quello che è accaduto in un recente post di Willis Eschenbach su WUWT. La tesi di Eschenbach è che il rapporto R/P del petrolio è costante da molti anni, anzi, addirittura in aumento, quindi non c'è da affannarsi nel cercare alternative; disponiamo di decenni per eseguire la transizione energetica, e il mercato indicherà le alternative al momento opportuno. Questa analisi presenta almeno due punti discutibili.

Notizie della settimana - 05/12-11/12

Idrocarburi


Arabia Saudita: raggiunti i 10 milioni di barili in Novembre
Dopo aver oscillato negli ultimi mesi attorno ai 9.5 mbpd, la produzione saudita si impenna di colpo e raggiunge i 10 mbpd, un livello che non si vedeva dal 1980. Secondo un dirigente della compagnia petrolifera nazionale l'aumento è dovuto ad una maggiore richiesta da parte dei mercati, ma molti analisti ritengono si tratti invece di una mossa strategica in preparazione del 160° meeting OPEC che si terrà a Vienna il 14 di questo mese.


EDF e GE si alleano per una nuova centrale a ciclo combinato
Electricité de France e General Electric costruiranno una nuova centrale a ciclo combinato a Bouchain, la FlexEfficiency 50 (pdf); dovrebbe essere connessa alla rete nazionale nel 2015. Fra le caratteristiche di spicco vanno sicuramente citate un'efficienza del 61% - comunque superiore al 60% fino all'87% della potenza massima - e un gradiente di carico pari a 50 MW/min. La possibilità di variare in modo rapido la potenza erogata dovrebbe permettere di integrare una maggiore percentuale di energia da impianti fotovoltaici ed eolici, in attesa di scoprire sistemi di stoccaggio efficienti ed economici.


Nucleare


La lunga e tortuosa strada dell'Indonesia verso il nucleare
L'idea di costruire una centrale nucleare in Indonesia risale al 1956, mentre nel 1972 viene fondata una commissione per studiare la fattibilità del progetto. Il primo luogo dove realizzare un impianto viene individuato nel 1989, ma dopo nemmeno dieci anni il percorso si blocca a causa della crisi finanziaria asiatica, e poi per resistenze fra la popolazione locale. Al momento sul tavolo di lavoro sono rimaste due ipotetiche centrali da terminare nel 2021, ma sembra che la strada da percorrere sia ancora molto lunga.


Solare, Eolico e altre rinnovabili


L'installazione di turbine eoliche galleggianti continua
A due anni di distanza dal primo prototipo messo in opera dalla StatoilHydro (progetto Hywind) la Principle Power di Seattle ha realizzato una turbina eolica galleggiante da 2.3 MW installandola al largo del Portogallo. Il macchinario viene interamente assemblato a terra in una darsena e poi rimorchiato al largo, dove più turbine sono collegate ad una sottostazione elettrica, anch'essa galleggiante; la struttura portante è realizzata con tre cilindri cavi che vengono riempiti o svuotati d'acqua in modo da smorzare le vibrazioni indotte dalle pale, la spinta del vento e il moto ondoso. Una descrizione dettagliata della piattaforma si trova qui.


L'aereo ad energia solare pronto per il giro del mondo nel 2014
Il primo volo - appena 350 metri - era stato nel Dicembre 2009; lo scorso anno era già in grado di rimanere in aria per 24 ore grazie all'energia immagazzinata in batterie; e poco più di sei mesi fa ha coperto con successo il primo tragitto internazionale, dalla Svizzera al Lussemburgo. Ora Solar Impulse ha come obiettivo quello di compiere il giro del mondo, con i suoi 60 metri di apertura alare, 1800 kg di massa e le oltre 11000 celle fotovoltaiche che lo ricoprono.

Notizie della settimana - 28/11-04/12

Idrocarburi


Il boom petrolifero brasiliano potrebbe incappare nel primo fallimento
Le scoperte di petrolio in giacimenti off-shore - Tupi e Jupiter, entrambi a oltre 7000m di profondità - sono state definite come vincite alla lotteria, e ognuno dei nuovi contratti dell'industria potrebbe essere un biglietto vincente; ma anche con un numero fortunato in mano, alcune compagnie rischiano di fallire prima di poteri incassare il premio. La Lupatech, maggiore fornitrice di valvole industriali in Brasile, è sull'orlo del fallimento dopo che la Petrobras ha dovuto tagliare i costi e rivedere i propri investimenti, e probabilmente sarà salvata tramite prestiti di stato. Il Brasile conta di diventare la quinta potenza economica mondiale grazie allo sfruttamento delle riserve di gas e petrolio, che sommate fra di loro sono stimate in circa 50 miliardi di barili di petrolio equivalenti.


Il gas del Turkmenistan forse non arriverà mai in Europa
L'Unione europea si trova a dover affrontare una nuova serie di problemi nella ricerca di fornitori affidabili di gas naturale. Dapprima l'attenzione era stata puntata sul giacimento di Shah Deniz in Azerbaijan, e in particolare al secondo stadio di sfruttamento che dovrebbe garantire 16 miliardi di metri cubi aggiuntivi all'anno: ma una serie di problemi tecnici, economici e politici portano a ritenere che non partirà prima del 2025. L'attenzione si è quindi concentrata sul Turkmenistan, che si trova dall'altra parte del mar Caspio, sebbene ci siano forti dubbi sulla reale consistenza delle riserve - e sulla capacità di sfruttarle - e la presenza di un concorrente come la Cina renda il quadro futuro molto nebuloso.


Nucleare


Il sessantanovesimo anniversario della fissione controllata
Il 2 dicembre 1942 l'uomo riuscì per la prima volta a dare il via ad una reazione nucleare a catena e a controllarla. Proprio questa settimana esce sul Bulletin of the Atomic Scientists un articolo firmato da Charles Perrow - professore emerito di Sociologia a Yale - le cui conclusioni non mancheranno di far discutere:


"Governi e imprese possono sempre fare di più per prevenire gravi incidenti tramite regolamenti, progettazione, formazione e consapevolezza. Anche così, alcuni sistemi complessi con il potenziale per eventi catastrofici sono semplicemente troppo pericolosi per esistere, poiché non possono essere resi sicuri malgrado lo sforzo dell'uomo."


Solare, Eolico e altre rinnovabili


I paesi del Medio Oriente e la corsa alle rinnovabili
Da un lato lo stato con le maggiori riserve di petrolio - se non si tiene conto delle tar sands nella cintura dell'Orinoco - e dall'altro il più grande esportatore di LNG: Arabia Saudita e Qatar sono paesi con un ruolo importante nel panorama energetico attuale e non hanno alcuna intenzione di rimanere a osservare i loro giacimenti di idrocarburi che lentamente si esauriscono. I sauditi hanno siglato un accordo da 10 milioni di dollari per approfondire lo studio di nanostrutture (punti quantici) da usare nella produzione di celle fotovoltaiche a basso costo; il Qatar invece sceglie gli spagnoli del CIEMAT per sviluppare nel corso dei prossimi 7 anni tecnologie adeguate per la regione, e allo stesso tempo progetta di costruire una fabbrica di silicio "solar grade" da 8000 tonnellate all'anno.

Notizie della settimana - 21/11-27/11

Idrocarburi


Il ruolo dell'OPEC minacciato dalle nuove scoperte di petrolio non convenzionale
Secondo Khalid Al-Falih, amministratore delegato della Aramco, l'abbondanza di risorse di tipo non convenzionale - associata ad una loro distribuzione geografica più "bilanciata" - ha diminuito le pressioni che in passato sono state esercitate sull'Arabia Saudita, tradizionalmente vista come lo swing producer di petrolio: per questo motivo la Aramco non ha alcuna intenzione di portare la propria produzione a 15 mbpd. Già all'inizio del mese l'IEA aveva abbassato le stime sulla quantità di petrolio che sarebbe stata richiesta all'emirato nel 2030: 12.6 mbpd contro i 18 mbpd delle proiezioni risalenti al 2005.


I paesi in via di sviluppo non vedono alternative al carbone
Sud Africa, Cina e India possiedono vaste riserve di carbone che costituisce un economico combustibile usato in centrali termoelettriche per soddisfare le crescenti richieste di energia: questi tre stati sono ai primi posti fra i produttori mondiali, generano rispettivamente il 90%, il 55% e il 70% della loro elettricità dal carbone, e prevedono di continuare a investire fortemente nello sfruttamento di questa risorsa nei prossimi anni. L'India ad esempio ha costruito 55 centrali dal 2007, e prevede di completarne altre 100 entro questo decennio; il Sud Africa sta realizzando Medupi, la più grande centrale supercritica con raffreddamento mediante torri a secco al mondo, che una volta terminata sarà costituita da 6 caldaie alimentanti ciascuna una turbina da 800MW.


Nucleare


Il Kazakistan è il primo produttore mondiale di uranio
Mentre i problemi non ancora risolti alla miniera di Cigar Lake ne posticipano l'apertura e frenano l'estrazione di uranio in Canada, il Kazakistan si avvia quest'anno a produrre da solo un terzo dell'uranio a livello mondiale (13957 tonnellate fino a Settembre), triplicando in pratica i risultati ottenuti appena cinque anni fa. Ma i piani kazaki non si fermano qui: all'inizio di Novembre un accordo fra Areva e Kazatomprom ha dato il via allo studio di fattibilità per un impianto di produzione di combustibile nucleare che dovrebbe essere specificamente dedicato al mercato asiatico.


Solare, Eolico e altre rinnovabili


La Cina si arrende alle lamentele americane sui pannelli fotovoltaici
Le industrie di pannelli fotovoltaici cinesi hanno intenzione di spostare parte della produzione in Corea del Sud, Taiwan e Stati Uniti per evitare una causa commerciale aperta nei loro confronti dal governo di Washington: il dipartimento del commercio statunitense infatti sta valutando la possibilità di introdurre dei dazi sui pannelli per cercare di contrastare il dumping che effettuano i cinesi. L'idea di trasferire le fabbriche in territorio statunitense è stata abbandonata a causa della stringente normativa in vigore nel paese, per cui al massimo i cinesi procederebbero all'assemblaggio finale nel nuovo continente; si tratta però di una lavorazione che incide poco sul prezzo finale e rappresenta una mansione relativamente poco qualificata.


Varie


Il valore delle petroliere crolla e si avvicina a quello del metallo riciclato
Sono 101 le petroliere della classe VLCC - con un'età media di 18 anni - il cui valore è sceso così tanto da essere pari a quello ricavabile dal metallo dopo la loro demolizione: la flotta mondiale è costituita da 575 di questi vascelli, e un anno fa erano solamente 19 ad essere quotati così poco. Il risultato è dato dalla combinazione di un calo nei ricavi - a sua volta influenzato dalla crisi economica e da una abbondanza di nuovi mezzi disponibili dopo gli ordinativi sovrabbondanti degli anni passati - e da un modesto rialzo delle quotazioni del metallo riciclato. Si tratta di un problema che sta già mettendo in crisi la Frontline, il più grande operatore mondiale di petroliere, e forse di riflesso anche importanti istituti di credito (Crédit Agricole, BNP). E' dal 1992 che l'età media delle navi rottamate rimane superiore ai 15 anni: solo durante la crisi degli anni '80 si era scesi al di sotto di questo limite.

Notizie della settimana - 14/11-20/11

Idrocarburi


La più grande scoperta petrolifera degli ultimi decenni insegna una carissima lezione
A undici anni dall'avvio dei lavori e dopo oltre 28 miliardi di euro spesi, non è stata ancora estratta nemmeno una goccia dal giacimento Kashagan. A pochi mesi dall'inizio della produzione il governo kazako preme sulle compagnie petrolifere perché diano subito il via ad un ampliamento, ma gli otto anni di ritardo accumulati dalla prima tranche e lo sforamento di 11 miliardi di euro sulle spese preventivate rendono le società molto prudenti: per questa seconda fase potrebbero non riuscire a vedere alcun utile prima del 2041, anno nel quale scadono le concessioni. A regime dal giacimento dovrebbero venire estratti 450.000 barili al giorno, e con l'espansione si potrebbe arrivare a 1.5 mbpd.


Secondo gli esperti è troppo presto per parlare di un cartello mondiale del gas
Al primo summit del Gas Exporting Countries Forum i principali argomenti in agenda erano i prezzi e l'approccio comune al mercato del gas naturale; tuttavia dal momento della sua fondazione dieci anni fa alcuni stati hanno il timore che possa diventare simile all'OPEC. Nonostante controlli oltre il 70% delle riserve mondiali e fra i 12 membri siano inclusi i primi due produttori - Russia e Iran - molti esperti concordano sul fatto che il GEFC non sia veramente in grado di imporre dei prezzi: infatti solamente il 2.5% dell'LNG viene venduto sul mercato spot, e la grande maggioranza di scambi è regolata tramite contratti di lungo termine (20 o 30 anni), cioè non esiste di fatto un mercato globale.


Nucleare


Le proteste ritardano il Rinascimento nucleare indiano
Anche nei paesi con  una grande fame di energia e piani nucleari ambiziosi esistono movimenti fra la popolazione che si oppongono alla costruzione di nuove centrali: è il caso dell'India, dove una serie di manifestazioni - in alcuni casi supportate da figure istituzionali locali - ha determinato il rinvio della prima accensione di due reattori da 1GW di tipo VVER (russo). L'effetto Fukushima è il principale responsabile di questa serie di proteste, ma esistono anche preoccupazioni di tipo ambientale sugli scarichi di acqua calda nelle acque costiere e lamentele per l'esiguità degli indennizzi offerti per gli espropri.


Solare, Eolico e altre rinnovabili


Dove soffia il vento
Attualmente l'intera produzione di energia elettrica in Mongolia si basa su centrali termoelettriche a carbone - esclusa una piccola frazione a olio combustibile - e la crescita della domanda interna, spinta dall'industria mineraria del rame, è poderosa: è passata da circa 3000 GWh/anno nel 2001 ai 4200 nel 2008. L'obiettivo a media scadenza però è di produrre il 20% dell'energia da rinnovabili, e in quest'ottica si inserisce la nuova wind farm a 70 chilometri dalla capitale Ulan Bator: 31 turbine da 1.6 MW che saranno in funzione dal prossimo anno per la cifra di 74 milioni di euro.


Varie


Utilizzo di tattiche militari per superare le paure relative al fracking
Durante una conferenza per addetti ai lavori ma aperta al pubblico, il dirigente di una compagnia impegnata in perforazioni per l'estrazione di gas naturale avrebbe esortato gli ascoltatori a scaricare il "Counterinsurgency (COIN) Field Manual": lo scopo è quello di apprendere tecniche utili nella risoluzione di contestazioni da parte di comunità locali. E' possibile considerare un movimento locale che si oppone all'hydraulic fracturing una "insurrezione"? La Anadarko Petroleum ha in seguito rilasciato una dichiarazione per prendere le distanze dal termine usato, ma il danno ormai è fatto.

Notizie della settimana - 07/11-13/11

Idrocarburi


L'Europa potrebbe superare gli Stati Uniti come maggior importatore mondiale di petrolio
Un aumento nello sfruttamento dei giacimenti di petrolio e gas naturale sul suolo nazionale, unito a nuovi standard atti a migliorare l'efficienza dei veicoli, potrebbe significare che entro il 2015 il primato di maggior importatore mondiale di petrolio passerà dagli USA all'Europa; la previsione si trova nel rapporto annuale dell'IEA, dove si aggiunge che entro il 2020 il poco invidiabile scettro andrà alla Cina. Nel 2035 la domanda di petrolio a livello mondiale dovrebbe raggiungere i 99 mbpd, per un prezzo di 120 $ al barile.



La Cina incontra ostacoli nella produzione di shale gas
Per arrivare a produrre il 10% del fabbisogno energetico tramite gas naturale, la Cina ha iniziato un ambizioso progetto che dovrebbe vederla estrarre nel 2020 ben 80 miliardi di metri cubi da giacimenti di shale gas, ad oggi non ancora sfruttati; per avere un confronto può essere utile ricordare che questa quantità sarebbe superiore  a quanto esportato nel 2010 dal Qatar come LNG (circa 76 miliardi di metri cubi), oppure che sarebbe circa la metà di quanto estratto dal centro e Sud America lo scorso anno. Scarsità d'acqua - da usare in grande quantità nel processo estrattivo - nelle regioni già soggette a siccità, mancanza di esperienza e know-how, incertezza su quantità e qualità delle riserve sono tutti fattori che possono ritardare l'inizio della produzione commerciale di questa risorsa.


IEA: il carbone sarà la principale fonte energetica nel 2035
Secondo le proiezioni del World Energy Outlook 2011 il carbone arriverà a sorpassare il petrolio come principale fonte energetica in circa due decenni. Nel caso la previsione si avveri non si tratterà comunque di una novità, poiché il carbone è stato al primo posto a livello mondiale dal 1800 fino a dopo il 1960; solo negli ultimi 50 anni si è trovato al secondo posto, ma sempre davanti all'uso di gas naturale.


Nucleare


Un incidente nucleare può aumentare il costo di produzione dell'energia

Secondo il parere di alcuni membri della Japan Atomic Energy Commission un incidente nucleare paragonabile a quello verificatosi a Fukushima può costare fino a 47 miliardi di euro; questo comporterebbe un aumento del costo pari a circa 1.5 c€ per kWh prodotto, portando la cifra complessiva a 6.5 c€ e quindi rendendolo superiore a carbone e gas naturale (rispettivamente 5.4 e 5.8 c€/kWh così come stimato nel 2004) per un reattore da 1200 MWhe. Il gruppo ha ipotizzato che il tempo di ritorno per l'incidente sia 500 anni/reattore e tenuto conto della spesa per evacuazione, indennizzo e smantellamento del reattore, ma non della bonifica ambientale e dello stoccaggio a lungo termine dei detriti radioattivi.


Solare, Eolico e altre rinnovabili


Il mercato fotovoltaico cinese potrebbe uguagliare quello statunitense nel 2011
Il nuovo schema di sussidi adottato dal governo di Pechino e una rapida discesa dei prezzi dei pannelli fotovoltaici porteranno probabilmente la quantità di nuove installazioni a livelli simili a quelli statunitensi: circa 1.8 GW contro i 2-2.2 GW attesi in USA, un risultato impressionante se si pensa che l'anno scorso erano rispettivamente 480 e 880 MW. Da Agosto esiste una tariffa feed-in che paga circa 13 c€ per ogni kWh prodotto, mentre in precedenza il governo era intervenuto tramite la concessione di prestiti a tassi agevolati o con altre misure atte a stimolare la produzione di pannelli.

Notizie della settimana - 31/10-06/11

Idrocarburi


La produzione di petrolio in Russia raggiunge un nuovo record post-sovietico
Nel 1988, prima del suo dissolvimento, l'Unione Sovietica era arrivata a produrre 11.41 mbpd; quest'anno, nel mese di Ottobre, si spinge fino a 10.34 mbpd  (10.30 a Settembre) confermandosi il maggiore estrattore mondiale di oro nero. Ad oggi la produzione annua è stata comunque in perfetta linea con le previsioni degli analisti, che vedevano un leggero aumento rispetto ai livelli del 2010 fino a raggiungere i 10.26 mbpd.


L'Australia vuole diventare il supermercato del gas naturale
E' solo da pochi anni che il mercato del gas naturale ha iniziato a perdere le caratteristiche di regionalità del passato per diventare mondiale, grazie ai miglioramenti nella tecnologia di liquefazione, trasporto e rigassificazione; aggiungendo a ciò i progressi nelle centrali a ciclo combinato, sempre più flessibili e complementari a reti che vedono alte percentuali di energia elettrica prodotta da rinnovabili, è prevedibile che la richiesta di LNG in futuro aumenterà. L'Australia ha deciso di investire con decisione in questo settore, sebbene disponga solamente dell'1.6% delle riserve a livello mondiale (2900 miliardi di metri cubi), con l'obiettivo di arrivare a fornire il 10% del fabbisogno cinese, il 20% di quello giapponese e il 30% di quello coreano.


L'India a corto di carbone per il 2012
La presenza di abbondanti riserve sul suolo nazionale non è sufficiente a garantire l'approvvigionamento delle centrali termoelettriche, sia per motivi logistici sia di scarsa qualità della materia prima: così l'India ha sospeso i programmi di costruzione di nuovi impianti e investe pesantemente all'estero. Attualmente oltre 400 milioni di indiani non hanno accesso all'elettricità, e il 40% delle persone è sottoposto a turnazione potendone usufruire per non più di 12 ore al giorno.


Nucleare


La Cina scommette sull'energia nucleare

Il carbone viene usato in Cina per produrre l'80% di energia elettrica a basso costo richiesta dalla nazione, ma i problemi collegati sono evidenti: città immerse nello smog, migliaia di morti all'anno in miniera, rischio di black-out al minimo intoppo sulle linee ferroviarie. L'opzione nucleare nei piani di Pechino dovrebbe arrivare a coprire, assieme alle rinnovabili, il 15% della produzione di elettricità, passando dagli attuali 10 fino a 80 GW installati nel 2020. Gli effetti di Fukushima però si sono fatti sentire, e le procedure di approvazione per nuove centrali sono sospese in attesa di nuovi regolamenti di sicurezza; è probabile che il governo punterà sul moderno reattore AP1000, più costoso del CPR-1000 ma dotato di sistema di raffreddamento di emergenza che non richiede elettricità.


Solare ed Eolico


Nuovo record di conversione per celle fotovoltaiche

La Sharp ha prodotto una cella a tripla giunzione che ha raggiunto un'efficienza del 36.9%; la performance è già stata certificata dall'AIST e rappresenta il massimo finora ottenuto per celle senza concentrazione. I tre strati sono composti da leghe di Indio, Gallio, Fosforo e Arsenico le cui diverse caratteristiche permettono di convertire l'energia dei fotoni incidenti per un intervallo di lunghezze d'onda molto più esteso di quanto ottenibile dalle consuete celle a singolo strato.

Andasol 3

Dopo le prime due centrali da 50 MW già realizzate, anche Andasol 3 è stata ufficialmente inaugurata e inizierà le operazioni commerciali a breve, essendo quasi terminata la fase di test in corso da due mesi. Le specifiche tecniche rimangono identiche a quelle dei due progetti precedenti: oltre 200.000 collettori parabolici pari a mezzo milione di metri quadrati di specchi, disposti su una superficie a terra quattro volte maggiore (1300x1500m), quasi cento chilometri di tubi ricevitori, ma soprattutto 30.000 tonnellate di una miscela di sali fusi usati in due serbatoi per immagazzinare parte della radiazione solare incidente.

Vista aerea dei tre impianti di Guadix per 150 MW di potenza complessiva.

La miscela di nitrato di sodio e potassio, due comuni fertilizzanti, viene infatti scaldata dal fluido termovettore che transita nei collettori nei momenti in cui la radiazione solare è massima, mentre cede a questo calore nelle ore notturne: Andasol 3 dovrebbe così essere in grado di erogare energia per oltre sette ore dopo il tramonto del Sole, e permettere un funzionamento equivalente di 3500 ore annue (misurate rispetto al carico massimo). L'andamento variabile dell'irraggiamento obbligherebbe, in mancanza di un sistema di accumulo, a dimensionare la turbina per il massimo valore realizzabile oppure a rinunciare a parte dell'energia raccoglibile, abbassando il rendimento dell'impianto riferito alla radiazione incidente.

Infatti le centrali termodinamiche - e tutti i metodi di trasformazione dell'energia incentrati sulle rinnovabili, con esclusione dell'idroelettrico da bacino - hanno il problema di dover rendere più regolare la produzione, in genere soggetta a variabilità ciclica (solare) oppure casuale (eolico); la Spagna da questo punto di vista ha deciso di emanare nel 1997 e successivamente nel 2004 una legge ad hoc (pdf), secondo la quale questo tipo di impianti per accedere alla tariffa incentivante non può superare certi limiti di utilizzo di gas naturale, usato per mantenere la temperatura dei sali al di sopra di quella di solidificazione: si parla di un massimo del 15% riferito alla produzione elettrica immessa in rete.

Avere dei limiti così stringenti ha spinto i progettisti a cercare soluzioni di "storage" che permettessero di rimanere entro i limiti legali evitando quanto più possibile i regimi transitori degli impianti; sebbene ogni passaggio aggiuntivo comporti delle inevitabili perdite dal punto di vista termodinamico, per Andasol 3 il rendimento del sistema di serbatoi dovrebbe essere del 93%. La scelta progettuale seguita in Andalusia naturalmente non è l'unica possibile: altre soluzioni prevedono l'utilizzo di un unico serbatoio nel quale si stabilisce un termoclino, oppure di riempire il volume a disposizione con un materiale dalle opportune caratteristiche di diffusività termica ma poco costoso.

La presenza di zone dalle caratteristiche favorevoli sul territorio - elevati valori di radiazione incidente ed aria tersa - e una legislazione opportuna hanno permesso agli spagnoli di allacciare alla rete elettrica nazionale 150 MW di solare termodinamico in tempi molto brevi: dall'inizio dei lavori su Andasol 1 sono passati solamente cinque anni. Rimane ora da stabilire se questi impianti potranno essere veramente competitivi sul piano dei costi del kWh prodotto e se l'attuale crisi finanziaria non costringerà a rivedere ulteriormente gli schemi incentivanti in modo retroattivo: già a metà e fine 2010 il governo di Madrid era intervenuto con ritocchi alle Feed In Tariff che avevano sollevato forti critiche.


Ulteriori informazioni sono disponibili ai seguenti link:


Die Parabolrinnen-Kraftwerke Andasol 1 bis 3 (pdf) 

Andasol 3 solar thermal power plant inaugurated

I blackout del Texas e l'eolico.

All'inizio di Febbraio il Texas è stato colpito da un'ondata di maltempo con forti nevicate e a seguire, dalla notte di Martedì 2, basse temperature e venti via via meno intensi; l'elevata richiesta di elettricità si è combinata con problemi dovuti al freddo in una cinquantina di centrali termoelettriche, rendendo di fatto inutilizzabili circa 7 GW per il gestore della rete ERCOT e lasciando pochissime riserve a disposizione. Si è dovuto pertanto procedere a distacchi programmati - rolling blackout - per evitare il rischio di un collasso totale del sistema, simile a quello che è accaduto in Italia nel 2003 (ma per motivi diversi).

Trovarsi al buio e al freddo non fa mai piacere, per cui è lecito attendersi delle lamentele da parte degli utenti e di politici di vario rango pronti a sfruttare la situazione per avere un po' di visibilità; tuttavia le condizioni meteorologiche giustificavano almeno parzialmente gli avvenimenti, quindi è stata una discreta sorpresa scoprire che alcune voci incolpavano dei blackout l'eolico, o meglio la mancata produzione dalle wind-farm: la storia è iniziata qui, sul blog di un meteorologo, ed è stata prontamente ripresa e pubblicizzata enormemente da un collega con molta più visibilità.

Il succo del ragionamento è il seguente: con poco vento e basse temperature le pale non girano e non producono elettricità, e poiché il Texas dipende così tanto dall'eolico - oltre 9.4 GW installati alla fine del 2009 - ecco che abbiamo trovato il capro espiatorio; se i soldi fossero stati investiti nella costruzione di centrali termoelettriche tradizionali o nucleari si sarebbe evitata una situazione critica. Queste conclusioni sembrano piuttosto strumentali alla luce di come si sono svolti i fatti.

Le temperature rigide e i problemi conseguenti nelle centrali (circuiti idraulici fuori uso, strumentazione in tilt) sono stati sicuramente il motivo fondamentale che ha portato ai blackout; le interazioni fra sistema elettrico e altre infrastrutture hanno in certi casi peggiorato la situazione: ad esempio, alcuni distacchi hanno portato al fermo delle stazioni di compressione su un gasdotto, causando cadute di pressione e il blocco di altre centrali turbogas. Altre due circostanze hanno poi giocato a sfavore dei texani. L'elevato numero di impianti fermi per manutenzione straordinaria ha tolto 5 GW ulteriori ai gestori del sistema elettrico proprio mentre veniva registrato un'aumento della richiesta di potenza elettrica dai 33.5 GW di Lunedì ai 56 GW di Mercoledì; tali valori non sono eccezionali per il Texas, che l'inverno scorso ha toccato i 57 GW di domanda senza incidenti. Infine, quando una rete è sottoposta a stress considerevole un aiuto può venire dagli stati adiacenti, ammesso che la rete stessa non sia isolata come è il caso di quella gestita dall'ERCOT; non c'è stata quindi la possibilità di importare energia, e l'unica soluzione percorribile è diventata la riduzione dei carichi.

La produzione eolica ha fatto la sua parte: nella giornata di Mercoledì sono stati erogati fra i 3.5 e i 4 GW, un valore in media con le attese stagionali, e i problemi dovuti alla formazione di ghiaccio sulle pale sono stati limitati a pochi episodi. Non sembra quindi giustificato accusare l'eolico per i disagi subiti, e nemmeno bollarlo come "inaffidabile" (unreliable) per via del calo produttivo verificatosi a partire dalla serata di Mercoledì con venti più deboli: il gestore della rete è in grado di prevedere l'andamento della potenza generata dalle wind-farm - ironicamente, proprio grazie al lavoro dei meteorologi - e di regolare di conseguenza la riserva. Affermare che l'indisponibilità di potenza eolica rappresenta un fallimento (Having 60% offline and "some turbines shutting down" certainly fall within my definition of "failed.") significa ignorare il modo in cui modernamente si integrano le fonti variabili con quelle tradizionali.

Questa conoscenza non manca all'AWEA che ha prontamente replicato: tramite un comunicato stampa si loda l'energia eolica che avrebbe reso la situazione meno drammatica (Wind energy played a major role in keeping the blackouts from becoming more severe. Between 5 and 7 A.M. this morning (the peak of the electricity shortage) wind was providing between 3,500 and 4,000 MW, roughly the amount it had been forecast and scheduled to provide.) scrivendo a chiare lettere che l'energia immessa era esattamente quella prevista. Naturalmente anche le altre centrali termoelettriche regolarmente funzionanti hanno avuto un grosso merito nell'impedire che la situazione peggiorasse, ma forse non è stato specificato per evitare di accumulare troppe banalità in un solo comunicato...

E' difficile dire se la sostituzione dell'eolico con altre centrali avrebbe comportato meno disagi in questa particolare circostanza. La riserva disponibile deve essere in ogni istante almeno pari alla taglia del più grande generatore connesso più una frazione del carico richiesto; una forte percentuale di eolico può essere interpretata ai fini gestionali come una maggiore variabilità della domanda ed influisce sul secondo termine, per cui sostituire le pale con centrali termoelettriche potrebbe sì aumentare la potenza teoricamente disponibile in un istante, ma non necessariamente nel momento del bisogno. Supponendo che i 10 GW texani mossi dal vento abbiano un fattore di capacità del 30% avremmo mediamente 3 GW di produzione, rimpiazzabili ad esempio con 4 GW termoelettrici (e non 10, perché l'equivalenza si basa sull'energia producibile e non sulla potenza di targa); questa è la quantità aggiuntiva regolabile della quale avrebbe potuto in teoria disporre ERCOT, ma con quali tempi di intervento?

Gli imprevisti possono capitare e qualunque rete è suscettibile di collassi parziali o totali; l'importante è imparare dagli errori ed evitare processi sommari.

Il futuro energetico secondo BP (ed ExxonMobil)

La BP (prima British e ora Beyond Petroleum) pubblica da 60 anni delle statistiche energetiche che sono diventate un punto di riferimento per chiunque si occupi della produzione e del consumo di energia. Da pochi giorni è uscito un nuovo contributo, il BP energy outlook 2030 (pdf, 1.4 MB), che dovrebbe rappresentare un'alternativa all'annuale World Energy Outlook dell'IEA (International Energy Agency); la differenza esteriore principale è che il primo risulta molto più snello, circa 80 pagine contro le oltre 700 del secondo, e gratuito. Quale potrà essere il futuro energetico mondiale fra il possibile declino delle fonti convenzionali (combustibili fossili, in particolare petrolio) e la crescita delle alternative (fotovoltaico, eolico, biocombustibili, nucleare)?

Nell'introduzione si parla di proiezioni basate non su un modello BAU (Business As Usual) ma di tendenza dei mercati energetici desumibile dalle attuali conoscenze; i primi grafici riassumono le prospettive demografiche, energetiche ed economiche.

BP Energy Outlook 2030, da pag. 8.

BP Energy Outlook 2030, da pag. 14.

La richiesta di energia primaria rimane costante nei paesi OECD mentre raddoppia negli altri; il PIL invece aumenta ovunque, più rapidamente nei paesi emergenti, e poiché l'intensità energetica migliora è possibile una crescita economica maggiore a parità di aumento percentuale nell'energia consumata. Una suddivisione più dettagliata della produzione energetica in base alla fonte si trova poco più avanti.

BP Energy Outlook 2030, da pag. 16.

Nei paesi non OECD il consumo cresce del 68% in venti anni (2.6% annuo), e questa richiesta copre il 93% del totale; le proporzioni del mix energetico cambiano molto poco a causa dell'inerzia del sistema, e sebbene le rinnovabili - compresi i biocarburanti - siano viste in crescita dell'8.2% annuo, una proiezione decisamente ottimistica e paragonabile alla velocità di penetrazione del mercato che ha avuto il nucleare negli anni '70 e '80, il loro peso sul totale rimane piccolo.

Più petrolio per (quasi) tutti

Il Venezuela insiste, e in un recente annuncio il suo presidente dà per scontato il sorpasso sull'Arabia Saudita per quanto riguarda le riserve di petrolio. Si tratta della solita cintura dell'Orinoco, del solito petrolio ultra-pesante e pieno di Zolfo, e forse anche della solita necessità di tenere lontano dagli occhi la realtà per quanto più tempo possibile: la produzione petrolifera sta diminuendo e senza investimenti esteri sarà difficile risalire la china. Ha poca importanza il fatto che l'Arabia disponga di 265 miliardi di barili (stando alle statistiche della BP) e il Venezuela di "soli" 217, e quindi non si possa ancora parlare tecnicamente di sorpasso: tanto sugli sbandierati 200 anni di riserve venezuelane pochi sarebbero pronti a scommettere.

Rimanendo nell'America del Sud anche la Petrobras ci informa che le sue riserve provate sono aumentate del 7.5% nel corso del 2010; a voler essere pignoli si potrebbe discutere sul fatto che i nuovi giacimenti si trovino a 150 km dalla costa e ad una profondità che va dai 5000 ai 7000 metri, circa un terzo dei quali costituito da sale, non proprio semplicissimo da perforare. Tutto fa, e se altre compagnie petrolifere sono pronte a dividere le spese è possibile che si riesca a tirarne fuori qualcosa di buono.

Non vuole essere da meno la Cina, con ben 38 (!) giacimenti offshore fra petrolio e gas naturale; aggiungiamo come bonus 200 miliardi di tonnellate di carbone (bastanti per 40-50 anni), un po' di clatrati di metano e potrebbe quasi sembrare che i problemi di import energetico del gigante asiatico siano destinati a scomparire.

Sempre dalla Cina merita un cenno anche la notizia riportata un paio di settimane fa secondo la quale sarebbe stato messo a punto un processo che permette di moltiplicare per 60 la durata dell'Uranio esistente, garantendo alla nazione 3000 anni di riserve (ai consumi attuali, ovviamente). All'inizio pensavo che si trattasse del proseguimento dell'esperimento iniziato a Qinshan lo scorso anno, cioè nient'altro che il già noto DUPIC (Direct Use of PWR fuel in Candu), che vedrebbe però al massimo un guadagno del 25% nell'energia ricavabile dal combustibile; rimaneva quel curioso coefficiente moltiplicativo così vicino al rapporto esistente in natura fra U238 e U235 che farebbe pensare piuttosto ad un utilizzo in reattori veloci, ma la Cina ne ha solo uno sperimentale in funzione (e forse altri 3 da costruire nei prossimi anni).

Sembra invece che i cinesi siano proprio riusciti a replicare il riprocessamento che già si esegue in Francia, ma serviranno comunque una decina di anni prima di un uso su grande scala. Per arrivare alla durata riportata inizialmente è indispensabile l'impiego di reattori raffreddati a Sodio o Piombo/Bismuto, dato che il MOX inserito in reattori tradizionali raffreddati ad acqua non permette la chiusura del ciclo e il 99% dell'energia - teoricamente - disponibile resta al suo posto. Nel frattempo i mercati se ne fregano dei 3000 anni che verranno, e i prezzi dell'Uranio si alzano in risposta a 3 contratti cinesi stipulati a Novembre per un totale di 63.000 tonnellate di minerale da qui al 2020; tenuto conto che circa l'80% della produzione attuale è già di fatto venduta con accordi analoghi, gli operatori del settore si attendono ripercussioni sul prezzo a breve e medio termine.

In tutto questo moltiplicarsi di riserve e scoperte, solo una notizia riporta con i piedi per terra: la Norvegia ha tagliato del 21% le riserve di tipo "unproven" in seguito a risultati deludenti ricavati dai alcuni pozzi di prova, e questo si somma al rapido declino iniziato nel 2001.

Per dirla con le parole dell'NPD (Norwegian Petroleum Directorate), "Production is declining in spite of vigorous (prospecting) activity. Not enough new reserves are found to offset current oil and gas production". Più picco di così...