"ENERGIE RINNOVABILI: OPPORTUNITÀ E SOSTENIBILITÀ" - di Claudio Boccalatte
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“ENERGIE RINNOVABILI:
OPPORTUNITÀ
E SOSTENIBILITÀ”
di Claudio Boccalatte
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e energie alternative sono diventate un argomento di discussione, ma non
L tutti conoscono le reali possibilità dell’energia eolica, di quella geotermica,
dei pannelli fotovoltaici. Soprattutto capita raramente di avere a disposizio-
ne un gruppo di esperti d’altissimo livello che discutono razionalmente, con nume-
ri e fatti, se tali fonti potranno garantirci una produzione d’energia adeguata alle
nostre necessità, senza dover più ricorrere a quelle tradizionali, le cui riserve non
sono illimitate. Il convegno è nato come occasione per presentare i principali ritor-
ni economici e ambientali dall’utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili, appro-
fondirne il reale potenziale e consentire utili riflessioni su una tematica sempre più
attuale. Una palestra di pensiero, quindi, per ri-
flettere sulle possibili tecnologie del futuro.
Il 19 novembre 2011, a Pisa, presso la sala confe-
renze del CISAM - Centro Interforze Studi per le
Applicazioni Militari, si è svolto il convegno su
“Energie rinnovabili: opportunità e sostenibilità”
organizzato congiuntamente dal CISAM stesso e
dal “Lions Club International - Centro Studi del
Lionismo Distretto 108”.
Il CISAM, nato nel 1956 come CAMEN per studia-
re le applicazioni militari dell’energia nucleare,
oggi unisce alle competenze in materia nucleare
e radiologica quelle nei settori della Compatibili-
tà Elettromagnetica e dell’Optoelettronica.
Il Lions Club International è la più grande asso-
ciazione di servizio al mondo, con 1,35 milioni di
soci in oltre 45.000 club di 206 Paesi del mondo
che dedicano una parte del loro tempo agli altri.
Tra gli scopi dell’associazione vi sono la creazio-
ne di uno spirito di comprensione fra i popoli del
mondo, la promozione dei principi di buon go-
verno e di buona cittadinanza, lo stimolo alla di-
scussione libera e aperta di tutti gli argomenti
d’interesse pubblico, con la sola eccezione della
politica di partito e del settarismo confessionale.
Secondo quanto riporta l’associazione, si stima
che ogni anno i Lions Clubs donino oltre 512 mi-
lioni di dollari e contribuiscano con sessanta-
quattro milioni di ore di volontariato a molti tipi
di progetti, tra cui protezione dell’ambiente, di-
stribuzione di cibo ai bisognosi e aiuto agli anzia-
ni e ai disabili.
Energia rinnovabile @ gst website
TECNOLOGIA 61
Crest del Centro Interforze Studi per le Applicazioni Militari (CISAM)
La manifestazione è stata aperta dal Direttore del
CISAM, Ammiraglio Ispettore (GN) Domenico
De Bernardo, dal Dottor Pier Giovanni Bertolini,
Direttore del Centro Studi Lionismo, e dal mode-
ratore, Professor Sergio Faggiani, Ordinario di Fisi-
ca Tecnica presso l’Università degli Studi di Pisa. I tre
oratori hanno rilevato l’attualità dell’interrogativo sulla
possibilità che le fonti alternative possano essere sufficienti a
garantirci una produzione energetica adeguata alle reali necessità, soprattutto
ora, dopo che il recente referendum sull’energia nucleare, ha, di fatto, eliminato
la possibilità di utilizzare tale fonte d’energia in Italia. Il professor Faggiani ha an-
che evidenziato l’erroneità della definizione di “fonti rinnovabili” dal punto di vi-
sta scientifico, in quanto il rinnovo dell’energia sarebbe in contraddizione con il
Primo Principio della Termodinamica (sulla conservazione dell’energia) e con il
Secondo Principio (sulle irreversibilità); si tratta comunque di una denominazio-
ne che è oramai entrata nell’uso comune.
Nel corso del convegno sono state prese in esame dai diversi oratori, tutte indiscus-
se autorità nei rispettivi settori, le principali tipologie di energie rinnovabili (idroe-
lettrico, fotovoltaico, eolico, marino, biomasse), evidenziando per ognuna di esse i
punti di forza e le controindicazioni. Non è stata trattata l’energia geotermica, in
quanto, pur essendo una fonte energetica “rinnovabile”, non sono stati realizzati
nuovi impianti negli ultimi decenni e non ne è prevista la realizzazione, essendo già
sfruttate tutte le potenzialità che ci offre la natura. È stato poi affrontato il discusso
tema dell’energia nucleare, per cercare infine di tirare alcune conclusioni.
L’energia rinnovabile oggi più utilizzata in Italia è l’energia idroelettrica, la quasi
totalità della quale è ricavata da grandi impianti costruiti nel XX secolo; per au-
mentare la quantità di energia ottenibile, negli ultimi anni, si sono diffusi im-
pianti di dimensioni minori, chiamati “mini-idro”. A seguito della recente legisla-
zione sulle energie rinnovabili si è avuta una vera e propria proliferazione degli
impianti idroelettrici di piccola taglia (mini-idro). Prendendo ad esempio a situa-
zione del bacino del Serchio, questi impianti oggi si passano l’acqua da uno all’al-
tro lungo tutto il percorso del fiume, senza mai restituirla al fiume stesso, con la
conseguenza che il flusso scende molto sotto il minimo necessario per assicurare
la vitalità del fiume, dando origine a vari inconvenienti a catena, contribuendo
sostanzialmente al dissesto idrogeologico del territorio; i nefasti risultati di
quest’ultimo si sono visti con gli eventi alluvionali che hanno funestato le zone di
confine tra Liguria e Toscana alla fine di ottobre 2011.
A fronte delle conseguenze negative sul territorio, cui l’autorità di bacino ha cerca-
to, mediante accordi specifici con l’ENEL sulla restituzione di una parte delle acque
prelevate, di porre un rimedio almeno parziale, l’energia prodotta da questi impian-
ti mini-idroelettrici ammonta a poche decine di GWh l’anno, fornendo quindi un
contributo assolutamente trascurabile su di un fabbisogno di 340.000 GWh a livello
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nazionale, 22.140 GWh a livello di
regione Toscana e di 3.260 GWh
per la sola provincia di Lucca.
Anche l’energia solare fotovoltai-
ca ha conosciuto negli ultimi anni,
grazie ai progressi della tecnolo-
gia e ai consistenti sussidi previsti
dalla legislazione in materia ener-
getica, una diffusione impensabile
solo pochi decenni or sono. È evi-
dente lo stretto legame tra il livel-
lo dei finanziamenti incentivanti
(senza i quali l’energia fotovoltai-
ca sarebbe antieconomica) e il nu- Immagine iconografica delle energie rinnovabili
mero degli impianti realizzati. In
particolare la normativa europea
definisce come fonti d’energia rinnovabili le seguenti: idraulica, geotermica, so-
lare, da biogas e gas di depurazione, dal moto ondoso e dalle maree, eolica e da
biomasse. Un importante svantaggio del fotovoltaico, almeno per gli impianti a
terra, è quello di sottrarre superficie agli usi agricoli, per cui gli incentivi agli im-
pianti fotovoltaici a terra saranno sempre più bassi, mentre resteranno elevati
quelli per la realizzazione d’impianti a tetto, con l’ovvia esclusione dei tetti degli
edifici aventi valore artistico. Per i grandi impianti industriali si prevede che
l’energia da impianti fotovoltaici diventi competitiva rispetto a quella prodotta
con fonti tradizionali già dal 2013 nelle regioni meridionali italiane e nelle isole,
nel 2014 al Centro e all’inizio del 2016 al Nord; per gli impianti domestici queste
date diventano rispettivamente 2014, 2016 e 2017. Come è stato ricordato, susci-
tando un applauso di consenso dall’uditorio, il kilowattora più “verde” tra tutti
non è quello prodotto con fonti alternative, ma quello risparmiato.
Aria e acqua sono entrambe fluidi, ma l’acqua è caratterizzata da una densità
molto maggiore, e quindi consente, a parità di dimensioni, di ottenere molta più
energia. I vari tipi di turbina eolica sono contraddistinti da gran diversità sia in
termini di dimensioni (piccola taglia fino a 100 kW, media taglia tra 100 e 400
kW, grande taglia oltre i 400 kW fino ad arrivare ai moderni impianti dell’ordine
dei 5 MW) che di struttura (turbine ad asse verticale e ad asse orizzontale). Per
quanto riguarda la struttura, le turbine ad asse orizzontale, sebbene meno diffu-
se, presentano vari vantaggi, tra cui la possibilità di mettere il generatore al livello
del suolo, limitando l’impatto visivo e semplificando le operazioni di manuten-
zione. Tra gli svantaggi delle turbine eoliche sono da citare, oltre all’impatto visi-
vo e acustico, l’impiego del territorio e i problemi che le scie fortemente turbo-
lente generate dalle turbine possono provocare alla fauna avicola.
Per quanto riguarda l’energia del mare, l’Italia è circondata da oltre ottomila chi-
lometri di costa, e una così grande estensione di liquido, spesso in movimento,
costituisce una gigantesca e fondamentale fonte d’energia rinnovabile. Secondo
un Workshop dell’Enea (Ente per le Nuove Tecnologie, l’Energia e l’Ambiente),
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organizzato a Roma il 16 e 17 giugno 2011 e
dedicato proprio alle “prospettive di svilup-
po dell’energia dal mare per la produzione
elettrica in Italia”, quest’immensa energia
che avvolge l’Italia è equivalente “a quella di
sei centrali nucleari come i modelli di centra-
li EPR da 1.600 Megawatt”. Dalle sole corren-
ti marine dello Stretto di Messina si potrebbe
produrre energia elettrica equivalente al fab-
bisogno di una città di due milioni di abitan-
ti, ed è, infatti, nello stretto di Messina che
sono stati compiuti i primi esperimenti in
ambito nazionale.
L’energia può essere ricavata dal mare sotto
Bioenergia varie forme: energia maremotrice, energia
dal moto ondoso, energia dal gradiente ter-
mico oceanico, energia dalle correnti sotto-
marine. Un apparecchio di particolare interesse per lo sfruttamento dell’energia
del moto ondoso è il Wave Plane. Inventato dal danese Erik Skaarup nel 1989, co-
stituito da una specie di conchiglia con vari imbocchi, i quali, opportunamente
orientati e dimensionati, assicurano una buona adduzione di acqua a vari regimi
di moto ondoso; l’acqua entrata acquista un moto vorticoso e alimenta una turbi-
na posta trasversalmente, la quale a sua volta trascina un generatore.
Passando a occuparci delle biomasse, la produzione d’energia mediante cultura
dedicate di tipo tradizionale (come il girasole o la canna da zucchero) presenta
diversi inconvenienti, in primo luogo il conflitto con le culture alimentari, sia per
la terra che per l’irrigazione, conflitto destinato ad acuirsi con l’aumento della
popolazione mondiale. Molto più interesse presentano invece culture di tipo li-
gno-cellulosiche, caratterizzate dall’impiego di terreni non sfruttabili per usi
agricoli e che non richiedono irrigazione; in questa categoria abbiamo piante
molto conosciute, come il sorgo, la canna comune e il pioppo (coltivato però co-
me arbusto, con taglio ogni due o tre anni), e altre meno note al grande pubbli-
co, come il miscanto, il panico e il cardo.
Per individuare i progetti di filiere agro-energetiche a elevata sostenibilità occor-
re seguire le seguenti linee-guida:
decentralizzazione della produzione d’energia elettrica e termica per valorizzare
le biomasse residuali già presenti sul territorio (filiere diverse);
esaltare la “vocazionalità” delle aree agricole, forestali e agro-industriali per la produ-
zione di biomassa nel suo complesso e per le diverse colture dedicate (non irrigue);
nelle aree più idonee, puntare su produzioni di biomasse di qualità, predisposte
e pre-lavorate in loco (anche per la produzione di pellets) e/o per la co-alimen-
tazione di centrali già esistenti.
A livello regionale (Toscana), provinciale (Lucca, Pisa e Livorno) e del Parco Regio-
nale di Migliarino, San Rossore e Massaciuccoli (al cui interno si trova il CISAM),
senza grandi investimenti, semplicemente adeguando opportunamente la normati-
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va, sarebbe possibile fornire un contributo, piccolo ma significativo, al fabbisogno
energetico su base locale stimolando le culture dedicate e valorizzando i residui fo-
restali. Per ottenere buoni risultati senza generare fattori negativi (come l’aumento
del traffico stradale) è però fondamentale che gli impianti di valorizzazione energe-
tica delle biomasse siano realizzati quanto più vicino possibile alle zone di produzio-
ne, al fine di non sprecare energie per il trasporto delle biomasse; ad esempio nella
zona del parco andrebbero realizzati due impianti, uno a nord e uno a sud del fiu-
me Serchio, per evitare il traffico di automezzi pesanti lungo la Via Aurelia.
Il tema dell’energia nucleare è oggi in Italia difficile e controverso; secondo quanto
esposto al convegno il nucleare ha un forte problema d’immagine, ma in effetti,
esaminando i dati storici e i fatti, è la fonte energetica più sicura in assoluto. Pren-
dendo ad esempio le conseguenze del recente terremoto in Giappone, la stampa
ha dato una grande enfasi ai problemi della centrale nucleare di Fukushima, con
conseguente rimessa in discussione dell’impiego dell’energia nucleare, non solo in
Italia, ma anche in altri paesi del mondo, mentre pochissima enfasi è stata data al
crollo della diga di Fujinuma, provocato dallo stesso terremoto, e che ha provocato
un migliaio di morti (mentre i problemi della centrale nucleare non hanno provo-
cato nessuna vittima diretta) e nessuno ha pensato di mettere in discussione l’im-
piego estensivo dell’energia idroelettrica a seguito del crollo della diga.
Affrontando razionalmente, sulla base di dati statistici, il problema della sicurez-
za, emerge che le fonti energetiche che provocano il maggior numero di vittime
sono quella idroelettrica, per l’elevatissimo numero di vittime causato dai crolli
delle dighe, e il carbone, per l’elevato numero d’incidenti nelle miniere. In ogni
caso i reattori di nuova generazione, e ancora più quelli in fase di sviluppo, pre-
sentano caratteristiche di sicurezza molto maggiori non solo rispetto ai reattori di
Chernobyl, ma anche a quelli di Fukushima.
Di grande interesse e valore scientifico le informazioni fornite sugli studi in corso
in tutto il mondo sui futuri reattori nucleari di quarta generazione; in particolare
aziende, università e centri di ricerca italiani sono fortemente impegnati negli
studi per lo sviluppo dei reattori tipo LFR (Lead Fast Reactor), che impiegano
piombo fuso come liquido di raffreddamento.
Confrontando scientificamente costi e benefici delle fonti di energia tradizionali e rin-
novabili, emerge che le fonti convenzionali continuano a fornire il contributo princi-
pale al soddisfacimento della richiesta elettrica: (circa 64%), seguite dalle rinnovabili
(circa 23%) e dalle importazioni (circa 13%) La quota fornita dalle fonti rinnovabili,
per soddisfare gli obiettivi europei al 2020, dovrà crescere fino a raggiungere il 27%
circa. Nel 2010 in Italia gli impianti alimentati da fonti rinnovabili hanno raggiunto
circa 160.000 unità, più del doppio dello scorso anno, con una potenza complessiva di
30,3 GW (+14,2% rispetto al 2009) e una produzione lorda di 77,0 TWh (+11,1%).
Esaminando l’impatto sul territorio delle diverse fonti d’energia, e prendendo co-
me caso di riferimento una centrale elettrica da 1.000 MWe, l’area impegnata è di
poco inferiore a 0,3 Km2 sia per centrali tradizionali (metano e gas naturale) che
per centrali nucleari e per centrali a carbone, mentre sale a 33 Km2 (100 volte
maggiore di quelle tradizionale) per le centrali fotovoltaiche e a circa 100 Km2
(300 volte maggiore di quelle tradizionali) per le centrali eoliche.
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Il rapporto tra energia spesa per costruzione e fun-
zionamento (spese fisse e variabili) ed energia pro-
dotta in quaranta anni è di 0,03 sia per centrali tra-
dizionali (con fonti da capitale) che per centrali
nucleari, mentre sale a 0,15 per centrali fotovoltai-
che e centrali Eoliche. Questo significa che mentre
per recuperare l’energia impegnata per la costru-
zione di un impianto tradizionale o nucleare serve
poco più di un anno, per recuperare l’energia spe-
sa per la costruzione di un impianto fotovoltaico o
eolico servono ben sei anni. In termini di costo ef-
fettivo (senza considerare gli incentivi), il kWh
elettrico da eolico e fotovoltaico è oggi circa tre vol-
Bioenergia te più caro di quello da impianti tradizionali (ivi
comprendendo anche gli idroelettrici) o nucleari.
Per quanto riguarda l’impatto ambientale, le emissioni di CO2 degli impianti fo-
tovoltaico, eolico e nucleare sono sostanzialmente nulle, mentre quelle di un im-
pianto a gas sono di quattro milioni di tonnellate l’anno, e quelle di un impianto
a carbone di sette milioni di tonnellate. La separazione (capture) e il sequestro
della CO2 sono possibili ma assai onerosi. Gli impianti nucleari producono, inol-
tre, circa 20 tonnellate di scorie radioattive ogni anno. Di queste 20 tonnellate 2
sono veramente pericolose e determinano non trascurabili problemi d’individua-
zione e “accettazione sociale” dei siti di stoccaggio geologicamente stabili.
Se, per assurdo, si volesse produrre tutta l’energia elettrica necessaria al fabbiso-
gno italiano mediante il solo fotovoltaico ed eolico, tenuto conto anche degli ap-
parati d’accumulo necessari per gestire queste fonti d’energia, aventi carattere
intermittente, dovremmo accettare una preoccupante occupazione del suolo e
un cambiamento di prospettiva a livello di rete non semplice da realizzare (pas-
saggio da produzione concentrata a una capillarmente distribuita).
Alla luce di questi dati appare opportuno utilizzare un mix virtuoso delle varie
fonti energetiche, innalzare la percentuale delle energie cosiddette rinnovabili e
utilizzare tutte le coperture industriali e i tetti non architettonicamente interes-
santi per istallare pannelli fotovoltaici. Non bisogna dimenticarsi che tra le prin-
cipali risorse economiche del nostro Paese sono il turismo, l’ambiente e l’arte,
che non possono e non devono essere danneggiati da un impiego eccessivo e non
ragionato di impianti eolici o fotovoltaici.
Alle presentazioni è seguito un vivace e interessante dibattito, che ha consentito ai re-
latori di approfondire gli argomenti presentati. Uno degli argomenti più discussi è sta-
to la rinuncia italiana alla produzione d’energia nucleare sul suolo nazionale, conside-
rata dalla maggior parte degli intervenuti un’occasione sprecata, in quanto ad un ap-
proccio razionale (contestato per la verità con veemenza da qualche isolato parteci-
pante) i vantaggi del nucleare sono numerosi e i rischi limitati. Inoltre in questo setto-
re le imprese italiane erano arrivate a un buon livello di competitività, a differenza di
quanto avviene in altri settori, come l’eolico e il fotovoltaico; in questi campi, infatti, la
maggior parte degli impianti sono importati dall’estero, spesso da altri paesi europei.
66 INFORMAZIONI DELLA DIFESA • 4/2013Al termine del simposio i parteci-
panti hanno potuto visitare lo sto-
rico Reattore Nucleare RTS-1 “Ga-
lileo Galilei” del CISAM, un reatto-
re di ricerca a piscina appartenen-
te alla famiglia dei reattori etero-
genei a uranio fortemente arric-
chito (90%), moderato e raffred-
dato ad acqua leggera, progetto
della società statunitense Babcok
& Wilcox. Il reattore fu ordinato
nel 1958 per attività di ricerca lega- Energie rinnovabili
te anche al possibile impiego della
propulsione nucleare per unità navali di superficie e subacquee italiane, rimase at-
tivo dal 4 aprile 1963 (data in cui è stata raggiunta la prima criticità) sino al 1980,
anno dell’arresto definitivo, deciso prima della fine della vita utile del reattore a
seguito di mutate priorità del Ministero della Difesa, ed è attualmente in fase di di-
sattivazione o “decommissioning”, con l’obiettivo di rilasciare il sito senza vincoli di
natura radiologica, nel rispetto dei requisiti di sicurezza e protezione dei lavorato-
ri, della popolazione e dell’ambiente.
In conclusione il convegno è stato un’occasione molto interessante per discutere,
senza isterie o paraocchi, del nostro futuro energetico, evidenziando le poche lu-
ci e le molte ombre della situazione nazionale.
PROGRAMMA DELLE PRESENTAZIONI
Professor Raffaello Nardi, Segretario Generale dell’Autorità di Bacino del Ser-
chio: “L’energia idroelettrica nel bacino del Serchio: luci e ombre sulla diffusio-
ne degli impianti minori (mini-idro)”.
Ingegner Katia Masala, della società Toscana Energia Green1: “Fotovoltaico: da
un’installazione selvaggia a uno sviluppo mirato e di qualità”.
Professor Panayotis Psaroudakis del Dipartimento d’Ingegneria dell’Energia e
dei Sistemi dell’Università degli Studi di Pisa: “L’energia dal vento e dal mare”.
Professor Enrico Bonari del Centro di Ricerca Interuniversitario sulle Biomasse
da Energia di Pisa: “Le biomasse a destinazione energetica”.
Professor Giuseppe Forasassi, Presidente del Consorzio Interuniversitario per la
Ricerca Tecnologica Nucleare di Pisa: “Caratteristiche e prospettive degli impian-
ti nucleari della presente e della nuova generazione”.
Professor Carlo Bartoli, del Dipartimento d’Ingegneria dell’Energia e dei Sistemi
dell’Università degli Studi di Pisa: “Energie tradizionali e rinnovabili: confronto
costi-benefici”.
1
Toscana Energia Green è il marchio del gruppo Toscana Energia (società mista partecipata da-
gli Enti locali toscani e dall’ENI) che opera nei settori del fotovoltaico, gestione calore, teleri-
scaldamento, illuminazione e cogenerazione.
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