Il rischio blackout - Difesa
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SCIENZE E TECNOLOGIA
Il rischio blackout
Ing. Fabio Massimo Gatta - Ing. Pietro Masato
Ing. Michele Antonilli - Col. Mario Pietrangeli
L
a notte fra sabato e domenica 28 settembre 2003, gione. In pratica ogni giorno dell’anno presenta un
in Italia, sarà ricordata per lungo tempo come la distinto “diagramma di carico”(cioè un andamento tem-
notte del black-out. Lo stesso scenario ha rischia- porale del fabbisogno di potenza elettrica) da cui si vede
to di riproporsi, e in alcune zone di Piemonte, Liguria e che le ore di minimo assorbimento sono quelle nottur-
Puglia si è di nuovo verificato, fra le 22 e le 23 del 4 ne, mentre dalle tre del mattino la potenza richiesta dalla
novembre 2006. In quest’articolo, si vogliono presenta- rete comincia a crescere raggiungendo una prima punta
re le problematiche connesse a mancanze di energia elet- attorno alle ore 12 per poi scendere e risalire, intorno
trica, descrivendo il sistema di produzione – trasmissio- alle ore 17, al valore della massima punta giornaliera.
ne – utilizzazione dell’energia elettrica in Italia, unita- In ogni istante deve essere soddisfatta l’uguaglianza
mente alle funzioni pertinenti alla Difesa Civile in fran- tra la potenza richiesta dalla rete e la somma delle poten-
genti di questo tipo. ze generate dalle centrali elettriche ed importate dall’e-
stero, ottenendo la copertura del “diagramma di carico”
Gli impianti di produzione in Italia che viene ottenuta affidando alle centrali diversi tipi di
servizio a seconda delle loro caratteristiche.
L’energia elettrica richiesta dagli apparecchi utilizza- La potenza efficiente di una centrale non è tutta
tori, per lo più alimentati in bassa tensione ed in media disponibile in quanto gli impianti possono avere diversi
tensione, viene prodotta nelle centrali elettriche nelle problemi:
quali energie di altra specie vengono convertite/trasfor- • manutenzioni programmate o straordinarie, lavori di
mate in energia elettrica. Allo stato attuale per la produ- trasformazione (ad esempio da centrale termoelettri-
zione dell’energia elettrica sono disponibili numerose ca a carbone a centrale a gas-vapore) e “ambientaliz-
tecnologie che permettono di realizzare impianti di pro- zazioni” (installazione di apparati di riduzione delle
duzione la cui potenza va da pochi kW a migliaia di emissioni inquinanti);
MW. La potenza elettrica richiesta varia durante il gior- • restrizioni ambientali, come ad esempio il non
no e dipende dal tipo di utilizzatori alimentati dalla rete, rispetto dei limiti delle emissioni inquinanti degli
dal giorno della settimana (feriale o festivo) e dalla sta- impianti termoelettrici o la fermata dei gruppi che
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Il rischio di blackout
La centrale termoelettrica di La Spezia
Carico della Rete Italiana nel giorno di massima punta dell’anno 2002 Tralicci dell’alta tensione
hanno superato la massima temperatura di restitu- Perchè l’Italia importa energia elettrica
zione dell’acqua di raffreddamento del condensatore;
• scarsa disponibilità idrica, che non permette agli L’importazione di energia elettrica in Italia si attesta a
impianti idroelettrici di produrre la totale potenza valori superiori alla media dei paesi europei e ciò perché
efficiente. il costo dell’energia elettrica importata è inferiore a quel-
Il parco di generazione di energia elettrica in Italia lo di produzione degli impianti nazionali. Nell’anno
può essere ricondotto essenzialmente alle seguenti quat- 2005 sono stati importati dalla frontiera settentrionale
tro categorie: I) idroelettriche a bacino ed a acqua fluen- 50264 MWh pari al 14,8% della totale energia immessa
te; II) termiche a combustibile fossile (carbone, olio nella Rete di Trasmissione Nazionale (340872 MWh).
combustibile, orimulsion un combustibile solido otte- Occorre infine sottolineare che da qualche anno nei
nuto mediante un processo di emulsione del bitume mesi estivi, a causa del caldo torrido, il massiccio uso di
naturale, gas naturale); III) geotermoelettriche; IV) eoli- condizionatori e apparecchiature refrigeranti fa registra-
che e fotovoltaiche. Con tali impianti viene coperto re una punta di assorbimento di potenza uguale o supe-
giornalmente il fabbisogno di potenza elettrica insieme riore alla punta massima invernale che generalmente è
alla potenza importata dall’estero. sempre stata nettamente superiore a quella estiva.
Produzione Potenza efficiente lorda [MW] Potenza media disponibile alla
punta [MW]
Trasmissione e distribuzione
Termoelettrica 65357 42200
Le centrali elettriche vengono
Idroelettrica 21343 13700 costruite in luoghi ben definiti la cui
Eolica/fotovoltaica 1646 400 scelta è soggetta a vincoli ambientali,
Totale 88346 56300 sismici, di facile approvvigionamento
Potenza efficiente lorda e disponibile alla punta il 31-12-2005 del combustibile (in vicinanza di
porti, di gasdotti, di miniere di car-
Interconnessioni Francia+Svizzera Austria Slovenia Totale
bone) e dell’acqua di raffreddamento
del condensatore (vicinanza al mare
Potenza
Importata [MW] 5700 220 380+100 6300+100
od a corsi d’acqua di opportuna por-
anno 2003 tata), dall’ubicazione del bacino
idraulico per quanto riguarda gli
anno 2004 5450 220 380 6050 impianti idroelettrici, ecc.. Poiché
esse possono non essere vicine alle
Valori di potenza importabili in sicurezza dall’Italia alla frontiera settentrionale (inverno)
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Il rischio di blackout
Centrale idroelettrica di Caneva Blackout a Roma il 28 settembre 2003
utenze da alimentare, occorre trasportare e distribuire Soazza; 1 linea con l’Austria: Redipuglia-Divaca, dal
l’energia elettrica prodotta nelle centrali attraverso il 2005 sono diventate 18 per la messa in servizio del
Sistema Elettrico di Trasmissione e Distribuzione. La nuovo elettrodotto ad Altissima Tensione tra Italia e
Rete di Trasmissione Nazionale Italiana (RTN) si svi- Svizzera in doppia linea S. Fiorano-Robbia che ha
luppa su tutto il territorio nazionale ed è costituita dal- rinforzato l’interconnessione.
l’insieme delle linee aeree ed in cavo ad altissima ed alta Ci sono inoltre 8 linee di interconnessione a Alta
tensione, attraverso le quali viene operato il trasporto Tensione (1 con la Francia, 5 con la Svizzera , 1 con
dell’energia elettrica dalle centrali di produzione alle aree l’Austria, 1 con la Slovenia), e due linee in cavo sotto-
di utilizzo, nonché l’importazione/esportazione di ener- marino in corrente continua, una con la Grecia ad Altis-
gia elettrica da/verso Paesi Esteri confinanti. L’estensio- sima Tensione, l’altra ad Alta Tensione con la Corsica.
ne totale della RTN è pari a 43685 km di linee. Fino al Nello svolgimento dei suoi compiti, prima il GRTN
novembre del 2005 la RTN è stata gestita dal Gestore ed ora Terna, garantisce la sicurezza, l’affidabilità e la
della Rete di Trasmissione Nazionale (GRTN), mentre i continuità del servizio elettrico; delibera gli interventi
proprietari delle linee erano soggetti diversi, quali Terna funzionali allo sviluppo e all’efficienza del sistema di tra-
Spa (Gruppo ENEL), Edison Rete, Sondel Trasmissio- smissione dell’energia elettrica; garantisce a tutti gli ope-
ne, Acea Trasmissione, AEM Trasmissione Energia ratori del settore l’accesso alla rete in modo imparziale,
(TO), AEM Trasmissione (MI), ecc.. Tra queste la sola neutrale e a parità di condizioni; concorre a promuove-
Terna possiede la quasi totalità delle linee ad Altissima re la tutela dell’ambiente e la sicurezza degli impianti.
Tensione (400kV), mentre le altre società sono proprie- Terna, come prima il GRTN, aderisce all’UCTE (Unio-
tarie di linee ad Alta Tensione (220 kV-120 kV). Dal ne per il Coordinamento della Trasmissione di Energia
novembre del 2006 la gestione è passata a Terna che è Elettrica in Europa) e all’ETSO (Associazione dei
tuttora responsabile anche del dispacciamento dell’ener- Gestori di Rete Europei) per garantire l’esercizio coordi-
gia elettrica. L’azionista di maggioranza è la Cassa Depo- nato dei sistemi elettrici interconnessi e per facilitare il
siti e Prestiti, che detiene il 29.99% del pacchetto azio- processo di realizzazione del Mercato Unico Europeo
nario. Attualmente quindi, a seguito della fusione con il dell’Energia Elettrica.
GRTN, Terna svolge anche le attività che prima erano
di competenza del GRTN ovvero la gestione della rete Il blackout del 28 settembre 2003
di trasmissione ad alta ed altissima tensione che è ad essa
affidata in regime di concessione ed il “dispacciamento”. I disservizi del sistema elettrico, denominati col ter-
I diritti dell’azionista vengono comunque esercitati d’in- mine anglosassone “Blackout”, possono interessare
tesa con il Ministero delle Attività Produttive che ne popolazioni di poche decine di migliaia fino a decine
definisce gli obiettivi strategici e produttivi e sotto le di milioni di persone e sono accaduti nel passato sia in
direttive dell’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas. paesi industrializzati sia e soprattutto in quelli in via di
Le linee di interconnessione con i Paesi Esteri che nel sviluppo, con carichi interrotti superiori a 50000 MW
2003 erano in totale 16 di cui 6 ad Altissima Tensione: e tempi di ripristino del servizio elettrico di 10∏30
3 linee con la Francia: Venaus-Villarodin e una doppia ore, interessando popolazioni fino a 50 milioni di per-
terna su stessa palificazione Rondissone-Albertville; 2 sone. Tra le cause che possono dare origine ai Blackout
linee con la Svizzera: Musignano-Lavorgo e Bulciago- le principali sono: corto circuito su una linea di tra-
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Il rischio di blackout
smissione seguito dalla sua apertura permanente; fuori Svizzera provocando un sovraccarico sulla linea ad
servizio di una centrale; guasto di sbarra in centrale, in Altissima Tensione Sils-Soazza. Alle ore 3:25 a causa
stazioni di smistamento o di trasformazione; perdita di dell’aumento di richiesta dovuto all’entità ed alla
collegamenti di interconnessione con paesi esteri attra- durata del sovraccarico sulla linea Sils-Soazza si veri-
verso i quali viene importata considerevole potenza. In ficava l’innesco di un arco tra i conduttori di fase ed
seguito a tali eventi si può verificare l’instabilità ango- un albero con conseguente apertura della linea stes-
lare o di tensione” e, conseguentemente, il blackout del sa. Da questo istante la quasi totalità della potenza
sistema. Il più grave blackout verificatosi in Italia è stato importata dalla Svizzera si è ridistribuita nelle circo-
proprio quello della notte del 28 settembre 2003 alle ore stanti linee in parallelo ad Alta Tensione di collega-
3:25, con disalimentazione delle utenze collegate alla mento con l’Italia provocandone dopo pochi secon-
rete in quel momento e che ha richiesto un tempo di di l’interruzione per sovraccarico.
ripristino del servizio da 3 ore (Friuli Venezia Giulia) a A causa della perduta importazione di potenza
20 ore (Sicilia). In quella notte alle ore 3:00 la poten- (6400 MW), nel sistema elettrico italiano si sono
za elettrica alimentata in Italia ammontava a 27700 verificati fenomeni di instabilità angolare, di abbas-
MW di cui 3650 MW circa erano assorbiti dagli samento della tensione e della frequenza che hanno
impianti di pompaggio. La totale potenza importata portato alla perdita di ulteriori di circa 6900 MW di
dall’Europa era pari a 6650 MW ripartita tra le generazione. La riduzione delle utenze alimentate,
diverse linee di interconnessione a Altissima e Alta mediante il distacco automatico degli impianti per
Tensione dell’Italia settentrionale. L’importazione, una totale potenza di 3200 MW e mediante la
superiore a quella di programma di circa 250∏300 disconnessione di circa 7700 MW di utenze per l’in-
MW, rappresentava una percentuale cospicua, il tervento dei relè alleggeritori (1), non è stata suffi-
24%, del totale carico alimentato dalla RTN Italia- ciente ad annullare il deficit di potenza generata (pari
na, ovvero il 31% della potenza erogata dagli a 1400 MW), per cui la frequenza ha continuato a
impianti di produzione in funzione in quel momen- scendere e, quando ha raggiunto il valore di 47,5 Hz,
to in Italia. Gli eventi che hanno portato in poco più tutte le unità di generazione termiche rimaste in ser-
di 25∏30 minuti al blackout il sistema elettrico ita- vizio sono state disconnesse, provocando il definitivo
liano sono qui di seguito riassunti. Alle ore 3:01 si è blackout del Sistema Elettrico Italiano.
verificata l’apertura permanente della linea svizzera a La rialimentazione delle utenze ha richiesto tempi
Altissima Tensione Mettlen-Lavorgo a causa di un di poche ore nel nord Italia e di circa 20 ore in Sici-
guasto monofase a terra per contatto dei conduttori lia. Notevoli i disagi causati da una così prolungata
con un albero. interruzione della fornitura di energia elettrica. Circa
La perdita di detta linea ha determinato una ridi- 110 treni, con circa 30000 passeggeri a bordo e nelle
stribuzione della potenza importata in Italia nelle varie stazioni lungo la rete ferroviaria, sono rimasti
linee di interconnessione e soprattutto nella rete bloccati e successivamente ricoverati nelle stazioni
Carico non
Tempo di ripristino del
Data Paesi Popolazioni interessate alimentato
servizio elettrico
[MW]
18-2-1978 Francia 75% popolazione 28.500 alcune ore
27-12-1983 Svezia 8 milioni 11.400 7 ore
18-4-1988 Canada (Quebec) alcuni milioni di persone 15.000 9 ore
20-5-1993 Italia settentrionale alcuni milioni di persone 4.000 Alcuni minuti
Lazio, Molise, Campania, Basilicata,
24-8-1994 Italia meridionale 4.430
Calabria
10-8-1996 USA-Canada 7.5 milioni 30.390 9 ore
14-8-2003 USA-Canada 50 milioni 62.000 8-29 ore
23-9-2003 Danimarca - Svezia del Sud alcuni milioni 4.850 7 ore
28-9-2003 Italia 50 milioni 26.200 3-20 ore
04-11-2006 10 Paesi Europei 15 milioni 10.000 2 ore
Principali blackout verificatisi nel mondo negli ultimi 25 anni
(1) A 49,7 e 49,1 Hz, si ricorda che la frequenza di normale funzionamento degli apparecchi elettrici utilizzatori è di 50 Hz
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Il rischio di blackout
Linee di interconnessione con i paesi europei confinanti Operai al lavoro sui tralicci
più vicine; negli aeroporti alcuni voli sono stati can- dente originatosi in Germania e che ha provocato l’in-
cellati e altri hanno subito ritardi fino al ripristino terruzione della fornitura di energia elettrica a più di 15
della situazione. Difficoltà nella circolazione stradale milioni di utenti in 10 paesi. L’incidente non si è evo-
nelle grandi aree urbane, fortunatamente non molto luto in un vero e proprio blackout grazie alle procedu-
intensa dato l’orario, e blocco delle linee metropoli- re di sicurezza automatiche e manuali adottate dai vari
tane. Problemi per la rete della telefonia cellulare, in TSO (Transmission System Operator) europei. Si è
quanto le batterie delle stazioni radio–base sono state comunque trattato del più severo ed esteso disservizio
messe a dura prova dal perdurare della mancanza di accaduto alla rete elettrica europea in 50 anni di storia.
energia elettrica. Nelle strutture ospedaliere al L’evento si è originato nella Germania del nord. Alle
momento del blackout sono entrati in funzione i 21:38 il Transmission System Operator tedesco E.ON
gruppi elettrogeni autonomi, garantendo l’efficienza (la rete elettrica tedesca viene attualmente gestita da
dei servizi principali, tuttavia si è reso necessario l’ap- ben quattro TSOs differenti) metteva fuori servizio un
provvigionamento della nafta necessaria per mante- elettrodotto ad Altissima Tensione a doppia linea per
nere il funzionamento per un intervallo di tempo consentire il passaggio in sicurezza di una nave da cro-
prolungato; molti pazienti sono stati trasferiti da cli- ciera sul fiume Ems. L’elettrodotto, in quel momento,
niche private verso gli ospedali maggiori; identico trasportava una potenza elettrica di circa 1600 MW
problema si è presentato per strutture strategiche verso occidente e, con il suo distacco si sovraccaricava
quali questure, prefetture, comandi dei VVFF, palaz- un’altra linea ad Altissima Tensione di E.ON che alle
zi istituzionali, stabilimenti industriali (ove le lavora- 22:10 veniva distaccata dalle protezioni.
zioni a ciclo continuo hanno subito i danni maggio- Questo ulteriore fuori servizio innescava una serie
ri). Si è registrata carenza idrica in molte abitazioni di successivi scatti in cascata secondo un classico effet-
per il mancato funzionamento delle autoclavi, pro- to domino, tale da portare alla separazione in tre zone
blema che ha interessato anche ospedali, case di cura della rete UCTE. Secondo quanto dichiarato dall’UC-
private, carceri. Oltre 2000 gli interventi che i circa TE, che sta ancora investigando sull’accaduto, un defi-
7000 Vigili del Fuoco in servizio hanno compiuto cit di potenza di circa 10000 MW si è verificato nell’a-
nell’arco della giornata per soccorso a persone bloc- rea 1, comprendente tutta l’Europa occidentale. Tale
cate negli ascensori, messa in funzione di gruppi elet- sistema subiva un rapido crollo della frequenza che
trogeni, consegna di gasolio, ecc.. veniva bloccato solo dall’intervento dei relé alleggerito-
Tenuto presente che l’evento si è verificato in un ri di carico che distaccavano automaticamente una
giorno festivo ed in un periodo dell’anno in cui la notevole parte delle utenze industriali e civili ad una
temperatura è ancora piuttosto mite, con molte atti- frequenza di circa 49 Hz.
vità produttive interrotte o comunque ridotte, i Dopo l’alleggerimento automatico della potenza
danni registrati sono stati piuttosto limitati. alimentata, la frequenza è stata riportata al valore
nominale di 50 Hz dal personale addetto al controllo e
Il blackout del 4 novembre 2006 alla gestione della rete elettrica dei vari TSOs mediante
l’utilizzo di tutta la riserva di potenza disponibile nei
La sera del 4 novembre 2006 la rete elettrica euro- vari paesi. Secondo l’UCTE, le operazioni di re-sincro-
pea interconnessa è rimasta coinvolta in un serio inci- nizzazione delle tre aree hanno impiegato appena 39
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Il rischio di blackout
che a livello nazionale e locale possono comunque
garantire continuità nell’erogazione di energia elet-
trica, quelle industrie in grado di produrre generi di
prima necessità la cui presenza deve essere sempre
assicurata; gli ospedali civili e militari di più imme-
diato impiego; i mezzi di trasporto per evacuare le
persone coinvolte da un’emergenza.
Attore principale in queste tipologie di eventi è la
Difesa Civile, vale a dire quel complesso di misure da
predisporre e di attività da compiere per fronteggiare
emergenze determinate sia da eventi naturali, sia da
incidenti involontari e casuali, che da disastri intenzio-
Separazione della rete UCTE avvenuta il 4 novembre 2006
nalmente provocati da uomini.
minuti mentre il completo ritorno ad uno stato nor- La Difesa Civile agisce nel rispetto dei compiti e
male di esercizio in tutte le zone interessate è avvenuto delle attribuzioni devolute ai vari organi statali e non
dopo 2 ore dal primo evento. statali, sviluppando attività preventive e di coordina-
mento e garantendo l’ordine e l’economicità nel lavoro
Gli aspetti strategici del rischio blackout dello Stato e del Governo; essa costituisce il pilastro
organizzativo del Paese, rappresentando il più significa-
Un blackout elettrico come quelli sopradescritti è tivo “deterrente”per un possibile nemico. Il livello di
conseguente ad un guasto tecnico, purtuttavia la rete “efficienza” di un’organizzazione di difesa civile, per-
elettrica nazionale si mostra alquanto vulnerabile agli tanto, è determinato dalla “prontezza” con cui vengo-
attacchi terroristici di varia natura (si pensi ai cosiddet- no applicate le misure previste, dalla “quantità” e “qua-
ti “ecoterroristi”), tenendo anche presente la dipenden- lità” del personale e dei mezzi a disposizione insieme
za dall’estero per i fabbisogni energetici. In tale conte- alla durata delle “operazioni di ripristino”. Occorre,
sto, per prevenire o comunque ridurre le conseguenze quindi, bandire ogni forma di improvvisazione e pro-
negative è necessario: cedere sempre nel rispetto di accurate predisposizioni
• ipotizzare tempestivamente scenari che potrebbero che discendano da oculate e sperimentate pianificazio-
produrre stati di crisi, e cercare attraverso vie diplo- ni; questo per poter affrontare con tempestività e deci-
matiche di rimuovere le cause di pericolo prima che sione l’emergenza ed evitare il disordine ed il conse-
provochino risultati violenti; guente spreco di energie e cattiva utilizzazione delle
• promuovere e incoraggiare la formazione del perso- strutture disponibili.
nale della Pubblica Amministrazione e degli stu-
denti nel campo della Difesa Civile, in particolare Conclusioni
nel saper affrontare situazioni di estrema emergenza
come un black-out elettrico o un attacco NBC I disservizi elettrici del 28 settembre 2003 e del 4
(Nucleare-Biologico o Chimico); novembre 2006, sono significativi per dare un quadro
• sensibilizzare i responsabili di strutture pubbliche sulla vulnerabilità dell’Italia riguardo la fornitura di
quali ospedali, scuole ecc. nell’attuazione di eserci- energia elettrica. Le conseguenze, ampiamente descrit-
tazione dei piani di evacuazione degli stabili; te, sono state: disagi alla popolazione; arresto di molte
• favorire l’addestramento dei capi famiglia per attività produttive con conseguenti danni economici;
affrontare situazioni di pericolo; disagi nei trasporti; tempi di ripristino del servizio elet-
• facilitare l’acquisto da parte dei cittadini di quelle trico da 2 a 20 ore.
attrezzature necessarie per affrontare le conseguenze Sotto il profilo strategico è importante coinvolgere
ad esempio di un blackout elettrico (installazione di maggiormente i cittadini in tema di emergenza e Dife-
sistemi di illuminazione di emergenza domestici, sa Civile ed armonizzare ulteriormente la normativa in
piccoli gruppi elettrogeni, serbatoi per l’acqua, stufe materia di Difesa Civile e Protezione Civile, per costi-
a legna o a combustibili alternativi); tuire una struttura per quanto possibile unitaria anche
• saper individuare per ogni contesto di crisi: vie di considerando che gli strumenti operativi per affrontare
fuga che vanno da quelle all’interno di una casa a le grandi calamità o gli atti di terrorismo sono in gran
quelle locali e nazionali, gli impianti di produzione parte gli stessi.
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