Gli accumuli di energia elettrica: una forza conservata

In natura l’acqua va sempre verso il basso per la forza di gravità, ma l’acqua può andare anche verso l’alto, oltre il suo livello primario e se questo avviene è perché una forza superiore alla forza di gravità l’ha spinta verso l’alto. L’acqua accumulata ad un certo livello di battente possiede una energia potenziale.

Lo hanno ben capito i nostri antenati e molto di più i nostri vecchi in Valle quando hanno cercato o creato delle conche o delle dighe per accumulare l’acqua caduta dal cielo. I nostri antenati avevano poi ben capito che quando una grande massa d’acqua posta ad un certo livello di colpo scendeva a Valle la sua tremenda forza causava gravi danni. L’energia potenziale è l’energia dell’acqua silente e cheta che sta a monte , ma quando scende a Valle  essa si trasforma in energia cinetica e più è il dislivello tra l’alto e il piano più scatena la sua forza . I nostri vecchi con la tecnica hanno domato “ la bestia idraulica ”obbligandola a scorrere in canali o in condotte d’acciaio  per poi,  tramite delle ruote con pale,  trasformare il movimento rotatorio in energia meccanica su un asse.  

Quando l’acqua ha fatto il suo lavoro se ne va e si fa docile perché la sua energia potenziale causata dalla forza di gravità è ormai esaurita, l’acqua si fa quieta  e  stagna formando laghi e  mari.  In essa c’è ancora qualcosa di prezioso e anche se l’energia potenziale è pressocché nulla, ripompando quell’acqua ad una diversa altezza essa acquista di nuovo una energia potenziale che poi scendendo la restituirà in energia cinetica. Questo giochetto la natura lo fa con il sole, ma lo possiamo fare anche noi umani con il pompaggio. Il sole lo fa utilizzando  la sua energia dovuta alla fusione nucleare, con il pompaggio siamo noi che dobbiamo fornire questa energia. Il giochetto del “ su e giù “ è costoso  ed è un poco negativo se guardiamo la potenza fornita e quella resa, ciò a causa di perdite di carico e di attriti meccanici. Ma nel nostro universo economico le cose cambiano, in particolare se il “giochino” viene fatto in tempi o ore opportune. Questo ciclo che appariva negativo risulta positivo economicamente e conviene attuarlo.

Se si ha tanta energia elettrica in momenti notturni a causa di molta produzione e poco consumo, questo surplus di energia  si può usare per pompare l’acqua in alto nei bacini per poi sfruttarla nelle ore di punta dove il costo dell’energia è maggiore. Oggidì il sistema di pompaggio dell’acqua per produrre energia elettrica sembra essere una soluzione poca praticata in Italia. L’accumulo di energia, oltre a consentire l’equilibrio del consumo di energia nei momenti di punta  e sopperire agli inevitabili squilibri della produzione energetica, bilancia anche  i carichi in rete  compensando così le variazioni di frequenza e i livelli di tensione in rete.  I gruppi di pompaggio sono dei generatori di riserva flessibili e pronti ad erogare o assorbire energia in rete in eccesso prodotta dalle centrali nucleari notoriamente poco flessibili poiché per la loro resa e per il loro funzionamento ottimale devono mantenere un carico pressocché costante.

Gli impianti di pompaggio sono andati in disuso a causa delle centrali a gas a ciclo combinato, anche loro sono in grado  di seguire le variazioni della domanda molto rapidamente ma bruciano gas, energia non rinnovabile,  e sono soggetti a grande usura che ne delimitano la durata. Oggidì si stanno rivalutando i sistemi di pompaggio, lo svantaggio di questi impianti è il loro costo assai rilevante e necessitano di essere installati in luoghi particolari e adatti al loro scopo.  I sistemi di pompaggio, insieme ai sistemi di accumulo  di energia del tipo elettrochimico ( batterie ),  pur avendo un bilancio energetico negativo permettono di flessibilizzare la domanda e l’offerta, specialmente  con l’entrata in funzione di estesi campi eolici e fotovoltaici specie nel Mezzogiorno. Una buona e seria Politica dovrebbe incentivare questi sistemi di accumulo .  

I sistemi di pompaggio  appartengono per il 90 % all’Enel , ma il gestore dell’energia in rete è la Terna e dove esiste una centrale idroelettrica è talvolta  possibile (  con modifiche di impianto quali il serbatoio di acqua d’accumulo inferiore  e con generatori e turbine reversibili ) realizzare anche il pompaggio. Per il momento il sistema di pompaggio per l’accumulo di energia  e i sistemi di accumulo del tipo elettrochimici, per il loro costo,  si pongono fuori mercato, tuttavia questa è la strada giusta  per sostenere le energie pulite. Forse gli attuali gestori idroelettrici di Valtellina, con le loro numerose centrali  e dighe potrebbero, dopo studi di fattibilità e costi, studiare  e costruire qualche impianto di pompaggio, così come hanno realizzato le encomiabili società del passato impianti per la generazione di energia sfruttando le acque in caduta e talvolta usando il pompaggio per il ricupero delle acque da vallette residuali o da bacini d’acqua a livello diverso. Un esempio è l’impianto  idroelettrico di produzione e di pompaggio Avio Edolo . L’attività della centrale è divisa in due fasi: quella della produzione dell’energia elettrica durante il giorno e la fase di pompaggio dell’acqua utilizzata nella fase diurna pompata nel lago di Avio  durante la notte o in tempi diversi . La produzione con l’utilizzazione dell’acqua accumulata durante il pompaggio di 1000 ore all’anno è di 737 GWh , mentre l’energia  assorbita dal pompaggio  è di 1021 GWh  per cui il rendimento dell’impianto  risulta  circa  lo 0,72.     

Ezio (Méngu)