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Una marea ci salverà!

La gente crede a qualunque cosa, se gliela si bisbiglia.

(Herbert V. Pronchnow)

Ritorno sul tema delle energie rinnovabili (ovvero di un approccio critico e realistico alle stesse) perché mi era stato segnalato da un amico questo interessante articolo dell’ENEA: “Energia elettrica dalle maree”, legato allo sfruttamento dei moti periodici che la natura mette a disposizione nel mare.

Sarà vera gloria?

Vediamo di capirci qualcosa in più, partendo (come è sempre opportuno) dall’ABC e senza saltare subito alle conclusioni.

No, non la Fiat Marea!

No, non la FIAT MAREA! (Fonte: Wikimedia Commons)

La marea

Definizione Wikipedia:

Un moto periodico di ampie masse d’acqua (oceani, mari e grandi laghi) che si innalzano (flusso, alta marea) e abbassano (riflusso, bassa marea) anche di 10-15 metri con frequenza giornaliera o frazione di giorno (solitamente circa ogni sei ore, un quarto di giorno terrestre).

A cosa si deve tale moto? Fondamentalmente a due fattori: l’attrazione gravitazionale della Luna, e la forza centrifuga del sistema Terra-Luna che ruota (il famoso effetto giostra nel sentirsi “proiettati all’esterno”).

L’ampiezza della marea (differenza tra alta e bassa marea) non è uguale in tutto il globo terrestre, ma dipende da vari fattori come la morfologia del territorio e fenomeni meteorologici. Nei mari interni come il Mediterraneo, ad esempio, questa ampiezza non è rilevante; mentre è celeberrimo il caso dell’isolotto Mont Saint-Michel, laddove raggiunge 14 metri.

Mont Saint-Michel (Francia): marea con ampiezza 14 metri

Mont Saint-Michel, Francia (Fonte: Wikimedia Commons)

Alquanto interessante è ciò che accade nei pressi degli stretti, dove le maree sono in grado di creare correnti di una certa entità. Nello Stretto di Messina, ad esempio, si generano “correnti di marea” che corrono periodicamente (ogni sei ore) ora in un senso ora nell’altro. Veri e propri “venti sottomarini”, insomma.

Energia maremotrice

L’idea di sfruttare l’ampiezza delle maree per le attività umane non è certo recente, ma risale all’antichità, e ai cosiddetti “Mulini a marea”. Il primo fu installato a Dover (Inghilterra) nel 1086!

Al giorno d’oggi esistono due sistemi principali per produrre energia elettrica dalle maree.

Il primo è mediante “Impianti a barriera”:

La centrale maremotrice di Saint Malo, Francia

La centrale maremotrice di Saint Malo, Francia (fonte: Wikipedia)

In questi sistemi l’acqua affluisce e defluisce in un vasto bacino, passando in tunnel (barriere) dotati di turbine e generatori. Il passaggio dell’acqua muove le turbine e genera la corrente elettrica. Si sfrutta sia il moto verso terra (marea crescente) che il moto verso mare (marea calante).

Questo sistema presenta alcuni svantaggi di rilievo quali l’elevato impatto ambientale, la discontinuità della produzione, ed i costi elevati. Difficile pensare che possano rappresentare un’alternativa concreta…specie nel nostro paese, dove l’ampiezza di marea è abbastanza scarsa.

Molto più interessante, quindi, è il secondo sistema:

Sistemi che sfruttano le correnti marine

In questi casi si utilizzano le già citate correnti di marea per mezzo di turbine marine. Come fossero pale eoliche, ma in acqua… col grande vantaggio di non richiedere barriere costruite presso la costa.

In Italia, i tre sistemi di tal fatta che hanno superato la fase di prototipo sono:

Vediamoli brevemente.


Il Kobold

Non si tratta dell’aspirapolvere di una nota casa tedesca specializzata nelle vendite porta a porta, ma di una piattaforma del diametro di 10 metri, installata da oltre dieci anni a 150 metri dalla spiaggia di Ganzirri (Messina):

La piattaforma Kobold (fonte: fare clic su foto)

La piattaforma Kobold (fonte: fare clic su foto)

La piattaforma è ancorata al fondo marino con 4 cavi di lunghezza variabile da 18 a 35 metri. Sotto ad essa, e solidale ad essa, è un rotore a pale verticali di 6 metri di diametro, in grado di generare una potenza di 25 kW quando la corrente di marea è al suo apice (2 metri al secondo).

Il Kobold è stato allacciato alla rete elettrica nazionale nel 2005 mediante un cavo sottomarino. E’ quindi l’unico dei sistemi qui presentati ad essere già in fase di pre-produzione.

Questa esperienza ha permesso alla Ponte di Archimede SpA (detentrice del brevetto) di ottenere un finanziamento dall’ONU per realizzare un secondo impianto, che è stato venduto al governo indonesiano. E’ costato 6 milioni di euro, ed è operativo nell’isola di Lombok.

Il Sea Power

Prodotto dalla Fri-El Green Power, consta di un corpo galleggiante ancorato al fondo marino, cui sono collegati alcuni “filari” che recano turbine ad asse orizzontale (e non verticale come nel Kobold).

Fri-El Sea Power (fonte: fare clic)

Fri-El Sea Power (fonte: fare clic su foto)

Ciascun “filare” è in grado di orientarsi autonomamente nel verso della corrente.

Il moto delle turbine è trasmesso attraverso il “filare” stesso ad un generatore collocato sul corpo galleggiante. Un cavo sottomarino provvede poi a trasferire la corrente elettrica alla terra ferma.

Nel 2009 è stato testato un prototipo sempre nello stretto di Messina, in grado di generare 20 kW. 

Il GEM o aquilone del mare

Il "GEM" (fonte: fare clic)

Il “GEM” (fonte: fare clic su foto)

Questo progetto è stato sviluppato in seno al gruppo di ricerca ADAG (Aircaft Design & AeroflightDynamics Group) dell’Università di Napoli “Federico II”.

Si tratta di una turbina autonoma ad asse orizzontale, da installare a circa 12 metri di profondità, ancorata al fondo del mare.

Si orienta da sé nel verso della corrente, proprio come un aquilone.

Il generatore è collocato nello scafo galleggiante del GEM, ed è collegato alla rete elettrica mediante un cavo parallelo a quello di ormeggio.

La Regione Veneto ha contribuito alla realizzazione del primo prototipo in scala reale, dal peso totale 10700 chili. Installato due anni fa nella laguna di Venezia, ha prodotto i “soliti” 20 kW.


Vantaggi

I tre sistemi qui presentati (ed altri ideati nel resto del mondo) non sono invasivi come le barriere, non producono rumore come le pale eoliche, non sono “brutti” e visibili come i pannelli fotovoltaici.

Inoltre, le correnti di marea – dipendendo dalle fasi lunari – sono prevedibili con una certa sicurezza. Cosa che non può dirsi, ad esempio, per i capricci di sole e vento nel caso di fotovoltaico ed eolico.

Non è fantastico??

Mia moglie mi definisce “inguaribile pessimista”, mentre io preferisco pensare di essere realista.

Quando una soluzione tecnico/scientifica viene descritta in poche righe come fosse la panacea di tutti i mali, sento subito puzza di bruciato.

Perché? Perché si parla solo dei benefici… o delle lungaggini burocratiche per ottenere i permessi… quando invece, personalmente, vorrei sentire risposte oggettive ai problemi concreti che seguono.

⇒1. Quanto costano?

Non sono riuscito a trovare informazioni sufficienti riguardo al costo di questi sistemi.

E spero che la media non sia quella del Kobold indonesiano!!

Eppure sarebbe interessante conoscerlo, questo costo… giusto per fare il classico “conto della serva”, e capire in quanto tempo (a “botte” di 25 kW di picco) sarebbero in grado di ripagarsi.

⇒2. Sono affidabili?

L’ambiente marino, si sa, non è propriamente amico di materiali metallici e affini. Qualche problemuccio in tal senso non è mancato nemmeno nell’impianto messinese del Kobold, nonostante la sua relativamente giovane età.

Sempre dall’esperienza Kobold, s’è scoperto che le lame delle turbine devono essere periodicamente ripulite, in quanto l’ambiente marino è altamente attivo. Se è vero che un po’ di manutenzione è inevitabile in qualunque tipo di impianto, è anche vero che farla in acqua con sub attrezzati è sicuramente più difficoltoso (e costoso).

⇒3. Producono a sufficienza?

Diciamocelo francamente: 25 kW non sono granché. E’ la potenza necessaria a otto abitazioni a pieno carico, più o meno.

Se poi lo zio Peppino ha anche una piccola officina con un tornio e due mole, le altre sette case stanno al buio.

Certo, si possono piazzare in acqua più turbine. Moltiplicando, però, i potenziali problemi qui elencati, che a maggior ragione richiedono una risposta.

⇒4. Producono con continuità?

Abbiamo detto che la produzione di energia elettrica con questi sistemi è perfettamente prevedibile. Ma “prevedibile” non vuol dire “continua”.

Le correnti di marea seguono cicli di sei ore, durante le quali raggiungono un picco, calano, si fermano, e si invertono.

Significa che i famigerati 25 kW non solo sono pochi, ma vengono anche erogati poche volte al giorno!

Come abbiamo visto nel primo articolo, la nostra società è basata interamente su una disponibilità continua di corrente elettrica – e non solo nelle case, ma soprattutto a livello di industrie, ospedali, data center, reti ferroviarie… e se oggi la diamo per scontata, è perché le interruzioni di corrente sono molto rare.

Una rete elettrica con tasso rilevante di fonti discontinue, invece, è come un aeroplano lei cui eliche girano a singhiozzo: sput!-sput!-sput!, e prima o poi cade. Immaginate se le interruzioni elettriche fossero la regola, e non l’eccezione!

[ Apro una parentesi: il “bene informato” di turno asserirà che si risolve tutto con la smart gride cioè una rete elettrica “intelligente” regolata da computer e in grado di gestire la distribuzione tenendo conto dei consumi.

La smart grid agisce come un Robin Hood dell’energia, che temporaneamente ruba ai ricchi (chi non ha bisogno in quel momento) per dare ai poveri (chi ha un picco di richiesta). La smart grid interviene anche in caso di calo produttivo locale, ad esempio quando cessa il vento e la pala eolica si ferma.

Splendida idea, nevvero?

Per funzionare, però, una smart grid deve monitorare in tempo reale i consumi di tutte le apparecchiature, ricevendo ed inviando dati.

In pratica è come se ogni elettrodomestico di casa venisse messo sotto controllo telematico. Io personalmente in casa ne ho nove (tre televisori, un micro-onde, un forno tradizionale, un frigorifero, un congelatore, un ferro da stiro, e il Kobold stavolta inteso come aspirapolvere) e mi immagino questo numero moltiplicato per ogni abitazione della mia città e connesso ad una super-rete intelligente.

Non ci vuole Bill Gates per capire che si tratta di un sistema complesso, costoso, che interferirà con altri dispositivi nelle case e nelle industrie, porrà problemi di inquinamento elettromagnetico, e dovrà sicuramente essere protetto dai soliti hackers.

Forse, conveniva investire tempo e ricerca su questi sistemi, anziché sui pannelli fotovoltaici e compagnia cantante. Ma come sempre si mette il carro davanti ai buoi. ]

⇒5. Sono invasivi?

Scafi, piattaforme, turbine, cavi, elettrodotti:  qual’è l’impatto di queste strutture sulle attività marittime?

Pensiamo alla navigazione costiera, al turismo, e alla pesca…

L’aquilone del mare (o chi per lui) non è un pacco postale che posso spostare dove mi fa più comodo: o ci sono correnti, o non ce ne sono! Di Stretto di Messina ne esiste uno solo.

Il “solito” portale Tze Tze fornisce anche un’improbabile alternativa agli scomodi elettrodotti sottomarini:

Se per l’elevata distanza del sito dalla costa questa operazione non sia possibile, gli ingegneri ipotizzano l’uso dell’energia per la produzione di idrogeno, che andrebbe poi trasportato a terra con le navi.

Non so voi, ma io proprio non riesco a vederle, navi cariche di idrogeno che fanno la spola tra corpi galleggianti e terra ferma!

⇒6. Creano danni all’ambiente?

Che impatto hanno sull’ecosistema marino?

Beh, qui una risposta di massima c’è già, ed è: non si sa. 

Perché la tecnologia è ancora troppo recente.

Il che, a pensarci bene, riassume al meglio tutti i dubbi.

Morale della favola

Supponiamo che io sia l’allenatore di una squadra di calcio.

Al parco giochi vedo un bimbo di sette anni che se la cava proprio bene col pallone. A quell’età lì, ha già una buona padronanza della palla! Come si muove, come scarta gli altri bimbi, come sa gestire il possesso…

Però ha sette anni!

Quando potrà essere utile per la squadra?

Se mantiene le promesse (e non è scontato), forse tra dieci anni, di sicuro non meno.

Oggi come oggi, può giusto portare il Gatorade.

Ho reso? 🙂

 

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