ESTORAGE, una gestione intelligente dell’energia

Il progetto ha recentemente reso pubblici alcuni primi risultati, indicando l’impressionante quantità di 2 291 GWh di capacità di accumulazione di energia realizzabile mediante le centrali idroelettriche con impianti di accumulazione nei siti già esistenti. È oltre sette volte di più rispetto alla capacità delle centrali con gli impianti di accumulazione già presenti in Europa.

I siti si trovano in tutta l’Unione Europea, oltre che in Norvegia e in Svizzera. Solo il sud della Norvegia possiede il 54 % della capacità di accumulazione totale individuata dallo studio, ovvero 1 242 GWh. Sulle Alpi si trova un altro 13 % o 303 GWh tra Austria, Italia, Francia e Svizzera, e 9 GWh nelle Alpi tedesche. Il 5 % della capacità potenziale totale nella zona esaminata dallo studio si trova nei Pirenei, in Francia e Spagna, con 118 GWh.

Generare elettricità trasferendo l’acqua tra bacini idrici a diverse altezze è considerato il modo più conveniente e flessibile per l’accumulazione di elettricità nella scala dei GWh. Le centrali con impianti di accumulazione sono la soluzione ideale per rispondere ai frequenti cambiamenti di scarsità e surplus di energia elettrica, perché generano o assorbono gli eccessi a seconda delle necessità; con sistemi moderni in grado di avviare le pompe o le turbine in appena 30 secondi.

Nel corso dello studio, sono stati identificati dei potenziali siti per nuove centrali di questo tipo, usando un modello di Sistema di informazione geografica (SIG) che impiega una selezione, ad alto livello, specifica della regione e non del paese e prendendo in considerazione solo coppie di bacini idrici già esistenti, perché è molto più vantaggioso dal punto di vista economico collegare bacini già esistenti piuttosto che costruirne di nuovi. Questi siti sono poi stati ulteriormente esaminati da esperti nazionali attraverso criteri specifici della regione e del paese, rispetto a una lista di potenziali siti classificati a seconda del loro potenziale di accumulazione totale teorico e realizzabile.

La sfida dell’integrazione delle rinnovabili

Anche se le rinnovabili, come l’energia eolica e solare, rappresentano una quota crescente dell’output di energia mondiale, la loro imprevedibilità indebolisce la stabilità totale della rete. La difficoltà di integrare le energie rinnovabili nella rete è dovuta alla loro natura intermittente unita al problema dell’accumulo dei surplus da usare nei periodi di picco della richiesta.

Anche se le centrali con impianti di accumulazione permettono una flessibilità di equilibrio del carico più conveniente rispetto agli impianti tradizionali, come quelli alimentati a energia nucleare o a carbone, le normali centrali con impianti di accumulazione sono limitate dal fatto che possono regolare l’energia solo nella modalità di generazione. Il progetto ESTORAGE sta esaminando la fattibilità tecnica ed economica di un cambiamento delle esistenti centrali a velocità fissa in una tecnologia a velocità variabile, che porterebbe flessibilità anche alla modalità di pompaggio.

Qui la velocità viene modificata mediante un convertitore di frequenza con un cambiamento dello scarico/energia. Con una velocità fissa c’è solo un punto in funzione per una data carica e quindi in effetti le centrali hanno una flessibilità operativa limitata, nella quale le pompe possono o funzionare a piena capacità o essere disattivate. La tecnologia a velocità variabile, già in uso da diversi anni, in particolare in Giappone, si adatta bene alla veloce espansione delle fonti di energia rinnovabili, compensando le fluttuazioni.

Una gestione più intelligente dell’energia europea

La rete elettrica dell’UE dovrà essere sottoposta a modifiche senza precedenti, in termini di capacità, per soddisfare l’aumento della domanda e per essere in grado di integrare le rinnovabili in modo da raggiungere gli obiettivi relativi ai cambiamenti climatici. Infatti, il piano strategico per le tecnologie energetiche (SET) dell’UE delinea la visione secondo la quale l’energia eolica contribuirà fino al 20 % e l’energia solare fino al 15 % dell’erogazione totale di energia dell’UE entro il 2020.

L’approccio di ESTORAGE, che consiste nel rinnovare le centrali con impianti di accumulazione, permette di evitare i costi legati alla costruzione di nuove centrali e gli otto o dieci anni necessari per il loro sviluppo. Questo vantaggio è particolarmente significativo in relazione all’ambizione del progetto di sviluppare soluzioni che potrebbero permettere di trasformare il 75 % delle centrali idroelettriche, con impianti di accumulazione, in centrali a velocità variabile. Si stima che si possono ottenere fino a 10 GW di capacità aggiuntiva di regolazione, mediante un significativo ammodernamento senza alcun impatto ambientale.

Il progetto, che dovrebbe concludersi l’anno prossimo, sta esaminando anche sistemi supplementari come l’aggiornamento dell’infrastruttura IT per ottenere un sistema flessibile e in tempo reale rispetto ai sistemi nazionali. Inoltre il progetto creerà un modello di business fattibile che ne permetterà un suo impiego in tutta Europa attraverso lo studio degli elementi che attualmente ostacolano le tecnologie energetiche flessibili sul mercato e nei regimi normativi.

Link al sito del progetto: