Un elemento indispensabile per la vita sul nostro Pianeta è indubbiamente l’acqua. Essa ricopre circa il 70% della superficie del nostro Pianeta ed è essenziale per la sopravvivenza degli organismi viventi, la regolazione del clima e la vita.
Per millenni, l’uomo ha sfruttato la forza dell’acqua per macinare il grano, far funzionare i mulini e compiere lavori pesanti. Ma è stato nel 1848 che l’ingegnere James B. Francis ha segnato una svolta epocale, inventando il primo sistema della storia in grado di sfruttare la forza dell’acqua per produrre energia elettrica. Si tratta della prima turbina idraulica, capace di trasformare l’energia cinetica dell’acqua in movimento in energia meccanica, successivamente convertibile in energia elettrica.
Questa invenzione ha portato a ideare sistemi per la generazione di energia elettrica pulita e alla realizzazione, nel 1882, della prima centrale idroelettrica negli Stati Uniti. L’Italia non è stata da meno: nel 1895, a Paderno d’Adda, è entrata in funzione la prima centrale idroelettrica del Paese, dando il via a un lungo percorso verso l’energia pulita e rinnovabile!
Un focus sulle tipologie di impianti
Le centrali idroelettriche sono dotate di impianti in grado di trasformare l’energia idraulica di un corso d’acqua, naturale o artificiale, in energia elettrica rinnovabile.
Esistono tre tipologie di centrali: ad acqua fluente, a bacinooad accumulazione.
Nelle centrali ad acqua fluente, sfruttandoil flusso naturale di un fiume o di un torrente, l’acqua viene incanalata verso le turbine per poi essere reimmessa nel flusso naturale.
Nelle centrali a bacino, l’acqua di uno o più corsi viene accumulata in un bacino, naturale o oppure una diga artificiale realizzata tramite uno sbarramento, per poi fluire tramite condotte forzate verso leturbine, per poi essere reimmessa nel flusso.
Le centrali ad accumulazione (o di pompaggio), prevedono la presenza di due serbatoi, uno a monte e uno a valle. Il serbatoio a monte funziona come nelle centrali a bacino, quindi l’acqua viene fatta confluire verso il basso per attivare le turbine che generano energia. Al termine del processo l’acqua viene fatta convogliare nel bacino a valle dal quale, nei momenti in cui c’è meno richiesta energetica, sfruttando le turbine come sistema di pompaggio, la centrale riporta l’acqua nel bacino a monte.
Come si fa a ricavare energia dalle centrali idroelettriche?
All’interno delle centrali idroelettriche sono presenti 3 diversi elementi che, insieme, permettono di sfruttare la forza dell’acqua per produrre energia elettrica:
1. le turbine idrauliche;
2. il generatore elettrico rotante;
3. il trasformatore.
Attraverso un’opera di sbarramento artificiale, l’acqua viene fatta convogliare verso un serbatoio o bacino d’acqua. Successivamente l’acqua, attraverso dei canali, viene condotta forzatamente verso le turbine idrauliche che, ruotando, generano energia meccanica che viene convertita in energia elettrica tramite un generatore elettrico rotante. Al termine del processo, l’acqua torna al flusso originale o, nel caso delle centrali ad accumulazione, al bacino a monte. La corrente elettrica ottenuta, prima di essere convogliata nelle linee di trasmissione, passa attraverso il trasformatore che ne abbassa l’intensità, elevando però la tensione.
Centrali idroelettriche: un po’ di dati
Ben il 39% del contributo alla produzione complessiva di energia elettrica rinnovabile prodotta in Italia nel 2021 è derivato dagli impianti idroelettrici: è quanto emerge dal Rapporto statistico rilasciato dal Gestore Servizi Energetici – GSE nel 2023. Nello stesso anno, sul territorio si contavano ben 4.646 impianti con una capacità installata di 19.172 MW e una produzione di energia pari a 45.388 GWh.[1]
Stando ai dati rilasciati da Terna[2], nel 2022 in Italia, su una produzione totale di 283.953,03 GWh, ben 30.290,74 GWh di energia (il 10,7%) sono stati prodotti da centrali idroelettriche.
Dai dati emerge come nel 2021 ben l’81,2% degli impianti idroelettrici era localizzato nelle regioni settentrionali, in particolare 1.018 impianti in Piemonte, in Trentino Alto Adige 587 nella provincia di Bolzano e 280 nella provincia di Trento e 721 impianti in Lombardia.
Scendendo verso il meridione, invece, emergono l’Abruzzo con 75 impianti, la Calabria con 60 impianti e l’Umbria con 49 impianti.
Questo perché, grazie alla presenza della dorsale appenninica e dell’arco alpino, la conformazione fisica del territorio italiano in questi territori garantisce forti pendenze del terreno, decisive per avere impianti ad alta produttività.
A livello globale, invece, secondo quanto riporta l’International Energy Agency – IEA[3], nel 2022 la produzione di energia idroelettrica ha raggiunto i 4.300 TWh, confermandosi la più grande fonte rinnovabile di elettricità al mondo, generando più energia di tutte le altre tecnologie rinnovabili messe insieme!
Con le tecnologie attuali, infatti, l’idroelettrico si conferma una fonte energetica estremamente efficiente, in grado di convertire quasi il 90% dell’energia dell’acqua in elettricità pulita. Questo valore, però, subisce fortemente le influenze del cambiamento climatico che, negli ultimi anni, ha causato lunghi e importanti periodi di siccità nei maggiori Paesi produttori di energia idroelettrica come Canada, India, Cina, Europa occidentale e Stati Uniti.
A ciò si aggiunge il fatto che la maggior parte delle centrali idroelettriche attualmente in funzione (circa il 40%), sono state create tra gli anni ‘60 e ‘80 e quindi non funzionano in modo totalmente efficiente, in quanto hanno necessità di importanti ammodernamenti e ristrutturazioni per mantenere o migliorare le loro prestazioni e aumentare la loro flessibilità.
Secondo il rapporto “World Hydropower Outlook 2024” [5], nel 2023 l’Asia si è confermata il continente leader nella produzione di energia idroelettrica, con una capacità installata di ben 728 GW e 2.017 TWh di energia prodotta. La Cina, da sola, ha contribuito con oltre 6.400 MW di nuove installazioni.
L’Europa segue a distanza, con una capacità installata di 259 GW e una produzione elettrica di 637 TWh. Anche in America, sia Nord che Sud, l’idroelettrico ha ricoperto un ruolo significativo, con una capacità di 206 GW e una produzione di 645 TWh di energia a Nord e una capacità di 181 GW e 728 TWh di energia elettrica prodotta al Sud.
L’Africa presenta ancora una capacità installata ancora limitata di 42 GW rispetto al suo reale potenziale, con una produzione elettrica di 158 TWh.
Vantaggi e svantaggi impianti idroelettrici
L’energia idroelettrica è flessibile, efficiente, duratura e pulita!
È fondamentale evidenziare che le centrali idroelettriche non provocano emissioni gassose o liquide che possano inquinare l’aria o l’acqua, anzi, rispetto ai sistemi tradizionali che utilizzano combustibili fossili, si riducono le emissioni di anidride carbonica di 670 g per ogni kWh di energia prodotta!
A questo si aggiunge il fatto che, oltre a creare posti di lavoro e a favorire lo sviluppo economico locale, queste centrali sono facilmente adattabili alle nuove esigenze e presentano costi di manutenzione relativamente bassi.
Si tratta, inoltre, di una tecnologia affidabile e collaudata, che presenta una storia e un’affidabilità secolare ed enormi vantaggi in termini di contrasto al riscaldamento globale e all’inquinamento.
Tra gli svantaggi sono da annoverare gli elevati costi d’investimento necessari per l’avviamento e l’ammodernamento, oltre al possibile impatto ambientale derivante dalla creazione di un bacino artificiale: questo processo, infatti, implica una importante modifica e alterazione degli ecosistemi locali a causa della deviazione dei corsi d’acqua e la creazione di zone di accumulo prima inesistenti.
Nonostante la crescita delle energie rinnovabili, sono necessari sforzi maggiori per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e riuscire a raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione stabiliti alla COP28, la Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici del 2023: è quanto emerge dalle statistiche sulle energie rinnovabili 2024, pubblicate dall’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili – IRENA. Triplicare le rinnovabili e raddoppiare l’efficienza energetica entro il 2030 rappresentano le sfide principali per il prossimo futuro[3]: per realizzare l’obiettivo di aumentare l’energia rinnovabile installata almeno a 11 TW entro il 2030, infatti, il mondo dovrà ora aumentare la capacità delle energie rinnovabili a un tasso minimo del 16,4% annuo, pari a 26 GW, fino al 2030.
Tra tutte le opzioni energetiche a basse emissioni di carbonio, l’energia idroelettrica è la soluzione migliore poiché offre l’approccio più versatile ed economico tra le varie soluzioni disponibili: per questo motivo è essenziale investire sia in nuove centrali idroelettriche che nella modernizzazione delle capacità delle più vecchie, che ne potrebbe addirittura comportare un possibile aumento di capacità pari a circa il 10%.
C’è però bisogno di maggiori investimenti in questo settore: nel 2022 hanno raggiunto i 500 miliardi di dollari, ma per quanto si tratti di una cifra altissima, rappresenta ancora meno del 40% dell’investimento medio necessario ogni anno fino al 2030!
L’energia idroelettrica rappresenta una soluzione vincente e soprattutto necessaria per la riduzione dei combustibili fossili, delle emissioni di CO2 e per combattere concretamente il cambiamento climatico.
Wonety nasce dalla volontà di promuovere il cambiamento e creare un mondo migliore per le generazioni future. Per questo ci impegniamo ogni giorno per aiutare le persone a compiere scelte consapevoli ed ecologiche in campo energetico, affiancandole nella scelta di fornitori e soluzioni energetiche che facciano bene sia ai loro risparmi che all’ambiente.
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ELENCO DELLE FONTI
[1]https://www.gse.it/documenti_site/Documenti%20GSE/Rapporti%20statistici/Rapporto%20Statistico%20GSE%20-%20FER%202021.pdf – da pag. 72 a 82.
[2]https://www.terna.it/it/sistema-elettrico/statistiche/evoluzione-mercato-elettrico/produzione-energia-elettrica-fonte
[3]https://www.iea.org/energy-system/renewables/hydroelectricity
[4]https://www.hydropower.org/publications/2024-world-hydropower-outlook
[5]https://acrobat.adobe.com/id/urn:aaid:sc:US:bfa7ae64-05ea-49bb-bd46-95afa6b348d0 – pag. 37 e seguenti
