Generazione Distribuita di Elettricità, Parte 1

Dal punto di vista strettamente economico e termodinamico, poche grandi centrali elettriche sono preferibili a molte piccole: grandi impianti possono trarre vantaggio da situazioni e soluzioni tecniche diverse, e dall'economia di scala.

Tuttavia, altri fattori rendono la generazione distribuita interessante e forse anche preferibile. Il difetto principale della generazione localizzata è la necessità di lunghe linee di trasmissione. Queste linee sono costose da costruire, ed introducono significative perdite ohmiche di energia; per minimizzare le perdite si usano alte tensioni che richiedono l'uso di trasformatori elevatori di tensione, i quali aumentano la complessità degli impianti e non possono mai avere rendimento del 100%. Inoltre, di recente si è diffusa l'idea che le linee di trasmissione elettrica siano un rischio per la salute delle persone.

Le linee elettriche di superficie sono anche piuttosto vulnerabili. Fenomeni metereologici come tempeste di neve e soprattutto vetroghiaccio causano spesso la rottura dei conduttori e caduta dei tralicci, mentre le tempeste magnetiche possono indurre correnti dannose nelle linee elettriche. Ma queste linee sono anche vulnerabili da atti intenzionali: non per dare suggerimenti a malintenzionati, ma abbattere un traliccio non è un lavoro molto difficile (anche se comporta una certa dose di rischio) e non richiede mezzi o tecniche di difficile accesso. Alla peggio, un seghetto da ferro con una buona scorta di lame e parecchio olio di gomito bastano.

Tenere le linee elettriche sotto sorveglianza è improponibile, sia per l'estensione delle zone da sorvegliare, sia per i lunghi tempi d'intervento; interrarle per porzioni significative comporta costi astronomici e non è comunque sufficiente a renderle invulnerabili. Anche le centrali elettriche stesse potrebbero essere attaccate da terroristi, ma si tratterebbe di operazioni più difficili da mettere a segno.

Se è vero che in condizioni favorevoli una linea elettrica può essere ripristinata piuttosto rapidamente, è anche vero che 24 ore di blackout bastano a produrre danni economici considerevoli; c'è poi la possibilità di tumulti nelle aree metropolitane (specialmente se c'è un intervento coordinato di sabotatori e sobillatori).

L'unico sistema per ridurre i problemi delle linee di trasmissione elettrica è ridurne la lunghezza (e la tensione operativa), portando le centrali elettriche più vicino agli utilizzatori di energia.

Ma questo non si può fare con centrali elettriche delle dimensioni necessarie a produrre le migliaia di megawatt preferite per gli impianti di generazione localizzata, ed è qui che entra in gioco la generazione diffusa. Che significa semplicemente avere molte piccole centrali elettriche, ognuna destinata ad alimentare un'area di estensione limitata (che chiamerò cellula). Ci sono già impianti industriali di diverso tipo che generano autonomamente una quantità più o meno rilevante dell'energia di cui hanno bisogno; nelle raffinerie di petrolio si usano comunemente vapore generato dal raffreddamento degli effluenti dei reattori e gas di scarto dei vari processi per produrre elettricità.

I vantaggi della soluzione diffusa sono diversi, ma tutti partono dalla minore lunghezza delle linee di distribuzione e quindi minore tensione di linea (per esempio, 15 kV invece dei 220 - 360 kV della trasmissione a lunga distanza). L'area affetta da un guasto o sabotaggio è piccola, e con le opportune interconnessioni non sarebbe difficile reperire la capacità di generazione necessaria per continuare ad alimentare la cellula interessata (questo avviene già, ma su scala molto più grande e difficile da gestire). Il sistema di distribuzione elettrica diventa quindi molto più robusto nei confronti di incidenti ed attacchi deliberati. Anche l'induzione causata dalle tempeste magnetiche ha effetti minori su conduttori elettrici più corti.

Un motivo che viene spesso citato in opposizione alla costruzione di centrali elettriche è che l'energia elettrica prodotta nel luogo X viene trasmessa altrove, quindi senza produrre vantaggi concreti per la comunità di X. Questo è vero solo in parte in un sistema di distribuzione elettrica interconnesso, ma il fatto sembra sfuggire ai più.

Nel caso della generazione diffusa, l'obbiezione precendente non sarebbe più valida, visto che la centrale elettrica di X produrrebbe energia quasi esclusivamente per X stesso. Con una maggiore vicinanza fra generazione ed utilizzatori, si può anche ottenere un maggiore coinvolgimento dei cittadini nel problema della fornitura di elettricità, forse facendo comprendere ai comuni cittadini alcune delle difficoltà che si incontrano.

Le fonti di energia rinnovabili ed alternative si inseriscono meglio in uno scenario di generazione diffusa piuttosto che localizzata, ma di questo aspetto tratterò nella seconda parte di questo articolo.