La Rivoluzione Fratturata

E' ben noto, e pure qualcosa che riconoscono gran parte degli ambientalisti, che il combustibile fossile piu' pulito sia il gas naturale (essenzialmente metano) od il suo parente prossimo GPL.

Pulito in questo caso significa che, se bruciato nelle giuste condizioni, produce una quantita' trascurabile di residui tipo particolato senza bisogno di trattamento spinto dei fumi.

Questo fatto e', come dicevo, ampiamente riconosciuto - tanto che le auto alimentate a metano/gpl sono in genere esenti dalle restrizioni al traffico per motivi ambientali*.

Il gas poi ha un altro vantaggio ambientale rispetto ai combustibili liquidi: eventuali versamenti si disperdono rapidamente nell'aria senza inquinare acque e terreni (pero' ha lo svantaggio non indifferente dell'infiammabilita').

Il gas e' anche versatile, visto che un solo tipo di carburante puo' alimentare apparecchi diversi, come motori a pistoni**, motori a turbina e bruciatori di vari tipi. Lo so, e' un aneddoto, ma anni fa quando lavoravo in una fabbrica di pasta uno dei tecnici non vedeva l'ora di passare al gas come combustibile per la caldaia del vapore perche' il gasolio dava molti problemi; principalmente come depositi di fuliggine.

Un passaggio massiccio all'uso del gas come combustibile sarebbe dunque auspicabile per motivi diversi; sarebbe una rivoluzione in meglio dell'economia.

E questa rivoluzione, seppure silenziosamente, sta avvenendo. Negli USA, il paese che a molti piace immaginare come totalmente insensibile ai problemi ambientali. Ed il passggio al gas sta avvenendo non perche' Obama lo abbia ordinato, ma perche' l'introduzione del fracking su larga scala ha permesso di estrarre grandi quantita' di gas⁺ a prezzi concorrenziali. Gli USA si stanno avviando verso l'autosufficienza energetica, e per di piu' usando un combustibile pulito.

Mi preme farlo notare, questa non e' cosa di poco conto. Anzi, e' uno sconquasso tellurico degli equilibri fra paesi produttori e consumatori di combustibili. Ed e' solo l'inizio: aspettate che la Cina si butti sulle sue riserve di gas di scisto e ne vedremo delle belle.

Eppure, nel mainstream si parla pochissimo di questa rivoluzione.Si parla molto si del fracking e dei suoi fiabeschi effetti catastrofici sull'ambiente, ma il grande cambiamento che sta portando nel campo energetico rimane oscuro ai piu'.

Perche' mi chiedo. Non avendo una mentalita' complottista, penso che in gran parte questo sia dovuto alla semplice insipienza di molti ambientalisti - che sono modaioli ed in genere non avvezzi a considerare grandi sistemi complessi nella loro totalita'.

Ma a volte sospetto che ci sia pure chi soffia sul fuoco anti-fracking per i propri interessi. Ed i colpevoli sono facili da immaginare: paesi che esportano petrolio e gas verso gli USA (ed in misura minore verso l'Europa), che dalla coltivazione di giacimenti fuori dai loro confini avrebbero solo da perdere. Non solo in termini economici, ma anche di potere.

*Se come vengono decise le categorie di veicoli esenti abbia senso o meno non e' argomento di questo post.

** Ci sono motori navali che possono usare come combustibile dal GPL al bunker pesante.

+ Uso gas in generale per non impegolarmi nelle distinzioni fra gas naturale, gas di petrolio e gas di scisto.

Un Fracking di Gas

Da qualche tempo a questa parte si sente parlare molto di fracking ma putroppo spesso a sproposito - se non addirittura ad minchiam. Con questo pezzo cerchero' almeno di illustrare i concetti di base del fracking.

Il nome fracking sta per Hydraulic Fracturing (fratturazione idraulica), ed il nome gia' spiega il principio operativo della tecnica: l'iniezione in un pozzo di fluidi a pressione tale da vincere la pressione geologica e la resistenza meccanica delle rocce in modo da aprire fratture per consentire il flusso di fluidi. Il fracking viene usato principalmente per la coltivazione dei giacimenti di gas naturale, ma puo' essere impeigato anche per l'estrazione di petrolio, vapore geotermico, acqua non potabile ed in rari casi anche acqua potabile.

Siccome le operazioni di fratturazione portano comunque un costo aggiuntivo, questa tecnica viene usata solo dove necessaria e vantaggiosa (salvo errori di valutazione). Che significa, dove le rocce serbatotio degli idrocarburi hanno bassa permeabilita' e sono sucettibili alla fratturazione. Senza fracking, la produzione di idrocarburi sarebbe scarsa e non conveniente visto il difficile flusso dalle rocce serbatoio al pozzo.
Il bersaglio tipico del fracking sono gli scisti contenenti gas; questo tipo di giacimenti si trovano negli USA, Inghilterra, Nord Germania ed Olanda. Il fracking a volte viene usato anche per estrarre gas naturale dai filoni di carbone a bassa permeabilita'.
Mentre i giacimenti italiani si trovano, secondo geologia.com, principalmente in livelli sabbiosi (Pianura Padana e nord-Adriatico) e calcari/conglomerati (resto del paese), con l'unica eccezione del giacimento Luna che invece si e' localizzato in arenarie/conglomerati. Per le sabbie di certo il fracking non serve, e pure per i calcari/conglomerati in genere non si usa la fratturazione; solo le arenarie potrebbero prestarsi al fracking nel caso abbiano bassa permeabilita'.

Il fracking si divide in genere fra operazioni su piccola scala e larga scala.
La fratturazione su piccola scala, not anche come stimolazione, e' una tecnica impiegata spesso per mettere in produzione i pozzi di idrocarburi riaprendo le fratture otturate dalle operazioni di trivellazione e cementazione nel volume adiacente al foro.
Il fracking su larga scala invece ha lo scopo di produrre fratture dove non esistevano; e' generalmente associato alle tecniche di trivellazione orizzontale che possono praticare lunghi fori all'interno degli strati di scisto, per cui diventa possibile trattare un gande volume di roccia serbatoio con una sola operazione di fratturazione.

I fluidi usati per il fracking sono costituiti per piu' del 90% da acqua, e per il resto composti diversi. Fra questi, la sabbia spaziatrice (proppant) che serve ad inserirsi nelle fratture aperte dalla pressione idraulica per evitare che si richiudano; si puo' trattare di sabbia silicea naturale oppure di materiali ad alta resistenza (allumina) per gli impieghi piu' gravosi. Ci sono poi miscele di polimeri (anche naturali, come la gomma guar o derivati della cellulosa), tensiottivi e sali per controllare la viscosita' del fluido, che durante il pompaggio deve'essere abbastanza alta da mantenere la sabbia in sospensione, ma deve prestarsi ad essere ridotta per permettere un buon riflusso del fluido al termine della fratturazione: il controllo della viscosita' viene effettuato variando il pH dei fluidi oppure aggiungendo sostanze capaci di modificare la struttura dei polimeri presenti.

Altri additivi sono: acidi (per controllo pH e/o aprire fratture), battericidi, anticorrosione, anti-incrostazioni e forse pure altri. Bisogna notare, nessuna di queste sostanze e' particolarmente tossica in se' (non come, ad esempio, idrocarburi aromatici o pesticidi); spesso si tratta degli stessi composti - sebbene in forma meno pura - usati per detergenti domestici se non cosmetici.


Non esiste una composizione standard per i fluidi di fracking: l'esatta miscela viene decisa caso per caso a seconda delle caratteristiche del pozzo da fratturare e variata durante la fratturazione stessa per adattarsi alle condizioni osservate. Se ci sono segreti riaguardo la composizione dei fluidi od i loro componenti, so tratta di normali segreti commerciali e non sinistre cospirazioni.

Per la operazioni di fracking in genere si  procede in diverse fasi:
- Misura delle proprieta' del giacimento per stabilire i parametri del processo (composizione del fluido, portata, pressione, tempi ecc)
- Pompaggio dei fluidi per la fratturazione sotto costante monitoraggio delle variabili operative: pressione, portata e, utilizzando sensori posti in pozzi ausiliari od anche in superfice, estensione delle fratture.
- Spesso si procede per sezioni, isolando una sezione di pozzo dall'altra con appositi tappi, per risparmiare sul volume di fluidi. Il numero di sezioni varia da 5-6 degli esordi ai 60 usando le tecnologie piu' avanzate.
- Riduzione della viscosita' del fluido e riflusso; le acque reflue vengono inzialmente stoccate sul posto in apposite vasche, e quindi smaltite per ri-iniezione in profondita', oppure trasportate presso centri di trattamento. Si stanno anche sviluppando sistemi mobili di trattmento acque per depurarle sul posto. Ovviamente una parte dei fluidi si disperde nella roccia.
Le attrazzature di superfice quindi comprendono: serbatoi per i componenti dei fluidi; miscelatori; pompe ad alta pressione con relative tubazioni; sistemi di misura e controllo; sensori per il monitoraggio; sala di controllo ed infine vasche per i reflui.
Un'intera operazione di fracking non prende molto tempo: il pompaggio per una sezione in se' e' un lavoro di alcune ore, mentre includendo preparazione e successiva smobilitazione si arriva forse a diversi giorni (escludendo i ritardi burocratici).

I problemi legati, o sospettati, riaguardo al fracking sono diversi. Il primo e' il gande consumo d'acqua, che nelle regioni o stagioni aride puo' mettere le operazioni di fratturazione in contrasto con altri usi delle risorse d'acqua. Bisogna pero' notare che l'uso di acqua per fracking non e' smodato se paragonato ai comuni usi industriali; gli avanzamenti tecnologici e procedurali nel fracking poi vanno verso la riduzione del volume di fluidi e nel trattamento acque in situ, cosi' che possano essere riciclate per altre operazioni.
Un altro problema spesso sollevato e' la contaminazione degli acquiferi da parte dei fluidi di fracking oppure da parte di gas/olio liberato colla fratturazione. Mentre una tale contaminazione e' possibile, a me pare difficile che accada: gli acquiferi in genere si trovano a livelli molto piu' superficiali degli scisti (con una separazione che supera i 2000 m, mentre le fratture da fracking sono lunghe intorno a 200 metri), ed i pozzi vengono rivestiti e cementati (anche per requisito di legge) specialmente per proteggere gli acquiferi. Anche i casi di supposta contaminazione delle falde con gas metano mi sembrano dubbi, vista la presenza naturale di questo gas nelle acqua sotterranee in diverse parti del mondo.
Un recente rapporto arriva alla conclusione che il fracking causa principalmente inquinamento atmosferico Incuriosito, ho letto l'estratto: a quanto pare questo inquinamento e' indiretto in quanto deriva dalle emissioni dei mezzi e veicoli a motore usati per il pompaggio ed il trasporto dei materiali, ed in secondo luogo dal gas naturale disciolto nei fludie liberato in superfice. Probabilmente vero, ma io suggerirei cautela nel considerare effetti di secondo e piu' alto ordine, perche' se non ci si mette un limite si puo' attribuire di tutto al fracking (od altra attivita' a scelta). Putroppo il fracking e' diventato un'altro argomento molto politicizzato, per cui e' difficile trovare fonti affidabili per quanto riguarda l'impatto ambientale della tecnica.
Personalmente, visto che - cosa poco nota - il fracking e' stato usato estesamente nel Nord Europa fra gli anni '70 ed '80 senza provocare disastri, sono propenso a pensare che gran parte dell'allarme fracking sia ingiustificato.
Un rischio viene dal versamento accidentale di materie prime o fluidi pronti sul terreno: per ridurre il rischio e l'impatto in caso di incidente bisogna adottare le opportune misure - che pero' non sono certo una novita' nel campo industriale.

Si parla anche molto - e talvolta in termini deliranti - del legame fra fracking e terremoti. Da quanto ho visto finora, la fratturazione idraulica in se' puo' causare terremoti, ma molto deboli - intorno al magnitudo 2. Ora, e' legittimo che gli abitanti di una zona soggetta a fracking non vogliano vivere con tremori continui, ma magnitudo intorno a 2 non e' generalmente pericoloso. Terremoti pu' forti (fino ad M4.5 se non erro) pare siano causati dalla reiniezione delle acque reflue, se queste acque vanno a lubrificare una falda sotto sforzo. Se pure c'e' un legittima preoccupazione per la sismicita' causata dal fracking, l'idea che questa tecnica possa provocare terremoti distruttivi o sciami sismici prolungati e' molto fantasiosa - per usare un termine delicato.

I benefici del fracking sono di natura economica (minori prezzi del gas naturale) ed ambientale (il gas e' un combustibile piu' pulito), ed anche geostrategica: al contrario dei giacimenti convenzionali di gas e petrolio, che sono in gran parte concentrati in aree disgraziate tipo Golfo Persico, Nigeria, Venezuela (od ancora arretrate come l'Indonesia), i giacimenti di gas non convenzionale - scisti, arenarie, sabbie bituminose, filoni di carbone - contengono quantita' enormi di gas e sono meglio distribuiti nel mondo; si trovano anche negli stati avanzati e civili - o quantomeno utilizzatori di gas: il loro sfruttamento puo' ridurre il peso strategico dei produttori petroliferi del medioriente.

Aggiornamento 17 Sept: Il riflusso dei fluidi di fracking avviene grazie alla pressione del gas o quant'altro nel pozzo che respinge il fluido verso l'alto. Una volta terminata la fratturazione, si procede alle prove di produzione: se tutto e' andato bene, il pozzo sara' produttivo, ma rimane una possibilita' non nulla che si tratti di un fallimento ed il pozzo debba essere abbandonato.

Una tecnica simile al fracking e' quella dell'acidificazione. Anche in questo caso fluidi a base acquosa vengono pompati nel pozzo per aprire fratture, ma per creare canali permanenti si aggiunge un acido (comunemente l'economico e non tossico HCl 15%) che possa asportare una certa quantita' di roccia e quindi formare canali che rimangono aperti anche quando la pressione viene rilasciata. L'acidificazione e' raccomandata per fromazioni di rocce calcaree relativamente superficiali e fredde (l'alta temperatura accelera la reazione dell'acido, con conseguenti corrosione della camicia del pozzo e scarsa lunghezza di penetrazione nella roccia). Se un pozzo sia un migliore candidato per fratturazione con agenti spaziatori oppure acidificazione, e' questione da stabilire caso per caso.

Il Gas della Puglia

Qualche tempo fa la Gazzetta del Mezzogiorno ha pubblicato un articolo dal titolo "Sotto i mari di Pugliatanto gas come in Texas". L'apertura dice:

"Nell’Adriatico meridionale e nello Jonio ci sono enormi giacimenti di gas, ormai è certo, recenti prospezioni lo hanno dimostrato con chiara evidenza, si tratta delle riserve europee attualmente più ricche e meno sfruttate. Per fare un esempio facile, la Puglia è ricca di idrocarburi quanto il Texas, solo che queste risorse si trovano principalmente in mare, e devono essere estratte o meglio “coltivate”, così come si dice in gergo tecnico, da grandi piattaforme off shore."

Incuriosito, mi sono messo a cercare altre informazioni, ed ho trovato qualcosa in SubSeaIQ: la compagnia inglese Sound Oil, tramite una sussidiaria, ha intenzione di mettere in produzione il giacimento Laura, situato nel Golfo di Taranto e stimato contenere 30 miliardi di piedi cubici - 849 505 400 metri cubi - di gas naturale.

Cercando cercando, ho trovato poi altre informazioni interessanti: un pozzo esplorativo (LAURA 001) fu trivellato nel 1980 da AGIP, coordinate Longitudine 16°33'17,00''; Latitudine 39°44'15,62'' (di fronte a Sibari, che e' Calabria a dire il vero) in acqua profonda circa 190 metri.

Con i numeri presi da Wikipedia e StateImpact e conti fatti da me ho stimato che il giacimento Laura da solo vale un po' meno della meta' delle riserve del Texas, e come tutte le riserve dell'Albania.Considerato che ci sono altri gicimenti nell'area, non e' poi eccessivo dire che ci potrebbe essere un Texas nel meriodine italiano.

Ed ora una domanda. Se io sono riuscito a trovare tutte queste informazioni in un paio d'ore (e scrivere il pezzo mentre il mio GC fa il suo lavoro), perche' nessun giornalista professionista l'ha fatto?

Ma a quanto pare ci sono gia' proteste ed azioni varie contro i piani di coltivazione di questi giacimenti. Non ricordo dove ma ho letto commenti di persone che agitano lo spettro del disastro della Deepwater Horizon, senza comprendere un fatto semplice ma basilare: dai pozzi di gas esce gas, non greggio, il quale presenta rischi ambientali ben piu' piccoli.
Dalle discussioni a cui ho partecipato riguardo i piani di emergenza per i pozzi di gas offshore in Indonesia, gli idrocarburi liquidi a rischio di dispersione sono i fanghi di trivellazione ed i carburanti usati sulle piattaforme/navi di supporto e rifornimento. Gli incidenti non sono mai una bella cosa, ma fra l'eruzione di un pozzo di petrolio a 1500 metri di profondita' e - caso peggiore - l'eruzione di un pozzo di gas a 190 metri ce ne corre.

Ma siccome l'opposizione all'uso dei combustibili fossili e' molto piu' ideologica che pragmatica, non vedo la possibilita' di convincere chi e' contrario.

Un Pezzo della Rete

Fra gli argomenti proposti dai no-tav, anche quelli razionali e non ideologizzati, c'è che, visti i dati storici e le proiezioni di traffico, una linea Torino-Lione ad alta capacità sarebbe sovradimensionata, inutile e quindi uno spreco di denaro pubblico.

Non penso che questi dati siano falsi; e pure non consideriamo la possibilità che in futuro cambiamenti legislativi penalizzino il trasporto su gomma, ma questo modo di ragionare rimane errato.

Perchè considera la linea Torino-Lione come se esistesse in un vuoto, mentre la linea è parte di una rete vasta e complessa. Questa è la mappa della rete:

Come potete vedre, la Torino-Lione è parte di un asse più lungo - che si estende fino all'Ungheria. Ma non solo questo.

A Lione, la linea si connette ad un asse ferroviario che va dalla Spagna all'Olanda connettendo anche i principali centri industriali tedeschi. A Torino non lal inea non si connette ad altri assi, ma poco più ad est, a Novara, c'è la connessione con la linea Genova-Domodossola-Berna. Tanto per citare i nodi più vicini.

Insomma, un potenziamento della Torino-Lione non coinvolge solo quell'itinerario, ma modifica le proprietà anche di un itinerario Dusseldorf-Genova, Milano-Parigi, Budapest-Barcellona.

Le proiezioni di traffico che giustificherebbero il rifiuto del progetto tengono conto di questi aspetti?

C'è pure che dice che sarebbe sufficiente ammodernare la linea esistente (del Frejus). Ma secondo me chi fa queste proposte non sa quello di cui sta parlando. Mi piacerebbe discuterne in un prossimo articolo.

Radiofobia Tentacolare

La situazione alla centrale nucleare di Fukushima, Giappone mi ha fatto comprendere una di quelle verità sgradevoli.

L'effetto più importante e nocivo delle radiozioni nucleari non è la necrosi cellulare, non i danni al DNA. E' il panico che si diffonde appena se ne parla.

Che rende molte persone incapaci di considerare razionalmente fatti e situazioni.

Dico, in Giappone un terremoto di magnitudo 9 (il più forte terremoto che ha colpito l'Italia negli ultimi 1000 anni o giù di lì fu di magnitudo 7,5) e conseguente maremoto ha causato la perdita del sistema di raffreddamento in 4 reattori di una centrale nucleare.

In Germania, il governo forza lo spegnimento di alcuni reattori. Primo, anche i reattori giapponesi sono andati in spegnimento automatico a causa del terremoto; i problemi di questi giorni sono causati dal calore residuo nel nocciolo. Secondo, la Germania è forse un pese ad altro rischio sismico? Per nulla; la decisione di spegnere i reattori non ha alcuna base tecnologica.

Ed in Italia si vuole usare l'incidente di Fukushima come ragione per abortire il nostro nuovo programma nucleare. Che visto com'è andata negli ultimi anni con terremoti molto meno potenti, nel caso di sisma magnitudo 9, in Italia eventuali fughe radioattive sarebbero l'ultimo dei nostri problemi.

E per dire la verità anche in Giappone l'incidente nucleare è poca cosa rispetto all'immane distruzione causata da terremoto e tsunami, alle migliaia di morti, alle centinaia di migliaia di sfollati in un clima ancora freddo, ai catastrofici danni economici.

Si, i soliti profeti di sventure continuano a dire che potrebbe diventare una catastrofe nucleare con milioni di morti e vaste aree inabitabili per centinaia di anni. Finora non è successo, una situazione tipo Chernobyl non è possibile visto che i reattori di Fukushima non usano grafite, e l'era nucleare è iniziata nel 1945, per cui non si può dire se la contaminazione radiottiva può realmente rendere un'area inabitabile per secoli. Mancano i dati.

Volevo scrivere qualcosa di più tecnico su Fukushima, ma alla fine mi limiterò a presentare collegamenti. E per favore leggete...

Uriel per le ricadute politiche; MIT e Legno Storto per aggiornamenti ed analisi tecniche; Biotecnologie Basta Bugie per le relazioni con il programma nucleare italiano.

Er Libbico

Si, penso che l'Italia non dovrebbe prendere parte alle azioni ONU/NATO contro Gheddafi.

Penso che dovremmo invece agire da soli. Dovremmo mandare qualche squadra delle nostre forze speciali ad assassinare Gheddafi ed il suo stato maggiore, così da lasciare le forze lealiste senza guida.

Poi, dovremmo dare qualche dritta ed informazione ai ribelli perchè possano finire il lavoro. Silenziosamente, rimanendo nell'ombra, neìiente a che vedere con la fanfara dell missioni internazionali.

Ed in cambio dovremmo soltanto chiedere al nuovo governo libico un paio di cose: di non usare più il traffico di emigranti come forma di ricatto, e soprattutto che l'ENI sia l'unica compagnia petrolifera estera autorizzata ad esplorare e sfruttare i giacimenti libici. Pagando un giusto prezzo, eh.

Sarò semplicistico, ma mi sembra la soluzione migliore sia per la Libia che per l'Italia.

Impatto Non-Zero

C'è qualcosa che mi irrita molto nelle discussioni sulle energie rinnovabili - in particolare il solare fotovoltaico: l'idea che i pannelli fotovoltaici siano ad "impatto zero".

E' anche il cavallo di battagli del comitato di cittadini contrari alla costruzione di una centrale elettrica a biomasse vicino a Sala Baganza, ai piedi delle colline parmensi.

Bene, questa idea è falsa. Si, falsa senza mezze misure. Ma andiamo ad esaminare più in dettaglio il perchè.

Una volta che il pannello solare è installato in un sito, in effetti le sue emissioni, di sostanze inquinanti e "gas serra" sono trascurabili, certamente minori di un generatore a combustione di pari potenza*. C'è sempre il problema dell'impatto sul paesaggio, e questa è una discussione che gli ambientalisti ed i fan del solare generalmente evitano. Ora sembra che Legambiente abbia avuto una conversione sulla via dei mulini a vento:

«Il paesaggio non è un oggetto sacro e intoccabile, ma è il frutto della storia da sempre. Le pale eoliche sono un valore estetico aggiunto», ha detto il presidente nazionale di Legambiente, Vittorio Cogliati[...]

Questa è anche la mia opinione sul paesaggio, però si tratta di un grosso cambiamento di rotta per Legambiente. Che probabilmente la porterà a collidere con i conservazionisti duri e puri.

Ma prima di arrivare al suo sito di installazione, il pannello solare ha una storia abbastanza lunga e costellata di emissioni varie. La parte attiva del pannello fotovoltaico è una lastra di semiconduttore, generalmente silicio: il silicio viene prodotto dalla silice usando il carbone come riducente; dopodichè il silicio per uso da semiconduttore deve essere ulteriormente purificato.

I metodi principali sono due: deposizione di silicio per decomposizione del triclorosilano purificato per distillazione; e cristallizzazione dal fuso (questo per il più pregiato silicio monocristallino). Il primo metodo usa gas tossici e corrosivi - ed energia; il secondo molta energia.

Per arrivare al semiconduttore poi servono altre lavorazioni che richiedono sostanze molto tossiche (arsina, fosfina ecc), e molta energia per far funzionare le camere a vuoto, i forni e tutte le altre apparecchiature.

Se non sbaglio per i pannelli fotovoltaici va bene anche il silicio di riciclo (mentre i circuiti integrati richiedono la massima purezza), ed in questo modo la spesa di risorse è minore.

Ma la storia del pannello fotovoltaico è ancora all'inizio. La lastra di semiconduttore deve essere dotata di contatti metallici per trasportare la corrente prodotta, quindi montata in un telaio d'acciaio od alluminio, e tutte queste cose non cadono dal cielo già pronte, ma devono essere fabbricate.

Nel passo successivo, è necessario trasportare i pannelli e tutte le apparecchiature accessorie (supporti, quadri elettrici, regolatori di tensione ecc) fino al sito d'installazione - e se si tratta di una centrale di dimensioni rilevanti, il sito prima deve essere preparato con movimento terra e costruzione di opere murarie.

Dopo l'installazione dei pannelli, rimane solo l'uso di risorse per la manutenzione e l'eventuale sostituzione di pannelli guasti o danneggiati.

Alla fine del ciclo vitale di un pannello solare, questo deve essere smaltito, e qui casca l'asino. Fino ad ora, vista la piccola superficie di pannelli fotovoltaici installata, il problema dello smaltimento non si è mai posto in pratica. Ma quando si arriverà alla fine del ciclo vitale delle superfici più estese installate in questi tempi, secondo me se ne vedranno delle belle. Tipo il solito circo equestre di quei rifiuti che nessuno vuole accettare.

Macondo 252 - Verso La soluzione

Il primo pozzo di soccorso ad essere trivellato è ormai arrivato molto vicino ad intersecare il pozzo in eruzione. La distanza orizzontale fra i pozzi è di circa 1,5 metri, mentre il punto di intersezione previsto è a circa 40 metri al di sotto della profondità attuale. Il pozzo di soccorso avanza lentamente perchè i trivellatori (non la BP, ma la ditta specializzata John Wright Company) stanno procedendo con la massima cautela - sia per centrare il bersaglio al primo colpo, sia per evitare problemi di altra natura.

L'ultimo tratto di rivestimento del pozzo di soccorso è stato calato e cementato, e l'ultimo tratto verrà perforato senza rivestimento. L'intersezione dovrebbe avvenire in un tratto di pozzo privo del rivestimento in cemento, per cui sarà subito possibile pompare fanghi nell'anello: se il flusso di indrocarburi è solo in questa zona, il pozzo verrà posto sotto controllo e quindi un (generoso) tappo di cemento gettato in modo da chiudere permanentemente entrambe i pozzi.

Se invece il flusso passa anche all'interno del production casing, sarà necessario montare una testa di perforazione per acciaio, forare la tubazione ed iniettare fanghi al suo interno - ed il solito tappo in cemento a seguire. Se tutto va bene, la fase acuta dell'emergenza potrebbe terminare a giorni.

Meglio non essere troppo ottimisti però.

Disastro di Macondo 252 - Le Cause - Parte 2

Un lavoratore sulla Deepwater Horizon racconta che c'era l'impressione che si volesse finire il lavoro al più presto possibile. Ed in effetti, la BP decise di non effettuare una circolazione completa dei fanghi: questo processo serve ad eliminare il gas eventualmente disciolto, ed a portare in superficie i frammenti della roccia profonda che possono essere esaminati per capire meglio le condizioni a fondo pozzo.

Ma l'errore più grave fu la sostituzione dei fanghi con acqua marina prima di gettare il secondo tappo in cemento (probabilmente posizionato appena sopra alla formazione petrolifera). L'acqua marina ha una densità molto minore dei fanghi di trivellazione, per cui ha prodotto una pressione idrostatica insufficiente ad impedire la risalita di fluidi - principalmente gas - dal pozzo. Apparentemente, questa procedura fu approvata anche dal MMS, l'ente federale che si occupa di miniere e pozzi petroliferi.

C'è un motivo pratico per sostituire i fanghi con acqua: i fanghi tendono ad indurirsi rendendo molto lungo e difficile il lavoro di messa in produzione del pozzo. Ma vista l'importanza del mantenere un battente idrostatico sufficiente, la sostituzione dovrebbe essere l'ultimo passo.

Ma anche a questo punto sarebbe stato forse possibile riportare il pozzo sotto controllo. Se qualcuno avesse tenuto d'occhio i valori delle pressioni nei tubi, e soprattutto il flusso di fanghi in uscita: a pompe ferme, se c'è flusso significa che il gas sta spingendo fuori i fanghi. Ma evidentemente nessuno stava controllando questi parametri - forse perchè troppo impegnati a rimettere in ordine la piattaforma.

L'eruzione del pozzo avvenne nemmeno due ore dopo l'inzio del pompaggio dei fanghi. Quando i trivellatori iniziarono a ritirare le aste di trivellazione, secondo alcuni testimoni una fontana di fango sgorgò dal pozzo. Il personale inizio le procedure di chiusura del BOP e di distacco della piattaforma, ma ormai era troppo tardi: il gas venne in contatto con una sorgente di accensione ed esplose.

E come si usa dire, il resto è storia.

Il BOP ha funzionato solo parzialmente, come è stato constatato nelle settimane seguenti. Le ragioni di questo malfunzionamento non sono ancora chiare: si va da danni meccanici sufferti durante l'eruzione del pozzo; alla presenza di un tenace giunto fra le aste sul percorso dei pistoni tagliatubo (shear rams); a scarsa manutenzione dei circuiti idraulici ed elettrici del BOP stesso - pare ci fossero serie perdite di olio idraulico; a carenze di progettazione del sistema di emergenza che richiederebbe che il BOP rimanga connesso alla piattaforma fino al completamento della sequenza di chiusura. Oppure una combinazione di alcuni di questi fattori.

Eventualmente, il BOP verrà recuperato una volta chiuso il pozzo, ed esaminato per capire cosa sia successo.

Disastro di Macondo 252 - Le Cause - Parte 1

L'eruzione del pozzo nel Golfo del Messico continua, anche se grazie a diversi dispositivi la BP è ora in grado di raccogliere una quantità significativa del petrolio che fluisce dal pozzo.

Il tentativo di chiudere il pozzo con il top kill è fallito, probabilmente perchè anche pompando i fanghi alla pressione massima sopportabile dal rivestimento e BOP compromessi non si è riusciti a ricacciare indietro il petrolio. Per non rischiere ulteriori danni ad una struttura che potrebbe essere già a rischio di erosione catastrofica, è stato deciso di usare i pozzi di soccorso per bloccare il flusso di petrolio in profondità, e dall'altra parte di concentrarsi sul recupero del greggio.

Ora è finalmente possibile parlare delle cause del disastro - tenendo a mente che i fallimenti dei sistemi complessi come questo di rado hanno una sola causa; più spesso si ha una catena di eventi che porta infine alla castrofe. Inoltre, a me interessa sapere il perchè di questo disastro; non trovare i nomi di qualche persona da sbattere in galera.

Iniziamo con lo schema del pozzo al momento dell'eruzione. Qui si possono vedere i diametri e le lunghezze dei tubi di rivestimento utilizzati e quali zone sono state incamiciate con cemento.

Si può vedere un primo problema con il progetto stesso del pozzo: la camicia in cemento intorno al tubo da 7" non raggiunge il fondo della sezione precedente: un eventuale ingresso di fluidi a causa di un cedimento della camicia ha via libera fino alla testa del pozzo.

E naturalmente è successo proprio questo: un cedimento della camicia intorno al tubo da 7" nella zona di produzione del pozzo (anche perchè i fluidi in pressione si trovano nella zona di produzione). Un resoconto dettagliato si trova anche in questo articolo (inglese) del Wall Street Journal.

I difetti nella cementazione di un pozzo sono abbastanza frequenti, ma è anche possibile risolverli. Però prima è necessario controllare lo stato dell'incamiciatura (cement bond log) calando nel pozzo appositi strumenti - oppure, misurando le variazioni di pressione nel pozzo a circolazione dei fanghi ferma; quindi bisogna praticare fori nel rivestimento con l'uso di cariche esplosive, ed iniettare altro cemento. Il lavoro è lungo, e costoso, ed in un rapporto interno della BP (redatto quando si pensava di terminare il pozzo con un tubo da 9 7/8") viene concluso che è preferibile cambiare il progetto del pozzo piuttosto che dover correggere una cementazione difettosa.

Ma il cedimento della barriera di boiacca in sè è solo una concausa. L'evento critico è stato probabilmente un altro, ma per spiegarlo bisogna prima fare un piccolo passo indietro.

La piattaforma era di proprietà della compagnia Transocean, noleggiata dalla BP, ed i lavori di cementazione sono stati eseguiti dalla Halliburton (anche altri sub-appaltatori possoni essere coinvolti, ma di queste tre compagnie siamo sicuri). I lavori di perforazione venivano svolti materialmente da personale della Transocean, però la gestione di tutte le attività spettava ad un rappresentante (company man, in gergo) della BP a bordo della piattaforma. Questa persona può prendere decisioni anche contro il parere del capo trivellatore ed altri ingegneri.

Ora, dove eravamo rimasti... Il rivestimento nella zona del giacimento ed il tappo di fondo erano stati gettati, e dopo il tempo necessario a fare presa si stava procedendo con i test di pressurizzazione. Il test di pressione positiva (pressione nel pozzo maggiore rispetto al gicimento) è stato positivo, mentre il test di pressione negativa no*: si misurava ancora una sovrapressione nell'asta di trivellazione, segno che un fluido poteva entrare nel pozzo.

Ed ecco che si arriva al momento critico. Nonostante i risultati negativi della prova di pressione negativa - e l'opposizione del personale della piattaforma, il company man decide comunque di continuare con la procedura di abbandono temporaneo del pozzo - ovvero, rimuovere i fanghi dal pozzo sostituendoli con acqua marina ed installare una chiusura temporanea sulla testa pozzo al posto del BOP.

E la storia continua nella seconda parte dell'articolo.

* Ora qui ammetto di non conoscere la procedura esatta per questa prova. Ho letto che la kill line era stata svuotata dei fanghi e riempita con acqua di mare e le pompe di circolazione del fango fermate.

Il Disastro di Macondo 252 - Cenni Preliminari

L'eruzione del pozzo trivellato dalla Deepwater Horizon non è ancora finita e continua a preoccupare una buona parte degli USA. In Italia invece la storia non gode più di molta attenzione - ma fin dall'inizio è stato difficile avere informazioni tecniche di livello anche solo discreto.

Però conoscendo la lingua inglese si apre un mondo molto più vasto. Molte informazioni si possono trovare sul sito della British Petroleum - con molte illustrazioni esplicative - e sul sito della risposta all'incidente; ho visto molte discussioni e descrizioni utili anche su The Oil Drum.

Volevo scrivere un pezzo con i fondamentali della trivellazione dei pozzi petroliferi, ma è difficile trovare fonti di alto livello, a parte discussioni online alle quali partecipano esperti del ramo. La situazione per quanto riguarda la lingua italiana è terribile: non si trova nulla di decente sull'ingegneria petrolifera in Internet. Le cose vanno un po' meglio in inglese - di nuovo - ma al momento non ho 95 dollari da spendere per A Primer of Oilwell Drilling.

Comunque, andiamo al sodo.

La piattaforma Deepwater Horizon era connessa al pozzo in perforazione (o meglio, alla sommità del gruppo di preventori di eruzione) tramite circa 1520 metri di una colonna montante di tubo da 21 pollici con pareti relativamente sottili. All'interno della colonna si trova l'asta di trivellazione da 9 pollici, questa con pareti pesanti per sopportare gli sforzi della perforazione in condizioni estreme - sul fondo marino a 1500 metri insiste una pressione di circa 150 bar.

All'esterno della colonna sono fissati altri due tubi da 3" chiamati choke e kill line, che servono rispettivamente a sfiatare in modo controllato eventuali sovrapressioni o bolle di gas, ed ad introdurre nel pozzo fango ad alta densità per bloccare la risalita di fluidi.

Quando la piattaforma è affondata, tutta questa struttura si è staccata da essa ed è collassata sul fondo del Golfo; c'è una curva a gomito subito sopra al preventore di eruzione e l'asta di trivellazione sporge per una certa distanza dall'estremità della colonna montante spezzata.

Inizialmente le perdite di greggio e gas erano tre (dopo qualche giorno durante i quali sembrava che non ci fosse alcuna perdita): una dall'estremità dell'asta di trivellazione; l'altra, la principale, dall'estremità della colonna montante e la terza dal gomito sopra il preventore. Il flusso totale da queste perdite è difficle da stimare; si va dai 5000 barili al giorno della BP/NOAA a numeri tipo 70 000 barili forniti da alcuni esperti di fumarole sottomarine (o forse che la stampa ha estrapolato dalle dichiarazioni degli scienziati).

Operando con piccoli sommergibile teleguidati, è stato possibile installare una valvola sull'asta di trivellazione e quindi chiudere quella perdita. Successivamente, la BP ha provato a raccogliere il greggio che proviene dalla perdita principale utilizzando una grossa campana di cemento ed acciaio da posare alla fine della colonna montante. Putroppo, il raffreddamento adiabatico del gas naturale in espansione ha causato la formazione di ghiaccio ed idrati di metano che hanno ostruito l'apertura di deflusso. La campana di contenimento quindi è stata abbandonata.

Domenica 16 finalmente è stato possibile inserire un tubo più piccolo (4 pollici, pare) all'interno della colonna montante; la tenuta è assicurata da diaframmi in gomma fissati a questo "ago" e con questa soluzione è diventato possible portare fino alla nave di trivellazione Discoverer Enterprise circa 1000 barili al giorno di greggio. Il flusso massimo sopportabile dal sistema è maggiore di questo, ma i tecnici sul posto operano con grande cautela per evitare altri problemi.

Comunque, la BP si sta preparando per chiudere definitivamente la perdita con una tecnica detta top kill: l'iniezione forzata di fanghi di trivellazione ad alta densità nel pozzo utilizzando le linee di choke e kill. I fanghi e le pompe necessarie sono quasi pronti, per cui l'attesa sarà breve. Una volta "ucciso" il pozzo in eruzione, ci sarà tempo di trivellare con calma i pozzi di sollievo (relief) e quindi chiudere il tutto con abbondante cemento.

Se nemmeno questa tecnica dovesse funzionare, la BP è pronta a giocare anche la carta del junk shot, ovvero l'introduzione di detriti vari (si parla di palle da golf e pneumatici triturati) nel pozzo così che il flusso di greggio li porti a chiudere gli orifizi. I detriti hanno una capacità di otturare le tubazioni quasi prodigiosa, quindi questa tencica può funzionare.

Scambio di Mezzi e Fini

La proposta di costruire un gassificatore di rifiuti nella Provincia di Parma ha acceso le solite polemiche e suscitato dichiarazioni completamente assurde da un punto di vista tecnico ed ingegneristico (l'opposizione a "qualsiasi marchingegno" che possa alterare, anche minimimamente, le condizioni chimiche e fisiche della zona).

Si è subito costituito un comitato del no - anonimo, addirittura - che ha provveduto a distribuire volantini di propaganda* nei quali si sostiene che la vera soluzione al problema dei rifiuti è in realtà la raccolta differenziata.

Ma secondo me questi ambientalisti sono molto confusi nei loro pensieri. La raccolta differenziata in sè stessa non risolve proprio niente; essa ha senso soltanto come aiuto alla separazione più accurata che serve per procedere al riciclaggio dei materiali presenti nei rifiuti.

Quindi la soluzione di cui gli ambientalisti parlano è in realtà il riciclaggio - in particolare quello primario (cioè, trattare i materiali di scarto per riottenere gli stessi materiali, vergini). Parlare di raccolta differenziata è scambiare il mezzo per il fine.

Il riciclaggio, d'altra parte, non richiede necessariamente la raccolta differenziata: la separazione dei rifiuti in appositi impianti può bastare ad ottenere frazioni riciclabili. La raccolta differenziata pone l'onere di una prima, grossolana, separazione sui cittadini. Però, in Italia almeno, lo sforzo dei cittadini "virtuosi" non viene ancora riconosciuto nemmeno con tariffe agevolate - mentre esiste già la multa per punire i peccatori.

Una volta che si hanno i diversi materiali purificati al punto giusto (ed anche un mucchio di rifiuti indifferenziabili che necessariamente rimangono dopo la separazione) per completare il riciclaggio servono comunque impianti di trattamento: pulizia e rifusione per le plastiche; compostaggio per l'organico; fonderie per i metalli; vetrerie per il vetro e cartiere per la carta/cartone. Tutto questo sistema ha il difetto di essere complicato e e richiedere un'apposita filiera logistica, più estesa che per la raccolta dell'indifferenziato. Senza contare la necessità di avere un mercato per i prodotti riciclati, che non è così scontato come si potrebbe credere.

La gassificazione (soprattutto il processo Thermoselect) ha il vantaggio della semplicità e localizzazione: i rifiuti domestici ed industriali** vengono conferiti all'impianto senza necessità di trattamenti, e dall'altra parte si ottengono gas di sintesi (comodo per produrre energia), ceneri vetrificate, metalli in perline e piccole quantità di altri elementi utili. L'efficienza del processo è limitata dall'energia che deve essere spesa per comprimere e cuocere i rifiuti in ingresso e per produrre l'ossigeno puro richiesto dalla gassificazione.

In mancanza di una bacchetta magica che consenta di trasformare i rifiuti in prodotti vergini con un semplice incantesimo, è necessario scegliere una soluzione che sia meno peggio. Una possibilità è quella di pensare fin dall'inizio i prodotti non come usa-e-getta, ma come inseriti in un ciclo vitale che preveda necessariamente il riciclaggio. Ma questo pone notevoli problemi tecnici (per esempio, riciclabilità e durabilità sono caratteristiche in conflitto) e richiederebbe una massiccia rieducazione culturale dei cittadini, cosa che non mi piace per niente.

Una possibilità più attraente è l'uso di gassificatori ed altri trattamenti termici a parte l'incenerimento tradizionale (le soluzioni preferite in Giappone) per smaltire i rifiuti urbani ed industriali con produzione di energia elettrica.

* Le affermazioni di quel volantino sembrano essere una versione condensata e senza attribuzione di un documento di critica al processo Thermoselect a cui la compagnia ha ribattuto, PDF in inglese.

** Attenzione, non rifiuti speciali o tossici - semplicemente, i rifiuti più ricchi in plastica e materiali da imballaggio che vengono prodotti dalle infustrie.

Tragicomica Descrizione

Sono partito leggendo un articolo su La Pulce di Voltaire riguardo ad un nuovo esperimento di fusione fredda in Giappone, che a quanto pare ha avuto successo.

La fusione fredda è una realtà (anche se non nei termini descritti da Fleischmann e Pons); quello che le manca è la densità di energia necessaria a renderla utile in pratica, almeno per ora. E' triste quando la dura realtà blocca la via di un sogno, ma spesso così accade.

Però nei commenti di quel post c'è un collegamento ad un altro blog, Le ali della farfalla, con articolo sul come la fusione fredda sia stata insabbiata dai soliti noti. Prendetela come volete, ma questo paragrafo proprio non posso lasciarlo passare indenne:

Un’attenta ricerca sul web sembra però far emergere che un’applicazione per la fusione fredda sia stata trovata: quella militare di innesco per piccole e controllate bombe a fissione, in questo caso utilizzando il procedimento inverso della bomba a idrogeno, dove la fissione innesca una fusione, la saturazione all’impatto di uranio impoverito (che ha un peso specifico più elevato del piombo), inserito nei proiettili, innescherebbe un processo di fissione da una fusione a freddo.

Esaminiamolo un pezzo alla volta.

Un’attenta ricerca sul web sembra però far emergere che un’applicazione per la fusione fredda sia stata trovata:
Un'attenta ricerca sul web fa pure emergere che i Rettiliani sono fra noi. Non tutto quello che si trova su Internet è vero o accurato.

quella militare di innesco per piccole e controllate bombe a fissione,
Piccolo e controllato sono termini relativi quando si parla di detonazioni nucleari

in questo caso utilizzando il procedimento inverso della bomba a idrogeno, dove la fissione innesca una fusione,
Nelle bombe ad idrogeno (o termonucleari) l'energia prodotta dal primario a fissione viene usata per comprimere il secondario dove si trova il combustibile di fusione (deuterio liquido nei primi modelli; deuteruro di litio in molte di quelle attuali); la reazione di fusione viene quindi iniziata dalla fissione di una "candela" in plutonio che con la compressione raggiunge densità supercritica. Ci sono anche tipi di bombe termonucleari nelle quali il combustibile di fusione è disposto concentricamente al nocciolo a fissione (modello sloika), ma anche in questo caso la compressione del combustibile di fusione è l'aspetto principale.

la saturazione all’impatto di uranio impoverito
Qui inizia a girami un po' la testa. Forse l'autore vuole parlare di compressione - altrimenti la frase non ha senso. Anche l'intera grammatica della frase è un po' traballante, ma pazienza.

(che ha un peso specifico più elevato del piombo)
Vero, ma irrilevante in questo caso.

inserito nei proiettili, innescherebbe un processo di fissione da una fusione a freddo.
L'uranio impoverito non è inserito nei proiettili; sono certi proiettili ad essere fatti di uranio impoverito. Al limite, attorno al cuore d'uranio c'è un sabot o rivestimento di altro materiale, che però serve solo a rendere possibile lo sparo del proiettile da una canna.
Però qui abbiamo un problema: nessuna menzione di deuterio o altro combustibile di fusione; l'uranio impoverito da solo non dà alcuna reazione di fusione. Bisognerebbe inserire deuterio nel proiettile d'uranio per ottenere una reazione di fusione - se la compressione che si può ottenere da un impatto fosse sufficiente ad innescare la reazione, cosa di cui dubito molto. Tra l'altro, i proiettili di uranio impoverito sono fatti per penetrare le corazze, non per schiacciarsi all'impatto.
L'altro problema è l'eventuale efficacia militare di un simile ordigno. I penetratori in uranio impoverito sono già abbastanza efficaci di loro, sia per la capacità di penetrazione che per le caratteristiche piroforiche; trasformarli in microbombe nucleari (se fosse possibile) non avrebbe molto senso, visti tutti i problemi politici e pratici - contaminazione radioattiva - che ne deriverebbero.

In realtà il paragrafo che ho citato sembra essere una descrizione tragicomica ed approssimativa della tecnica nota come fusion boosting: una piccola quantità di miscela deuterio-trizio viene posta all'interno del nocciolo di una bomba fissione; con l'implosione del nocciolo la miscela viene compressa fortemente, e l'energia prodotta dalla reazione a catena di fissione (che si innesca con la compressione del materiale fissile) nei suoi primi stadi è sufficiente a riscaldare la miscela deuterio-trizio fino ad iniziare una reazione di fusione (tutt'altro che fredda, quindi) che produce poca energia (circa 2% del totale) ma una grande quantità di neutroni veloci, i quali a loro volta causano la fissione dei nuclei di uranio o plutonio e la produzione di molti neutroni secondari. Questo sistema serve ad aumentare la resa consentendo di avere noccioli a fissione più piccoli e leggeri.

I Limiti dei Biocarburanti

Ci sarei dovuto arrivare da solo un po' di tempo fa, ma dopo le ultime crisi la cosa è semplicemente ovvia: i maggiori limiti dei biocarburanti sono la scala del problema, e la competizione con le produzioni alimentari. L'efficienza energetica rimane in fondo alla lista.

La scala del problema l'ho già trattata. Qui basti dire che serve un'estensione di territorio enormo per coprire soltanto una piccola quota del consumo nazionale di carburanti.

La competizione con le produzioni alimentari è correlata, ma separata dal problema di scala. Essendo il territorio a disposizione finito, bisogna decidere se usarlo per alimenti o per biorcarburanti. L'idea sarebbe di avere le colture da carburanti su terrenti marginali, ma la realtà è che i terreni marginali sono tali perchè si prestano poco alla coltivazione di qualunque pianta (tranne il farro, qualcuno dice) - ed anche se il terreno è fertile, bisogna considerare l'uso di macchine per la coltivazione, ed il trasporto della biomassa agli impianti che ne fanno uso. Il peggio è il caso del mais: la stessa coltura si può usare sia per alimenti che per carburanti.

La competizione per il terreno agricolo (e risosrse come acqua per irrigazione, macchine, fertilizzanti ecc) finisce per far salire il prezzo sia di biocarburanti che di alimenti, senza portare benefici apprezzabili all'ambiente. Ovvero, un nuovo disastro delle buone intenzioni.

Per evitare di cadere in questa trappola, bisognerebbe usare per la produzione di carburanti solo biomassa di scarto. Per esempio, produrre biodiesel dagli oli da frittura recuperati. Tuttavia, solo la biomassa di scarto che vale la pena di recuperare è una quantità piccola, che può coprire una fetta infinitesimale del consumo di carburanti.

Ci sarebbero speranze per i biocarburanti con un approccio completamente diverso: piante geneticamente modificate e tecniche di coltivazion che possano aumentare di un paio di ordini di grandezza le rese per ettaro, ed anche accrescere notevolmente la frazione di olio sulla massa della pianta.

Generazione Distribuita di Elettricità, Parte 2

Leggi Parte 1

Una delle difficoltá principali a piagare le fonti alternative/rinnovabili di elettricitá é la scala (a parte altre serie difficoltá come i rendimenti ed i costi energetici): anche le fonti che funzionano possono produrre solo quanitá piccole o moderate di energia; é anche probabile che ci siano serie limitazioni sulla potenza erogabile.

Una centrale termica a biomassa da 100 MW é giá al limite delle dimensioni fattibili; mentre i regimi fiscali e/o sussidiari possono rendere conveniente il trasporto di biomassa a lunga distanza, dal punto di vista ambientale é un'atrocitá. Le scorte disponibili di biomassa poi potrebbero non essere sufficienti per far funzionare la centrale a piena potenza per un periodo abbastanza lungo da soddisfare la richiesta. Se invece vedrete le colline di carbone vicino a Gent, in Belgio, capirete perché questo problema non si pone per le centrali termiche ordinarie.

Nel modello a generazione diffusa, invece, le dimensioni delle centrali sono piú piccole, fino al punto di essere compatibili con la scala delle fonti alternative/rinnovabili. Ció non risolve tutti i problemi di queste fonti, ma per esempio l'idea di trasmettere a grande distanza l'energia prodotta con pannelli fotovoltaici é folle: il rendimento globale sarebbe catastroficamente basso.

Al concetto di generazione diffusa si associa anche quello di diversificazione delle fonti: all'interno di ogni cellula, le fonti energia si accordano alle condizioni locali. Per esempio, un piccolo centro abitato in una regione boscosa o ancora meglio dove la lavorazione del legname é molto diffusa puó ottenere tutta la sua elettricitá dalla biomassa; in altri casi fonti idroelettriche possono bastare, ed addirittura pannelli solari possono produrre l'elettricitá necessaria per un piccolo centro (almeno di giorno; ma su piccola scala anche lo stoccaggio di energia diventa un problema meno complesso). Mettere in ginocchio un tale sistema sarebbe molto difficile - anche se, pensandoci, mancanze localizzate di energia potrebbero indurre tensioni interne.

La generazione diffusa si presta anche i coprire i carichi di base, specialmente se certe tecnologie giungeranno a maturazione: i reattori nucleari a letto di sfere allo studio in Cina sono pensati per essere prodotti in unitá modulari da 100 MW, che possono essere usate singolarmente o in gruppo per produrre la potenza richiesta. Questi ed altri tipi di reattori sono piú scalabili di quelli tradizionali a barre, quindi potrebbero anche essere prodotti in versioni piú piccole (fino a pochi MW) per applicazioni localizzate - se sará possibile vincere la fobia di tutte le cose nucleari che si é diffusa fra la popolazione soprattutto dopo l'incidente di Chernobyl.

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.