L'ipocrisia del risparmio energetico: Dalla produzione all'ingrosso al fai da te

Ammetto per scrivere questo post mi sono dovuto dare una calmata. Dopo aver sostenuto n esami su produzione di energia e utilizzazione leggere dei mille modi di risparmiare energia elettrica facendoci sentire una merda perché sprechi senza criterio lo trovo un esercizio di brutta retorica.
Ciò che dirò è di carattere puramente ingegneristico e cercherà di essere esente da deliri propagandistici sulla tecnologia presente su pseudo ,finti o veri ecologisti.
Intanto definiamo un concetto fondamentale: perché produrre energia elettrica? Perché ci serve ,perché senza non ci sarebbe civiltà come la conosciamo e soprattutto perché secondo una delirante classifica il paese che ha i consumi più elevati è quello più progredito.
Di energia ne serve tanta, ora ancor di più . Se prima erano soprattutto le grandi fabbriche a consumarne abbondantemente costringendo il gestore nazionale a modificare la produzione in funzione di queste, ora sono anche le utenze casalinghe che pare che senza gli n-mila strumenti tecnologici ma soprattutto gli onnipresenti condizionatori /pompe di calore, pare proprio non si possa vivere.

Altra domanda è: come produrre energia elettrica di qualità e in grande quantità? In passato si sono usate tante soluzioni tutte però basate su principi termodinamici. Per farla breve e che i futuri colleghi ingegneri mi perdonino, è lo sfruttamento dell'energia passando per il calore che ne è una forma di seconda specie (degradata). Per parlare in termini umani noi bruciamo un combustibile (energia allo stato potenziale): benzina, gasolio, gas o altro, da questo produciamo attraverso caldaie speciali vapore che viene tramutato in energia meccanica e poi in elettrica. Ci avete capito qualcosa? No? beh , sappiate che questo è il modo più facile per creare energia in quantità.
Dal seguente disegno potete farvi una idea:

Il principio è semplice: prendo l'acqua distillata la faccio bollire quindi gli fornisco calore quindi energia.
Una volta che il valore ha raggiunto certe temperature, pressioni e caratteristiche (rispettivamente 540°C, 140 Atm ed è divenuto vapore saturo surriscaldato o risurriscaldato, dipende) lo mando a delle macchine chiamate turbine a vapore, speciali macchine rotanti ad altissimo rendimento che fanno espandere il vapore in modo da assorbirne l'energia tramutandola in energia meccanica (coppia rotante all'albero). Infatti il vapore ne uscirà a temperatura molto più bassa e a pressione minore. Ci sono fino a tre tipi di turbina: Alta, Media e Bassa pressione. Tutto questo per riuscire a "ciucciare anche il midollo" dell'energia termica. Una volta esaurito il vapore e oramai coesistente con i cascami d'acqua che si formano (siamo a 100°C quindi è in passaggio vapore/liquido) viene passato nel "condensatore" che scambierà il calore residuo ad un altro liquido (solitamente acqua di mare o a volte di fiume come nella centrale che c'è sul fiume Po). L'acqua così trattata torna liquida a 30-40°C e viene pompata di nuovo in caldaia dove ricomincerà il processo da capo. Così all'infinito. Da qui  la parola "ciclo".

Per dare una idea a Civitavecchia, Torre Valdaliga nord, ci sono, o meglio c'erano (la visitai nel 1995 con la scuola, ora non so com' è variata la struttura) 4 gruppi di generazione da 750 MVA (Mega Volt Ampere, per i meno tecnici 650 Mega Watt di potenza) ciascuno. Ogni gruppo di generazione ha una caldaia la cui altezza esterna è di circa 80 metri e una base di 100 metri quadrati. Il gruppo è formato da una turbina a vapore di alta e una di bassa pressione e un alternatore elettrico che sta su un asse in acciaio speciale, lungo (mi pare di ricordare) 30 metri e il peso totale era per albero e macchine calettate sopra (sempre dai ricordi) è sulle 30 tonnellate.
Tutto 'sto coso prende il nome, per me, evocativo di turboalternatore appunto perché formato dall'accoppiamento di turbine e alternatore che funziona ad una velocità di 3000 giri al minuto (alternatori veloci) per dare in uscita i 50 Hz di frequenza che noi conosciamo.
Ora per macchinari di simile grandezza e potenza si pone un problema fondamentale: che cosa gli do da bruciare? Inizio a fare la lista di quello che ho:

legna? Disbosco tutto ok ,ma poi?
Benzina? E che so'? zio Paperone?!
Gasolio? mica costa tanto di meno ergo vedi sopra

Si  è pensato a frazioni meno nobili del petrolio , carbone e gas naturale. In italia che abbiamo di questa roba? Correggetemi se sbaglio ma mi pare proprio nulla ergo dobbiamo comprare tutto all'estero e qui inizia il problema degli approvvigionamenti ( e dipendenza da stati stranieri). Il migliore in assoluto come qualità sarebbe il gas naturale ma costa di più, bisogna fornirsi e rifornirsi da paesi a rischio (vedi la storia dei gasdotti dell'est degli ultimi anni) e vuol dire anche bollette più costose (ecco perché la famosa centrale di Montalto di Castro, che funziona a gas, da quando c'è il borsino elettrico è quasi sempre con le macchine senza carico (diciamo in "folle" perché a causa dei costi del combustibile non è competitiva).
Il carbone grazie a certi processi è diventato molto più competitivo come potere energizzante costa poco e ce ne sono enormi quantità stimate ad oltre 600 anni.
Rimane questa famigerata frazione del petrolio. Ma cosa è di preciso? Si chiama olio combustibile ed, spiegazione tecnica, è la frazione che esce fuori durante il processo di raffinazione quasi a fine lavorazione (mi pare che dopo rimanga solo il bitume come scarto) oppure ,spiegazione pratica, è merda. Si esatto merda! Una cosa bituminosa e puzzolente che deve essere scaldata a 40-80°C per essere pompata nelle tubature altrimenti non può essere immessa in caldaia voi come la chiamate? Ecco tenetelo a mente bene perché è quello che si brucia in gran quantità, poi ci si lamenta della riconversione a carbone di Torre Valdaliga.
Ogni gruppo consumava (sempre fonte 1995) , tenetevi forte, 140 tonnellate/ora di olio combustibile e ricordate che i gruppi sono 4. Aggiungeteci che all'epoca il rendimento dell'impianto era del 39%. Cosa è il rendimento? Un numero che mi dice quanta energia viene effettivamente trasformata in elettrica, cioè solo il 39% di quello che bruciamo viene trasformato in energia elettrica. E il resto?
Il resto viene perso, ahimè è il ciclo termodinamico che lo impone. Mi spiegherò meglio strada facendo.
A distanza di tanti anni la tecnologia ha fatto grandi passi e grazie a materiali migliori si è riusciti ad arrivare a temperature di caldaia ben più alte e il rendimento è salito a circa il 55%. Questo ha comportato però anche grandi complicazioni negli impianti ; non immaginate quali contorsioni mentali prevede uno schema di impianto di generazione: tubi che vanno, tubi che tornano. Nelle centrali che vengono modificate il potenziamento viene chiamato repowering. Piccola nota per rosicare: all'estero chi ha il gas naturale riesce ad arrivare al 65% di rendimento. Ma non c'entra che siamo i soliti italiani, quelli hanno il gas e contro il culo non c'è gloria.
Ora spero sia chiaro perché ad esempio, le centrali sono sempre vicino al mare; l'olio combustibile si porta con le petroliere (fonte '95, sempre a Torre Valdaliga: 200 petroliere all'anno per un costo, allora, di 7 miliardi a carico) dove viene stoccato in enormi quantità con riserve che arrivano a 40 giorni. La necessità di grandi quantità di acqua per smaltire l'eccesso di calore dell'acqua del ciclo (acqua demineralizzata e trattata perché ad alte temperature diviene leggermente acida e distruggerebbe le tubature).
Solo parlando di logistica è chiaro il motivo di certe scelte? Qualsiasi altra sarebbe ben più costosa e problematica.

Ma possiamo produrre energia in altri modi: sfruttando l'acqua per esempio. O meglio l'energia di cui l'acqua si fa portatrice sana. Da una vecchia e nota legge della fisica sappiamo che un corpo se da fermo cade da una certa altezza esso acquisterà velocità. Ma la velocità è una forma di energia, cinetica in particolare. Quindi Se abbiamo una grande massa d'acqua in movimento oppure a cui possiamo dare movimento perché posta ad una certa quota sappiamo per certo che essa porterà energia che noi in qualche modo sfrutteremo.
Ecco che allora servendoci di adeguati bacini e turbine,questa volta idrauliche al posto di quelle a vapore, possiamo con un procedimento simile a prima, ciucciare l'energia che ci serve in maniera economica, meno inquinante, se non per le strutture da costruire e soprattutto gratis. L'unico problema è la quantità d'acqua quindi si è sensibili alle scorte e a dove piazzare i bacini. Nascono quindi le dighe, gli sbarramenti e le centrali ad acqua fluente (che sono sui fiumi).
Esiste pure l'eolico, il geotermico e altre cose che qui nel bel paese sono poco sfruttabili. Ad esempio nei paesi con molti geyser il geotermico va che è una bellezza, qui abbiamo solo una piccola centrale che serve più per dimostrazione che altro. Alcune industrie si autoproducono, e tramite accordi con il gestore nazionale mandano in linea, l'energia autoprodotta. Ad esempio usando come combustibile i residui di lavorazione delle olive, il gas naturale del letame nelle vaccherie e tanto altro ancora, ma tutto questo è poco rispetto alla potenza producibile tramite l'idrico e soprattutto il termoelettrico che ho descritto prima.

Passiamo ora ad un altro aspetto che menzionavo prima: la qualità. Per energia di qualità si intende avere una onda di tensione che sia una sinusoide perfetta ( che è poi la forma dell'onda con cui alimentiamo i carichi elettrici). Come già dissi in un precente articolo, al giorno d'oggi questo è impossibile per tanti motivi. Gli alimentatori elettronici divenuti una realtà del mondo moderno modificano, distorcono e rendono a volte irriconoscibile l'onda iniziale. Questo implica per le macchine effetti secondari che si traducono in surriscaldamenti, funzionamenti anormali e a volte anche problemi seri come disalimentazione delle linee o delle macchine. Questo a livello di distribuzione e trasmissione di energia. Poi per l'utente finale ci possono essere problemi anche più gravi. Naturalmente i tecnici del gestore nazionale ci hanno messo una bella croce sopra in questi ultimi anni anche in virtù dei cambiamenti che ci sono stati (da gestore nazionale con obblighi di pareggio a semi privato con obblighi di attivo).
Per ricapitolare le cose sono complicate:
-bisogna cercare un luogo adatto da mutilare e deturpare a livello paesaggistico, trovarlo pure in un punto che abbatta i costi di approvvigionamento dei materiali (mare o altra zona simile) e tutto questo per produrre l'energia che manda avanti il paese
-Bisogna anche avere una certa qualità (che significa mantenere anche i famosi 50Hz e vi assicuro che non è facile) .

Ditemi ora: pareva facile? Ed ho omesso un sacco di cose.

Menziono anche le turbogas che sono simili (tranne per il fatto che sono multistadio e ad azione, almeno dovrebbero esserlo) ai motori aeronautici, il principio è lo stesso e vengono usati per le variazioni di carico istantaneo anche se in questi ultimi anni le tengono accese sempre più spesso ed economicamente, non va bene. Infatti hanno un rendimento che arriva al 30 o nel migliore dei casi al 40% per un problema congenito di questi sistemi (il compressore). Ma a causa della sempre maggiore richiesta di energia da parte della clientela residenziale (pompe di calore, condizionatori) anche in periodi di bassa richiesta come l'estate si è cominciato ad avere una richiesta sempre più alta.

Ora che abbiamo menzionato "come si fa" l'energia elettrica e chiarito che produrla non è uno scherzo, torniamo alla nostra bella casetta, gestita da noi e che tanto teniamo all'ambiente.
In casa ognuno di noi mediamento ha il contratto con un fornitore di energia elettrica che è di 3KW. Cioè possiamo prelevare continuativamente 3000 W circa di potenza. Poi c'è anche chi ha il contratto a 4.5 o 6 KW ma questi sono più utenti di campagna in cui debbono anche alimentare motori per pompe di irrigazione o pozzi, anche se adesso coi condizionatori le cose stanno cambiando.
Visto che la potenza, come detto, non è elevatissima viene una riflessione: perché non autoprodursi l'energia che serve in maniera autonoma? Potremmo farci un po' di art attack elettromeccanica e farci una ciclette dove mentre pedaliamo produciamo energia elettrica. Non male come idea: uno risparmia la palestra e ci guadagna pure in salute e in denaro. Purtroppo siete grandi e devo infrangere i vostri sogni: il corpo umano è anch'esso una macchina termodinamica e arriva ad un rendimento di circa 20, max 25% di tutto quello che brucia e il resto lo tramutiamo in calore. Non pensate che poi di energia ne produciamo così tanta ,insomma, una televisione forse la accendiamo, una lavatrice con lavaggio caldo (2kW) proprio no. A meno di farci gli schiavetti che pedalino per noi ma la legge in questo non ci aiuta.
Altro modo assai meno faticoso e assai più proficuo (almeno ce lo spacciano per tale) sono i pannelli fotovoltaici. Da non confondere coi pannelli solari che altro non fanno che scaldare l'acqua. No, il fotovoltaico produce elettricità ed è proprio ciò di cui abbiamo bisogno! potremmo alimentarci tutta casa!

Ma quali sono questi pregi e difetti?
I pregi sono sicuramente la conversione più o meno diretta dell'energia elettrica senza passare per i processi termodinamici che abbiamo detto prima, una energia a "costo" zero che ci permette di avere una sorgente praticamente gratis, per sempre con una tecnologia che si basa su macchine statiche ovvero senza parti in movimento quindi ad alta affidabilità e ad alto rendimento (ad esempio gli inverter che servono a trasformare l'energia da corrente continua prodotta dai pannelli, in alternata a 50 Hz e tensione di rete arrivano al 99% circa).
Di contro tante cose non dette, tanto spazio necessario, costi di primo impianto, sfruttamento dell'energia in funzione delle bizze del tempo e cosa mai affrontata prima lo stoccaggio dell'energia. Cosa a cui nessuno ha pensato.
Per spiegare meglio le mie ragioni direi che cosa migliore di un bell'esempio non ci può essere.
Ecco che usando quella fonte "sacra" che è wikipedia troviamo prontamente tutto quello che ci serve per fare due calcoli al volo alla voce pannelli fotovoltaici.
Naturalmente si assume che:
A)wikipedia sia la verità assoluta e ciò che c'è scritto non sia opera di un mitomane ma di una o più persone che sa quello che scrive e che l'abbia scritto correttamente
B)la voce pannelli fotovoltaici sempre presa da wiki sia aggiornata alla tecnologia corrente.

Detto questo iniziamo a fare due calcoli: dobbiamo arrivare a 3kW più spicci.
Facciamo che abbiamo parecchi soldi e siamo lungimiranti, secondo wiki possiamo prendere dei pannelli che producono 1000 Wp (watt di picco) con una superficie di pannello di 5,147 m². A noi ne servono per 3000 ca. quindi ce ne servono il triplo per una superficie complessiva di 15,441 m². Ora wiki ci dice che i pannelli sono disponibili in tagli da 0,5 fino a 2,5 m² di superficie. quindi arrotondiamo a 15,5 m² per una potenza un pelino superiore. Ora 15 m² sono dati da 3x5 metri oppure tutte le combinazioni che vi vengono in mente, ma non stiamo a sottilizzare. Grazie a questi produrremo 3000 watt circa di picco. Insomma lo spazio che occuperebbe una piccola stanza o meglio una porzione di parete o di tetto. in teoria potremmo piazzarli sulla parete di casa del nostro condominio e siamo apposto.Naturalmente se siamo in campagna cambia un po' tutto. Quindi: il calcolo è  fatto, i soldi ci sono; facciamo il nostro impiantino e siamo tutti più ecologici e soprattutto furbi (perché il gestore cattivo non avrà mai i nostri soldi)
Manco per niente. Leggiamo meglio wiki:

"Per garantire la qualità dei materiali impiegati, la normativa obbliga una garanzia di minimo due anni sui difetti di fabbricazione anche sul calo di rendimento del silicio nel tempo, questa arriva minimo 20 anni. La garanzia oggi nei moduli di buona qualità è del 90% sul nominale per 10 anni e dell'80% sul nominale per 25 anni."

Significa che il rendimento dei moduli (ipotizzandoli di averli comprati buoni e non dal primo pannellivendolo per strada) sarà in poco tempo inferiore a quanto detto del 10% cioè di 300 W ca. o meglio fino a 300W e dopo il decimo anno può scendere fino a ca. 600 W quindi ci troveremmo a poterne prelevare solo 2600 dei 3000 iniziali dopo 10 anni.

La potenza di picco nominata prima è la massima potenza che il pannello è in grado di produrre nelle migliori condizioni possibili cioè con il giusto sole, la giusta inclinazione ecc ecc. Quindi se c'è qualche nuvola, se vi costruiscono un bel palazzo davanti ( tanto con tutti questi condoni) o semplicemente avete i pannelli sporchi (ipotizzando che l'angolo migliore lo abbiate) avrete una potenza disponibile inferiore. Queste sono tutte cose di cui bisogna tener conto nell'uso quindi dovremo maggiorare la superficie dei pannelli, l'impianto verrà più grande e dovremo, sempre ammesso che l'abbiamo, scegliere una posizione con soleggiamento migliore (sperando di averla).
Come vedete le cose si complicano parecchio e la parete che dicevamo prima potrebbe non essere più sufficiente.
Inoltre c'è il discorso notturno: di notte i miei pannelli non funzionano e che faccio? Dovrò prelevare energia dal gestore.
Ma io di giorno ci sono?La produco e non la uso? Allora va persa! Esistono diverse soluzioni:

1)Se posso la uso: in fondo è mia
2)Se posso la reimmetto in linea dandola al gestore (che non sarà happy per il discorso già affrontato di qualità dell'energia ma lo sarà per altri motivi).
3)Posso sempre stoccarla in delle batterie/accumulatori: dite la verità,non ci avevate mai pensato eh?

Partiamo dal punto 3 perché secondo me è fondamentale e presto capirete il perché.Di batterie ne esistono tante e grazie allo sviluppo delle macchine elettriche negli ultimi anni stavano avendo una grande evoluzione ma hanno subito un duro colpo dall'invenzione delle fuel cell che saranno la tecnologia del futuro (a meno che non si inventino qualcosa di più geniale)e le uniche batterie o meglio accumulatori veramente utili in questo campo sono i soliti al piombo-acido. Altre tra problemi di tossicità, rendimenti,costi ecc ecc non sono economicamente considerabili.
Le piombo-acido però occupano spazio e sono dei piccoli armadi che necessitano di spazi appositi senza contare che durante il processo di scarica sviluppano gas idrogeno che è altamente infiammabile quindi serve anche un ambiente ventilato e non credo che nell'era delle microcase trovare un vano capiente per infilarci tali apparecchi con le dovute cautele sia fattibile.
Lo stoccaggio dell'energia è quindi impossibile a meno di condizioni particolari (senza contare i costi aggiuntivi). Quindi ciao ciao alla soluzione accumulo energia, almeno in case di città.

Passiamo al punto 1: ok, sto a casa e la uso, lavoro in casa,sono fancazzista, c'è sempre qualcuno a cui serve. Perfetto, in questo caso la produco, si usa e sto apposto, anche se viene da chiedersi quanta ne produrrò giornalmente, quindi torniamo ad essere schiavi delle bizze del sole.

Arriviamo al punto 2, vero nodo di tutto il mio lungo e noioso discorso (anzi plauso a chi è arrivato fin qui, chiederò di farvi diventare cavalieri della repubblica italiana). Da oltre due anni chiunque sento non ha altro che in bocca il rivendere l'energia all'enel. Non gli pare vero di farlo, cavolo! Ad averci i soldi tanta gente lo farebbe (installare pannelli) solo per il gusto di fare qualcosa di patriottico e aiutare l'ex gestore/monopolista guadagnandoci pure, anche perché si beccano i soldi! E tanti!!
Usando una espressione colorita che travalica il bon ton da salotto alla Biagiotti ma che rende bene l'idea: "ma manco per il cazzo, poveri fessi."

Inizio col dire una frase che il mio proff di Impianti di media e bassa tensione ripetè più volte a lezione: "Io vendo di giorno la mia energia, quella che produco, all'enel e poi di notte me la ricompro perché mi serve. Ma che guadagno è? Che indipendenza energetica è?"

Per capire meglio queste frasi vediamo un attimo la legge sugli incentivi economici.
Ho trovato due siti interessanti, il primo è molto chiaro ( ma un po' di parte) , il secondo è più articolato. Spero che siano assolutamente veri anche perché non mi va di cercare i documenti ufficiali e perdere tempo a leggerli perché questo articolo ha la pretesa di essere una chiacchierata e null'altro ma basata su verità e realtà e non con il rigore accademico che può avere ad esempio, il mio professore.
Gli incentivi vanno sotto il nome di conto energia e dal primo sito si legge, per utenze residenziali:

"NON riceverò più un contributo a fondo perduto come accadeva fino a poco tempo fa, quindi pagherò tutto l'impianto di tasca mia o grazie a prestiti agevolati studiati appositamente dalle Banche per lo sviluppo dell'energia solare."

il cliente invece potrà vendere l'energia prodotta al gestore elettrico nazionale, ricevendo periodicamente:

per gli impianti da 1 a 3 kWp una cifra di 0,38 € per ogni kWh prodotto per gli impianti su tetto piano o posti in giardino, 0,42 € per gli impianti con i pannelli fotovoltaici fissati sulle tegole, 0,47 € per gli impianti solari con i pannelli inseriti al posto delle tegole ( integrati architettonicamente ).

Il sito poi continua magnificando i vantaggi ma dal secondo si legge:

Ogni anno dopo il 2006 gli incentivi per KWh verranno ridotti del 2%. (da una modifica pare sia passato al 2009)

Chi installerà questo genere di impianti non potrà vendere l' energia prodotta oltre il suo fabbisogno. La quantità eccedente verrà immessa in rete ed il suo valore verrà sempre scomputato dalla bolletta.

(non mi pare che questa voce abbia subito modifiche)


Insomma: i pannelli me li pago da me e non sono 4 soldi, senza contare anche la progettazione dell'impianto. Vero è che prenderò incentivi ma non denaro sonante ma sotto forma di storno della bolletta elettrica e dal 2009 in poi mi verrà diminuito l'incentivo del 2% fino all'azzeramento al 20esimo anno. Quindi chi guadagna su cosa? E soprattutto se la notte, ammesso che durante il dì ci sia stata una giornata col sole spaccapietre, quanto è questo effettivo guadagno? E soprattutto se ho il contratto a 3kW non potrò fare un impianto da 1MW di potenza (quindi a meno di zapparla o di connivenze politiche la mia terra in campagna continua ad essere inutile). Insomma se pensavate di pagarvi una vacanza all'anno in giro per il mondo grazie al sole del belpaese direi che avete sbagliato di grosso. Senza contare tutti i problemi tecnici nominati prima.Insomma non so a voi ma sicuramente all'enel gli convenite di sicuro: non solo non vi da una lira visto che sono incentivi ma continua a tenervi per le palle.

Poi aivoglia a comprare elettrodomestici, cellulari, pezzi per pc ecc ecc che consumano di meno. Come se la loro produzione non provocasse rifiuti e inquinamento (e in quel caso si parla di economia sull'anima e sulla coscienza, cari i miei ambientalisti del cazzo che mi rompete se un foglio di carta non lo metto tra la riciclata)

In conclusione analizziamo la parola risparmio:
dal dizionario Hoepli on line:
risparmio
[ri-spàr-mio]
s.m. (pl. -mi)
1 Azione e risultato del risparmiare: r. di denaro; r. di tempo e di fatica; attento, prudente, oculato, stretto r.
‖ Senza risparmio, in abbondanza: beve e fuma senza r. con generosità: si è sempre prodigato senza r.
‖ SIN. economia, parsimonia
| CON. consumo, sperpero


Insomma risparmiare non significa solo consumare meno ma significa anche non usare quindi spegni 'sto cazzo di pc, tv, condizionatore, lampade ecc ecc o smettila di fare l'ipocrita.

PS: se interessati ai tipi di centrali e sistemi di produzione di energia elettrica in italia potete consultare il sito dell'enel preposto a tale scopo 

 PPS: si ringrazia la E-kenz per l'aiuto come lettrice/correttore :)