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La durezza del vivere

@durezzadelviver

Oct 15

Oggi su @LaVeritaWeb: Sardegna e rinnovabili, un incontro difficile ma obbligato se si vuole il Green Deal. La buona producibilità solare/eolica dell'isola sarà utilizzata anche dalla Penisola grazie a nuovi elettrodotti. 1/n

Terna investe 1,4 mld€ per la dorsale sarda e il SAPEI2, entrambe con capacità 1.000 MW. In più c'è il Tyrrhenian link dalla Sicilia, anch'esso da 1.000 MW.

La Sardegna, secondo il DM Aree Idonee deve aggiungere 6.200 MW di rinnovabili al 2030.

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@durezzadelviver

Jan 5

🧵 Finlandia: produzione, consumo, import e prezzo.

Riprendiamo il grafico della produzione di energia elettrica in Finlandia di questi ultimi giorni.
La linea azzurra rappresenta la domanda, cioè il consumo. L'area arancione rappresenta la produzione da nucleare. Ho tolto le altre fonti.
Essendo l'energia un bene a consumo istantaneo, la linea azzurra rappresenta il profilo di consumo, cioè la richiesta di potenza istante dopo istante. Se sommo i valori di potenza richiesta secondo per secondo in un'ora ho l'energia consumata in quell'ora.
Cioè, l'energia è la potenza nel tempo.

La potenza richiesta non è uniforme durante il giorno.
Come vedete, il minimo della potenza elettrica richiesta dalla rete il 29 dicembre, ad esempio, è alle 3 di notte ed è pari a 10.270 MW in quell'ora (capisco che dire MWh/h può sembrare strano, è un vecchio vizio dei gasieri).
Lo stesso 29 dicembre la punta massima di potenza richiesta è stata di 11.990 MW alle ore 16.
(N.B.: il consumo è istantaneo, come abbiamo detto, dunque in realtà all'interno di quell'ora sarà successo di tutto: diciamo che ciò che vediamo qui è la media dei 3.600 secondi. E lasciamo stare le perdite per semplicità).
Nella stessa ora del minimo consumo di energia di 10.270 MWh, la produzione nucleare di energia è stata 4.350 MWh.
Cioè: se fingiamo che nell'ora 3 del 29 dicembre consumo e produzione siano stati costanti in ogni istante, abbiamo che la potenza richiesta dalla rete in quell'ora è stata di 10.270 MW e la potenza efficiente netta di fonte nucleare è stata di 4.350 MW. Che equivale a dire che in quell'ora il consumo è stato di 10.270 MWh e la produzione da nucleare è stata di 4.350 MWh.
È chiara la differenza tra energia e potenza?

Come vedete il profilo di produzione del nucleare è una fascia praticamente costante. È un vero e proprio prodotto che si chiama baseload, qui pari a circa 4.350 MW in tutte le ore.
Il baseload del consumo (cioè il consumo minimo nel periodo, ovvero il minimo di potenza richiesta) è però molto più alto ed è almeno, nel periodo considerato, pari a 9.390 MW registrato il 26 dicembre alle ore 2.
Quella domanda va soddisfatta producendo di più, ma il nucleare quello è. Ci vogliono le altre fonti.

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@durezzadelviver

Dec 13, 2023

Il dibattito sul nucleare in Italia non sarà diverso dagli altri dibattiti. Curva sud/curva nord, tutti diranno di tutto e quasi nessuno saprà esattamente di cosa sta parlando. Argomenti errati, assunzioni non suffragate, fallacie, bias, dati senza fonte, insomma cose già viste.

Esempio di argomento fallace sul nucleare in Italia: il referendum del 1987.

Nessuno dei tre quesiti del referendum sul nucleare del 1987 aveva direttamente come oggetto l’abbandono del nucleare nel nostro paese. I tre quesiti erano relativi a tre norme diverse e riguardavano aspetti di dettaglio.
Il primo quesito concerneva il potere sostitutivo

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@durezzadelviver

Nov 1, 2023

Questo è il profilo di consumo elettrico dell’Italia in una domenica di inizio estate (a sinistra) e la relativa copertura con produzione (a destra, escluso import):

📷

Figura 1 – Previsione domanda giornaliera Italia e copertura della curva giorno sabato (fonte: Terna)

In ogni istante, la produzione elettrica deve soddisfare l’andamento della domanda, compresa la doppia punta oltre i 32.000 MW di potenza istantanea richiesta attorno alle ore 11 e attorno alle ore 20.

Questo invece l’aspetto della curva di un giorno lavorativo:

📷

Figura 2 – Previsione domanda giornaliera Italia e copertura della curva giorno lavorativo (fonte: Terna)

Il soddisfacimento della curva di domanda varia a seconda del parco impianti di generazione, ciascuno dei quali, a seconda delle tecnologie adoperate, presenta caratteristiche di produzione diverse.

Ad esempio, il profilo di produzione del parco impianti nucleari in Francia in un generico periodo è il seguente:

📷Figura 3 - Fonte: Refinitiv

Per il periodo considerato, si tratta di un profilo sostanzialmente piatto attorno ai 30.000 MW per ogni ora del giorno e della notte, che prescinde dalle condizioni meteorologiche. Quanto di meglio si possa avere in termini di sicurezza del sistema.

Di seguito invece il profilo di produzione dei soli impianti a carbone e a gas in Italia, impilati:

📷Figura 4 - Fonte: Refinitiv

Gli impianti a carbone forniscono il carico di base, mentre gli impianti a gas, oltre a fornire parte del carico, seguono il profilo della domanda sulle punte di consumo, grazie alla flessibilità della tecnologia http://termoelettrica. Il profilo di produzione del parco di impianti fotovoltaici in Germania è invece il seguente:

📷Figura 5 - Fonte: Refinitiv

In questo caso il profilo di produzione presenta salite molto ripide sino alla punta massima di potenza, 30-40.000 MW, che si raggiunge a metà giornata, cui segue discesa altrettanto ripida sino allo zero delle ore serali e notturne. Si tratta di un profilo rigido, dunque non adatto a seguire il profilo dei consumi, cosa che richiede di poter modulare la produzione istantaneamente. Se il meteo è costante, però, si tratta di un profilo abbastanza regolare e prevedibile entro un certo limite. Esiste, in più, una stagionalità, come mostra il grafico relativo al parco fotovoltaico italiano (d’estate, come ovvio, la produzione è maggiore):

📷Figura 6 - Fonte: Refinitiv

Il profilo di produzione del parco di impianti eolici in Germania in un generico periodo è invece il seguente:

📷Figura 7 – Fonte: Refinitiv

Qui siamo in presenza non solo di ripide salite e discese attorno ai picchi giornalieri di produzione, ma anche di una irregolarità della produzione effettiva tra giorni e ore, data dall’incertezza della ventosità reale. Le condizioni di ventosità possono essere previste con buona approssimazione solo nelle ore immediatamente precedenti il periodo di interesse, per cui si lavora molto con simulazioni statistiche per cercare di prevedere la produzione. Anche in questo caso esiste una stagionalità (d’inverno la produzione è maggiore):

📷Figura 8 – Fonte: Refinitiv

Da tutto ciò si desume anche che l’energia elettrica non è un prodotto omogeneo nel tempo. Un kilowattora prodotto di notte ha un valore diverso da un kilowattora prodotto di giorno, e un kilowattora prodotto alle ore 11 di una domenica di aprile ha un valore diverso da un kilowattora prodotto alla stessa ora di un martedì di inizio luglio. In altre parole, il prezzo dell’energia dipende sì dal costo di produzione, ma anche dal valore rispetto al sistema. Con una maggior produzione da fonte rinnovabile, poiché l’output energetico dipende da vento e sole, il valore della produzione è associato al profilo di generazione in rapporto al profilo della domanda. In più, i vincoli di rete impongono una selezione da parte del gestore della rete. Se è vero quindi che la generazione a fonte rinnovabile ha costi variabili vicini allo zero, per la sua intermittenza crea costi di sistema che devono essere imputati direttamente alle stesse Al puro costo di generazione (costi fissi più costi variabili), va aggiunto il costo dell’integrazione nella rete26 secondo lo schema seguente:

📷Figura 9 - Levelized costs of electricity e System Levelized costs of electricity

Il risultato di un mix produttivo molto spinto verso le fonti rinnovabili è una situazione come questa:

📷

Figura 10 – Fonte: Terna

Data la rigidità del profilo da rinnovabili il problema è come coprire il profilo del carico residuo, dato dalla differenza, istante per istante, tra il profilo della domanda e quello della produzione da rinnovabile. Salendo verso il picco di produzione fotovoltaica (intorno alle ore 14) il resto della produzione deve scendere di molto e deve farlo rapidamente. La stessa poi deve iniziare a risalire subito dopo il picco, sempre rapidamente, mentre precipita la produzione da fotovoltaico. Tutto ciò ha dei costi.

In sintesi, la rigidità (nel caso del fotovoltaico) e l’imprevedibilità (nel caso dell’eolico) sono nemiche della stabilità del sistema perché rendono l’offerta di energia 1) rigida e 2) incerta. Infatti, un parco produttivo con predominanza di fonti rinnovabili richiederà la presenza massiccia di strumenti di flessibilità (verso il basso o verso l’alto) per compensare il carico sulla rete27. Mentre l’energia fotovoltaica è ragionevolmente certa in termini di profilo di produzione (può variare la quantità in base alle condizioni meteo), la produzione da eolico va utilizzata e massimizzata quando c’è. Dunque la produzione eolica gode di una sorta di privilegio nel dispacciamento dell’energia. Ma non sempre il complesso sistema domanda-rete-offerta (cioè consumo-rete-produzione) è pronto ad accogliere queste variazioni istantanee. Infatti, per esigenze di bilanciamento e sicurezza della rete (i.e. per evitare blackout) oggi Terna, gestore della rete italiana e responsabile del bilanciamento del sistema, può ricorrere alla riduzione della produzione eolica mediante ordini di dispacciamento con l’effetto di generare mancata produzione eolica (MPE). In sostanza, se la rete non è in grado di assorbire la produzione eolica in una certa zona della rete, l’energia non entra in rete e viene… buttata via. Nel 2022 la MPE è stata di 300 milioni di kilowattora (Figura 11), energia che viene comunque pagata al produttore eolico, sulla base del principio che non è colpa del produttore se la rete non è strutturata per permettere uno sfruttamento pieno della produzione28. Il relativo costo (che fa parte dei costi di integrazione secondo la definizione di Ueckerdtm vista sopra) rientra, assieme ad altre voci, tra gli “oneri” che si trovano sulle bollette mensili di tutti i cittadini29. Da questo si intuisce facilmente come per la gestione di un parco produttivo a fonte rinnovabile siano necessari cospicui investimenti sulla rete di trasporto e di distribuzione.

📷

Figura 11 – Fonte: Terna

Nello scenario NZE della IEA assumono dunque grande rilevanza gli accumulatori, grandi batterie dedicate che dovrebbero fornire i servizi di riserva e bilanciamento istantaneo alla rete. Questo significa una nuova necessità di metalli, che si aggiunge a quelle già viste. Non solo: per “caricare” queste grandi batterie è necessario avere surplus di produzione, dunque è necessario sovradimensionare il parco produttivo per avere surplus di energia da immagazzinare e da utilizzare quando serve30.

Il paradigma della scarsità indotta attraverso l’adozione di tecnologie di generazione elettrica discontinue porta con sé, insomma, oltre che nuova e maggiore domanda di metalli per accumulatori e per surplus di potenza installata, anche maggiori costi legati intrinsecamente alle caratteristiche della tecnologia di produzione. Tali costi non sono forse visibili nell’immediato, ma emergeranno man mano che la produzione sarà integrata nella rete.

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@durezzadelviver

Aug 29, 2023

🧵
Intensità energetica del PIL.
Ovvero, quanti kg equivalenti di petrolio sono consumati per fare un dollaro di PIL [a prezzi e cambio 2015 (koe/$15p)].
Tutti i paesi mostrano un progressivo calo dell'intensità energetica. Il che significa che il PIL dipende sempre meno ->

dal consumo di energia. Questo perché aumenta l'efficienza energetica o, in maniera preponderante, perché il PIL è fatto sempre meno da manifattura e sempre più da servizi e finanza.
Le tre maggiori economie UE e UK hanno una intensità energetica del PIL tra le più basse.

Come si vede, i paesi a maggiore intensità energetica sono quelli dove c'è ancora una manifattura significativa (USA, Cina) oppure l'efficienza è bassa (Russia, Canada).

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@durezzadelviver

Aug 5, 2023

🧵 Rame delle mie brame.

Dalla miniera di Predoi in Alto Adige si estraeva fin dal 1400 (ma gli affioramenti erano sfruttati da prima) il rame, che si presenta come minerale di calcopirite (rame, ferro e zolfo). Martello e piccozza incrociati sono il simbolo delle miniere. 1/n

Molti milioni di anni fa la zona era occupata dal mare. Le eruzioni vulcaniche sottomarine facevano sedimentare sui fondali quantità enormi di minerali. Con il tempo, le spinte opposte delle placche tettoniche hanno fatto alzare questo sedimenti rocciosi e spinti in verticale.

Sappiamo con certezza che le montagne di oggi sono i fondali marini di ieri (facciamo dell’altroieri) per via dei fossili di specie sottomarine e dell’analisi dei materiali. Chiamatelo pure cambiamento climatico.

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