- scritto da Stefano Liberati
- categoria Curiosità ecosostenibili
Come si valuta la convenienza energetica di una fonte energetica rinnovabile
Alla base di qualsiasi scelta energetica ci dovrebbe essere una conoscenza diffusa degli elementi discriminanti dal punto di vista energetico. Non terremo conto degli impatti sull’ambiente e dei costi economici: quella che faremo per valutare la convenienza di una fonte energetica rinnovabile, è un analisi esclusivamente energetica. Escludendo le valutazioni dipendenti dai meccanismi politici ed economicivengono di seguitoespressi 4 fattori fondamentali per rendere obiettiva l’analisi finale di una fonte energetica rinnovabile e confutare con valori oggettivi alcune leggende metropolitane. Questi fattori in questa fase storica di incertezza estrema e di “fame energetica mondiale“ dovrebbero essere alla base della scelta di una fonte rispetto ad un’altra.
EROEI | ENERGY RETURNED ON ENERGY INVESTED [kWh]
La convenienza energetica dipende essenzialmente da un fattore denominato EROEI. E’ una sigla che significa ENERGY RETURNED ON ENERGY INVESTED. Tradotto in italiano è il ritorno di energia su energia investita; è un rapporto tra due valori numerici espressi in kWh. Per EROEI intendiamo quindi il rapporto tra energia prodotta dalla fonte energetica e l’energia totale impiegata per realizzare o far funzionare la stessa fonte energetica. Questo fattore è un primo elemento di valutazione per determinare la convenienza energetica di una fonte rinnovabile e per compararla con qualsiasi altra fonte non rinnovabile. E’ il primo scoglio da superare, è la condizione necessaria ma non sufficiente per poter affermare che conviene realizzare un impianto FER.
L’EROEI attraverso un solo un valore numerico permette di comparare oggettivamente le diverse fonti energetiche. Mentre risulta abbastanza semplice verificare l’energia ottenuta da una FER, risulta complesso calcolare in modo corretto tutta l’energia investita nella stessa. Questa complessità rischia a volte di minare la credibilità del risultato, maggiore è l’accuratezza più il valore EROEI risulta credibile.
Come si può capire se un valore EROEI di una tecnologia rinnovabile è sufficientemente elevato per ritenere valida la scelta di un impianto di produzione energetica rinnovabile? Semplicemente si mette a confronto con i valori EROEI delle produzioni da fonte non rinnovabile. Se ad esempio per realizzare, mantenere e dismettere un parco eolico offshore si impiegasse in totale più energia di quella che lo stesso impianto può realizzare durante la sua vita operativa avremmo un EROEI con un valore negativo. La decrescita del valore EROEI del petrolio, insieme alla domanda crescente dai Paesi in via di sviluppo, è uno dei motivi dell’aumento del prezzo del carburante su scala mondiale.
COP | COEFFICIENT OF PERFORMANCE [%]
Secondo elemento discriminante è il COEFFICIENT OF PERFORMANCE, espresso come COP. Questo fattore permette di verificare la percentuale di utilizzo della potenza intrinseca contenuta nella fonte primaria di energia (sole, vento, acqua, terra, biomassa, combustibili fossili). Maggiore è il COP e maggiore è la convenienza energetica di una FER. E’ calcolabile quindi mettendo in rapporto l’energia prodotta con l’energia intrinseca della fonte primaria di energia. Solitamente si definisce con un valore in percentuale.
Ad esempio è l’elevato COP che sta alla base della potenzialità energetica della cogenerazione. Con la cogenerazione con una sola fonte energetica si realizzano due energie utilizzabili: il calore e l’energia elettrica sfruttando l’energia intrinseca della fonte energetica primaria (sole, biomasse, gas e combustibili fossili ) con un COP di 0,8 che significa in parole povere utilizzare in loco l’80% dell’energia intrinseca della fonte primaria. Un COP corrispondente all’80%è un valore molto alto. Ad esempio per l’energia eolica realizziamo energia elettrica con un COP che per limiti fisici (legge di Betz) non potrà mai superare di 59,3%. Nella realtà questo valore scende molto per le perdite energetiche nella trasformazione e distribuzione dell’energia cinetica. Nella tecnologia fotovoltaica il limite massimo teorico di efficienza è del 40%. In realtà il COP delle celle fotovoltaiche in commercio è massimo del 20%.
CAPACITY FACTOR [% oppure ore/anno]
Terzo elemento non meno importante attraverso il quale si verifica la convenienza energetica è il capacity factor. Il capacity factor è il rapporto tra l’energia prodotta in un periodo di tempo e quella che avrebbe potuto essere realizzata se l’impianto avesse prodotto costantemente alla sua potenza nominale. E’ un indicatore rilevato nel sito di installazione dell’impianto, Il capacity factor può essere espresso in percentuale o in ore annuali di produzione alla potenza nominale dell’impianto. E’ importante sottolineare che il capacity factor non è un elemento con il quale valutare una FER in generale, ma soltanto un singolo impianto situato in un determinato luogo. Per l’installazione di un impianto eolico il capacity factor è l’elemento discriminante per il definire la convenienza economica. Il vento costante ad una determinata velocità fa innalzare il capacity factor per un impianto eolico.
PROGRAMMABILITÀ
Ultimo elemento ma non meno importante è la programmabilità. Nella produzione di una fonte energetica questo elemento discriminante non è valutabile numericamente; una FER quindi o è programmabile o non è programmabile.E’ la programmabilità che determina spesso il punto di forza per la scelta delle fonti rinnovabili date dalla combustione delle biomasse e biogas rispetto al solare fotovoltaico o all’eolico.
