I numeri dell’energia

Energia e potenza sono i due concetti forse più importanti quando si parla di nucleare, rinnovabili e produzione di elettricità. Il concetto di energia viene intuitivamente compreso da tutti come la quantità di lavoro prodotto (o assorbito) da un apparecchio. L’unità di misura dell’energia è il Joule, dal fisico inglese James Joule, ma in ambito elettrico si usa il kilowattora (kWh), corrispondente a 3,6 milioni di Joule. La potenza, che è spesso confusa con l’energia, è invece la quantità di energia fornita (o consumata) nell’unità di tempo e si misura in Watt, in onore del fisico scozzese James Watt. Per capirci con un esempio concreto: il ferro da stiro che usate a casa assorbe una potenza di 2 chilowatt (kW, mille Watt) dalla rete elettrica. Stirando per un’ora (1h), userete 2 kW per 1h = 2 kWh di energia elettrica. Se lo usate per mezz’ora (0.5h) assorbirà 2 kW per 0.5h = 1 kWh, la metà. Questa è la distinzione fondamentale per districarsi nel mondo dell’energia.

Il World Nuclear Industry Status Report 2010-2011, per esempio, lo studio sullo stato dell’industria nucleare, osserva che la potenza complessiva degli impianti per la produzione di energia rinnovabile nel mondo (381 GW, gigawatt ossia miliardi di Watt) ha sorpassato quella degli impianti nucleari (375 GW, prima di Fukushima). Da questo sorpasso, su Repubblica si parla di un lungo addio dell’energia nucleare, soppiantata dalle rinnovabili. Le cose non stanno proprio così.

Come visto sopra, una cosa è la potenza installata, un’altra è l’energia prodotta da quella potenza. Mentre una centrale nucleare da 1 GW produce energia per l’80% del tempo, un parco eolico da 1 GW raggiunge a stento il 25%. Questo perché le turbine eoliche producono elettricità solo quando soffia il vento e non continuativamente come le centrali nucleare, a gas o a carbone. Nelle zone ventose, infatti, il vento soffia per 2000 ore l’anno, il 25% del tempo appunto, e solamente in quel lasso di tempo viene prodotta energia elettrica. Altrimenti detto, i 375 GW di potenza del nucleare producono molta più energia dei 381 GW delle rinnovabili. A occhio, dovrebbe essere almeno il doppio.

Vediamo il piano nucleare rilanciato dal governo Berlusconi. Numeri alla mano, erano 4 centrali da 1,6 GW l’una, con cui produrre quarantaquattro terawattora (TWh) l’anno, il 15% del fabbisogno elettrico nazionale attuale. Le rinnovabili sono un’alternativa ragionevole? Se sì, a che condizioni? Confrontiamo i numeri di potenza e energia, considerando anche i costi e la superficie necessaria.

Una centrale nucleare dura 40 anni, poi bisogna chiuderla (decommissioning). Ogni centrale occupa 16 chilometri quadrati. Quattro centrali per 6,4 GW di potenza totale occuperanno dunque 64 chilometri quadrati. Il costo totale è di circa 35 miliardi, per produrre appunto 44 TWh l’anno di energia elettrica per 40 anni. Altrimenti detto, impegnarsi con una centrale nucleare significa aprire un mutuo con scadenza a 40 anni, la durata nominale delle centrali nucleari. Se qualcosa va storto prima, si perdono molti soldi. Se però accade un guaio ad una centrale nucleare – e non v’è modo di predirlo – potete dire addio a 1000 chilometri quadrati di territorio e al loro valore commerciale, causa radiazioni permanenti per molti anni. Solo il bilancio di uno stato intero può garantire dal punto di vista economico, e non senza patemi. Questo ovviamente, tralasciando dolori e sofferenze umane.

Un parco eolico che produca 44 TWh di energia all’anno necessita di molta più potenza installata, per le ragioni scritte sopra. Numeri alla mano, sono circa 25 GW di potenza – contro i 6,4 del nucleare – di torri eoliche. Le torri eoliche durano 20 anni, poi bisogna rifarle. In questo caso ne servirebbero oltre 10.000, allo stesso costo del nucleare, ma con durata nominale dell’impianto dimezzata, e occupanti un’enorme quantità di territorio (più di 4000 chilometri quadrati). Le torri eoliche sono colossi alti oltre 100 metri per 1100 tonnellate di cemento, acciaio e alluminio ciascuna. L’impatto ambientale è davvero notevole, tanto che gli ambientalisti le chiamano ecomostri, non senza qualche ragione. Impegnarsi con le pale eoliche invece significa minimizzare il rischio che qualcosa vada storto – è improbabile che 10.000 torri eoliche si rompano tutte assieme – ma significa anche scommettere pesantemente sulla ricerca tecnologica. I generatori eolici durano 20 anni, se il progresso tecnologico non ci consegnerà nuove soluzioni per un eolico più efficiente in tempo – e non v’è modo di predirlo – nell’arco di 40 anni l’eolico costerebbe il doppio dei 35 miliardi per l’energia nucleare. E non è poco.

Anche il solare fotovoltaico ha bisogno, così come l’eolico, di una potenza installata molto maggiore del nucleare per produrre la stessa quantità di energia. Numeri alla mano, per produrre i soliti 44 Twh di energia all’anno, sono necessari circa 30 GW di pannelli solari. Le buone notizie sono che i pannelli solari durano di più dell’eolico, 30 anni, e che 30 GW di potenza installata occuperebbero solamente 700 chilometri quadrati di territorio. La cattiva notizia è che i pannelli solari oggi costano ancora un botto. La soluzione solare ha infatti il costo più alto delle tre: 160 miliardi di euro. Certo, il costo dei pannelli tende a decrescere con l’aumentare delle quantità prodotte. Tuttavia, volendo produrre 44 TWh di energia elettrica all’anno, allo stato attuale il fotovoltaico non è ancora un’alternativa dal punto di vista dei costi. Salvo, evidentemente, decidere di spendere senza limiti tagliando corposamente altre voci del bilancio statale (pensioni, sanità, spese militari eccetera). Non ci fossero i problemi di costo, il solare fotovoltaico sarebbe la soluzione a tutti i nostri problemi energetici.

Insomma, la conclusione è che produrre energia non è così facile come sembra. Tutte le soluzioni praticabili hanno pro e contro diversi e precisi. Alcuni vincoli sembrano insormontabili allo stato attuale delle tecnologie, il che sottolinea, ce ne fosse bisogno, l’importanza della ricerca. Quel che è importante, però, è avere elementi per scegliere basati su fatti e valutazioni ben motivate, e non su vaghe impressioni, propaganda elettorale, disinformazione mirata o valutazioni puramente ideologiche.

Nota: una versione extra-large di questo articolo, completa di formule, conti, tabelle e altri numeri è disponibile sul sito dei Mille.

foto: CRISTINA QUICLER/AFP/Getty Images