Back to the future

Innovazione e Ricerca
19 Dicembre 2013

Il futuro è cominciato nel 1950, a Gotland.

È qui, tra quest’isola a 90 km dalla costa e la Svezia, che viene realizzato il primo collegamento in corrente continua per la trasmissione di energia elettrica. Pur limitato per dimensioni e potenza, il progetto ha enorme risonanza. Di fatto, quello che il prototipo realizzato da ABB dice al mondo è: si può. Trasmettere energia in HVDC è possibile. La tecnologia c’è e funziona.

Da allora, lontano dai riflettori, ci sono voluti  quasi  cinquant’anni di ricerche e studi per affinare tecnologia e materiali al punto da rendere la HVDC non solo fattibile e sempre più affidabile, ma anche economicamente sostenibile.
Il momento del break even point si raggiunge verso la fine degli anni Novanta. Da allora, progetti sperimentali e investimenti significativi non si sono più arrestati e la tecnologia ha fatto balzi in avanti sostanziali, potendo avvalersi delle esperienze concrete che andavano aumentando, della competitività di un mercato che cominciava a crearsi.
Oggi, se facciamo un rapido censimento, scopriamo che sono  un’ottantina i progetti di collegamento in HVDC la cui realizzazione è prevista entro il 2020. Un vero boom che ha ragioni economiche e importanti conseguenze ambientali. Il futuro, insomma, passa necessariamente di qui.

 

HVDC: le ragioni del successo

La gran parte dei progetti in cantiere ha in comune un aspetto fondamentale: la necessità di collegare tra loro aree molto distanti o isolate, separate, per esempio, dal mare, come nel caso del progetto dimostrativo di Gotland. Ad un capo della rete si trova una zona in cui è collocata una sorgente di energia importante. Al capo opposto un’area in cui di quell’energia c’è enorme bisogno, zone urbane densamente popolate con tassi di consumo energetico molto elevati.

Facendo un confronto con una tradizionale rete in corrente alternata, la HVDC consente di trasportare,  una quantità superiore di energia, riducendo notevolmente le perdite  Complessivamente, gli standard di efficienza e la performance sono molto più elevati.
Elementi che rendono evidenti le ragioni per cui questa tecnologia sia diventata il supporto ideale per tutti quei progetti infrastrutturali previsti da molti Paesi emergenti, per garantire l’accesso a forme di energia moderna alla popolazione e imprimere un’accelerazione al processo di sviluppo e crescita.

Se questo è certamente l’elemento principale che fa della HVDC una delle tecnologie di riferimento per il futuro,  ci sono altri punti di vantaggio che non vanno dimenticati.

Per esempio, rispetto a una rete in corrente alternata, la HVDC migliora gli standard di sicurezza di gestione della rete: questa tecnologia consente infatti di isolare il tratto di rete in cui avviene un guasto, limitando, se non scongiurando del tutto, il pericolo di propagazione del black-out.

Anche sul fronte ambientale, il bilancio è positivo.  I cavi e le linee aeree hanno dimensioni inferiori a parità di energia trasportata: questo significa un impatto diretto sull’ecosistema del territorio attraversato decisamente minore. La generale ottimizzazione del processo di produzione, trasmissione e distribuzione, consente inoltre una rilevante riduzione delle emissioni di CO2.

Inoltre, va considerato che, non essendovi  correnti sinusoidali, non vengono creati campi magnetici. Molto spesso i progetti di interconnessione su lunghe distanze in HVDC sono poi collegati a progetti di produzione di energia da fonti rinnovabili. Senza questa tecnologia, non sarebbero immaginabili i progetti che puntano all’utilizzo massiccio dell’energia solare in nord Africa o allo sfruttamento del vento nel Nord Europa.

Tutti questi aspetti fanno sì che complessivamente la sua accettabilità sociale sia superiore  a quella di altre  tecnologie e che la procedura di permitting sia più semplice e rapida.

Infine, se vogliamo guardare a questa tecnologia da un punto di vista più politico, l’introduzione di un sistema HVDC è propedeutico a una progressiva integrazione di mercati elettrici  e alla realizzazione di un mercato unico.

Nella vecchia Europa, così come in America Latina e in Medio Oriente, i benefici di un’interconnessione che superi i confini nazionali si fanno sempre più evidenti. Spesso però Paesi diversi hanno reti che funzionano con tensioni o  frequenze diverse, rendendo complessa un’integrazione dei medesimi. L’utilizzo della HVDC consente di ovviare a queste differenze senza dover modificare i parametri dei diversi sistemi.

 

Da tecnologia d’avanguardia a norma

Le ragioni, dunque, per credere e investire nello sviluppo della HVDC sono tante e solide.
Oggi però, il mondo ci appare ancora attraversato da una fitta rete a maglie in corrente alternata. Pur considerando il rapido sviluppo di cui abbiamo detto, la corrente continua non è oggi  preponderante  e soprattutto viene adottata per il collegamento di reti isolate o di Stati diversi. Perché diventi lo standard per il futuro, è necessario innanzitutto avviare un percorso di progressiva standardizzazione delle tecnologie.

Esattamente come è accaduto per la corrente alternata e per altri ambiti, è proprio la definizione di parametri normativi riconosciuti a livello internazionale che segna il passaggio di una tecnologia dalla sua fase “avanguardistica” alla sua piena maturità. 

Un obiettivo che verrebbe favorito dalla creazione di laboratori indipendenti e autorevoli in grado di provare i diversi componenti sviluppati dagli operatori attivi sul mercato. Ad oggi l’unica  organizzazione riconosciuta coma “terza” che ha tra i suoi obiettivi la definizione di  fondamenti normativi dei sistemi HVDC  è il CIGRE (Conféderation Internationale Grand Réseaux Electriques),  anche se i documenti prodotti hanno la valenza di raccomandazioni pre-standard.
Eppure, per le utilities che devono investire somme ingenti nella realizzazione di progetti infrastrutturali strategici, avere certificazioni da istituti imparziali rispetto all’effettiva capacità dei prodotti tecnologici scelti di rispondere alle specifiche del progetto è determinante. È proprio questo l’obiettivo che si pone anche CESI  che ha creato un laboratorio indipendente di eccellenza: supportare le utilities  nel realizzare il progetto infrastrutturale previsto in maniera sicura, avendo accanto un partner in grado di accompagnarle nelle scelte tecnologiche e nell’individuazione dei migliori sistemi e modelli.

Un compito arduo, per i laboratori, considerata la molteplicità e l’ampiezza degli elementi da tenere in considerazione per le prove.
Ciascun progetto rappresenta in sé una sfida nuova. Di volta in volta, per esempio, diverse sono le condizioni ambientali e climatiche cui i vari elementi vengono sottoposti (primi fra tutti, i cavi).  In generale, l’asticella sembra alzarsi sempre più rapidamente per quanto riguarda il livello della tensione (oggi si viaggia sui +- 600 kV / +- 800 kV); nel caso di progetti sottomarini, occorre prestare la massima attenzione al tema della pressione e delle sollecitazioni meccaniche, o ancora verificare la risposta del cavo alle diverse temperature previste.
In un contesto in continua e rapida evoluzione, l’elemento discriminante è proprio la corretta definizione della metodologia e delle specifiche di prova. Una definizione che solo laboratori accreditati e certificati come indipendenti – che accumulino nel tempo una sufficiente massa critica di esperienze su prodotti molto diversi in condizioni specifiche di prova differenti – possono elaborare. 

 

 

Questo articolo è stato pubblicato sul primo numero di "EJ - Energy Journal", house organ di CESI

 

 

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