27-08-2024
Dagli egizi alle centrali idroelettriche: l’acqua come fonte di energia
L’acqua è una delle fonti di energia più antiche al mondo. Si pensi ad esempio che, avendo a disposizione il fiume Nilo come fonte principale di vita, di scambi e di commercio, gli Egizi sono stati tra i primi popoli a utilizzare l’acqua come fonte di energia – attraverso invenzioni come la ruota idraulica che trasformava l’energia cinetica in energia meccanica.
Nel corso del tempo abbiamo sviluppato le tecnologie del mondo antico, adattandole alle esigenze e ai bisogni dell’umanità. Pensiamo ad esempio all’ ingegnere James B. Francis, che nel 1848 inventò la prima turbina, capace di trasformare il movimento dell’acqua in energia elettrica. Una tecnologia che sfruttiamo ancora oggi per gli approvvigionamenti energetici del mondo moderno e nello specifico nelle centrali idroelettriche.
E allora vediamo come fa l’acqua a trasformarsi in energia elettrica!
Il funzionamento delle centrali idroelettriche è abbastanza semplice: l’acqua viene accumulata in un serbatoio (o lago artificiale) creato da una diga che funge da riserva. Quando c’è bisogno di produrre energia, l’acqua viene rilasciata e fluisce attraverso delle condotte forzate (tubi), al termine delle quali ci sono delle turbine. L’acqua in movimento fa girare queste turbine (grandi pale rotanti) collegate a un generatore, il quale converte l’energia meccanica del movimento in energia elettrica, che viene poi trasmessa attraverso le linee elettriche nelle città e nei centri abitati.
Si distinguono tre diverse tipologie di centrali idroelettriche: centrali a bacino, centrali ad acqua fluente e centrali di pompaggio (dette anche pompaggio-rigenerazione).
Le centrali a bacino utilizzano una diga per creare un grande serbatoio d’acqua. L’acqua viene rilasciata attraverso condotte forzate che portano alle turbine. In questo caso la quantità d’acqua rilasciata e il momento del rilascio possono essere controllati in base alla domanda di energia di un Paese.
Le centrali ad acqua fluente, invece, non hanno un grande serbatoio, ma sfruttano il flusso continuo naturale di un fiume per incanalare l’acqua direttamente verso le turbine, senza che siano necessarie le condotte forzate. In questo caso le centrali producono energia in modo costante, seguendo il flusso spontaneo del fiume.
Le centrali a pompaggio (o pompaggio-rigenerazione), infine, si trovano in montagna e utilizzano due serbatoi posti ad altitudini diverse permettendo di accumulare energia pompando l’acqua tra i due serbatoi. Quando la domanda di energia è scarsa, l’acqua viene pompata dal serbatoio inferiore a quello superiore. Durante i periodi, invece, in cui la domanda di energia è alta, l’acqua viene pompata verso il serbatoio inferiore, passando attraverso le turbine che generano elettricità.
Ma qual è lo stato della produzione di energia idroelettrica in Italia?
Nel nostro Paese le risorse idriche rappresentano la principale fonte rinnovabile, costituendo il 35% della produzione di energia da FER.
La prima centrale idroelettrica fu la ‘Centrale Bertini’ costruita nel 1895 ad Alzaia, sulla riva destra del fiume Adda, in provincia di Monza-Brianza, con lo scopo di fornire alimentazione elettrica ai nuovi tram di Milano.
Attualmente, nel nostro Paese ci sono 4.860 impianti attivi, principalmente lungo l'arco alpino. Le regioni con il maggior numero di impianti sono: Piemonte, Trentino-Alto Adige, Lombardia e Veneto.
Quali sono i pro e i contro di questa fonte rinnovabile di energia?
Uno dei vantaggi principali è che acqua è una fonte pulita che non genera emissioni di gas serra né altri agenti inquinanti, contribuendo così a ridurre l'inquinamento atmosferico e avendo un impatto ambientale nullo.
Uno degli svantaggi principali, invece, è che le centrali idroelettriche dipendono dalle condizioni atmosferiche e possono essere influenzate da lunghi periodi di siccità. Con l’avanzare delle tecnologie abbiamo tuttavia mitigato questo problema, grazie alle centrali di pompaggio che fungono da accumulatori di energia. Infatti, l'elettricità in eccesso prodotta dagli impianti eolici o solari, quando le condizioni meteorologiche sono favorevoli, può essere usata per pompare l'acqua dal bacino inferiore a quello superiore.
Inoltre, una delle critiche più diffuse è che le centrali idroelettriche sfruttino i bacini idrici deviando il loro spontaneo tragitto e danneggiando quindi piante, animali e persone che vivono in prossimità di questi corsi d’acqua. Tuttavia, va fatto presente che le centrali prima di essere costruite sono precedute da uno studio molto accurato del contesto idrogeologico, facendo attenzione agli impatti di questi interventi. Inoltre, si fa molta attenzione a tenere monitorato il flusso dell’acqua per ridurre il rischio di inondazioni e si cerca di incentivare le coltivazioni (facilità di accesso alle risorse idriche in prossimità delle centrali idroelettriche), di favorire la crescita della vegetazione e il proliferare della fauna locale.
Insomma, le centrali idroelettriche hanno un ruolo cruciale nel mix energetico italiano. Tuttavia, è cruciale gestire con attenzione gli impatti ambientali e sociali legati alla loro costruzione e funzionamento. Il governo italiano, partecipando a iniziative europee per lo sviluppo tecnologico, ha adottato diverse politiche per promuovere l'energia idroelettrica, migliorando l'efficienza delle centrali esistenti nel rispetto dell'ambiente e delle comunità locali.