Mini idroelettrico

Col termine di " Mini idroelettrico " si intende una famiglia appartenente al settore del " Piccolo idroelettrico ".
E' quindi opportuno chiarire brevemente il concetto di Piccolo idroelettrico: si tratta di piccole centrali in grado di sfruttare l'energia idroelettrica, appunto, ma di farlo su potenze ridotte. Pur non esistendo attualmente una soglia ben definita che permetta di assegnare tale classificazione ad una centrale, è sempre più riconosciuto con questo termine ogni impianto che non vada oltre i 10MW ( Megawatt ). Tale classificazione è stata stilata dall'ESHA ( European Small Hydropower Association ), ma risulta ancora variabile, e per lo più messa in relazione al consumo medio di ogni nazione: ad esempio, per il Canada o Gli stati uniti tale soglia può essere definita bassa, mentre per l'Italia risulta sufficiente.

Detto ciò, è possibile collocare il " mini idroelettrico " in una categoria di erogazione ancora più bassa del " piccolo idroelettrico " : per quanto riguarda gli stati più progrediti, la soglia massima è di circa 10MW, ma ancora una volta, facendo riferimento al nostro paese, dobbiamo riconoscere tale limite sotto la soglia massima dei 3 MW ( Milliwatt ).

APPLICAZIONI DEL MINI IDROELETTRICO

Il " mini idroelettrico " è il tipo di installazione utile sufficiente ad alimentare piccole comunità o imprese, fattorie o famiglie, o tutte quelle aree di interesse non molto estese e non densamente popolate.
E' un fattore molto importante, per la scelta di tale soluzione, la presenza di sorgenti di energia rinnovabile a basso costo, che rappresentano uno dei punti cardine su cui si basa il principio del " mini idroelettrico ". Infatti, con tali installazioni, è possibile servire aree economicamente arretrate che rifornire di linee ad alta tensione potrebbe essere troppo costoso. Stessa cosa dicasi di tutte quelle aree periferiche nelle quali, ad esempio, non vi è copertura della linea elettrica nazionale. In questi casi si potrebbe sfruttare infatti bacini d'acqua ridotti, senza dover obbligatoriamente approntare grandi e costose opere quali dighe di contenimento.

VANTAGGI E SVANTAGGI DEL MINI IDROELETTRICO

Il vantaggio primario di un impianto di " mini idroelettrico " è il ridotto impatto ambientale, che permette di utilizzare corsi d' acqua già esistenti con un salto di 2 o 3 metri, che si rivela già sufficiente a produrre energia. Talvolta è possibile anche riconvertire siti già esistenti, utilizzando precedenti dighe e riducendo ancora di più i costi esecutivi rappresentati dalla realizzazione di nuove opere. Risultano ideali anche alcuni canali di irrigazione, che opportunamente sfruttati riuscirebbero ad alimentare turbine di sufficienti dimensioni. Oppure, si può ricorrere a una piccola deviazione del corso di un fiume.
Il costo per la realizzazione di un impianto, comunque, oscilla dagli 800 euro ai 15000 euro, rimanendo in una fascia ragionevole se si pensa al suo prodotto in termini energetici e in termini di basso impatto rispetto all'ambiente circostante.
Inoltre, su questo tipo di opere, le attuali tecnologie rendono bassi anche i costi di manutenzione: gli attuali impianti di presa e filtraggio, infatti, riescono a rendere obsoleto la presenza del fattore umano per il controllo e la gestione di tali micro centrali 24 ore su 24, limitando il " range di interventi " a chiamate mirate e specifiche volte a localizzare un guasto e ripristinare il normale funzionamento di tutto il complesso.
Nell'ambito delle piccole forniture, il " mini idroelettrico " rappresenta una delle più sicure metodologie di approvigionamento costante di energia elettrica.
Il picco della produzione si registra, come prevedibile, durante i mesi invernali, nei quali, oltre ad esservi più necessità di servizi legati all' energia elettrica, le precipitazioni sono superiori al resto dell'anno. Tra gli altri vantaggi, il " mini idroelettrico "non necessita di immagazzinare l’ energia generata. L’acqua passa attraverso il generatore ed è direttamente reimmessa nel fiume, con un impatto relativamente basso sull’ ecosistema circostante.
L’ elettricità, inoltre, è immediatamente disponibile fino ad un raggio di 1 km e mezzo dal luogo in cui è localizzato l’impianto.

Tra gli svantaggi è da annoverare la disponibilità futura di risorse idriche: i cambiamenti climatici in questo senso hanno prodotto una variabilità delle precipitazioni sul territorio che ha avuto come conseguenza, negli ultimi anni, una diminuzione dell’energia prodotta a fronte di una maggiore potenza installata. Almeno questi sono i risultati degli studi condotti dal 2005 ad oggi dall'Enea ( Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo sostenibile ).
Tale diminuzione delle risorse potrebbe influire, nel tempo, sul " Minimo Vitale " di alcuni corsi d'acqua esistenti, e cioè la quota minima di acqua che occorre affinchè non si degradino flora e fauna dell' alveo.
Altro svantaggio è stato in passato legato ai rischi per le specie ittiche. Infatti, spesso risalendo le correnti, i pesci incappavano nelle turbine idriche: ma a quanto pare, ogni opera attualmente esistente è dotata di griglie tali da superare gli ostacoli nell'opera di presa. Tale operazione è denominata " scala dei pesci ", e ha reso praticamente nullo l'impatto sulla migrazione delle specie.

A rendere ancora più sicura l'installazione di tali centrali vi è l' iter burocratico necessario per la loro realizzazione.
Per impianti di oltre 20 kW ( Kilowatt ) di potenza è necessario eseguire la richiesta di una Concessione per la derivazione delle acque a scopo idroelettrico, con relativo " Disciplinare ". La domanda va inoltrata alla regione interessata attraverso l' Ufficio del Genio Civile, corredata ovviamente dal progetto dell'impianto.
Nel caso in cui l' impianto sia destinato in una zona con vincolo ambientale, una copia del progetto deve essere sottoposta alla " Sovrintendenza per i beni ambientali ", mentre una comunicazione di intenti deve essere presentata al " Ministero delle attività produttive ", al distributore elettrico locale e all' ufficio tecnico di finanza.
La Valutazione di Impatto Ambientale ( V.I.A.) rappresenta uno strumento di supporto alle decisioni.
Si esplica attraverso una procedura amministrativa finalizzata a valutare la compatibilità ambientale di un' opera in progetto, attraverso un' analisi degli effetti che l' opera stessa
esercita sulle componenti ambientali e socio-economiche interessate. La V.I.A. dovrebbe
inoltre individuare gli interventi per mitigare e compensare eventuali impatti negativi.
La VIA è stata introdotta con la Direttiva " 337/ 85/ CEE ", modificata ed integrata dalla direttiva " 97/ 11/ CEE ", parzialmente recepita nell' ordinamento italiano con la legge " 349/ 86 ", ed attuata dai " D.P.C.M. 10.8.1988, e 27.12.1988 ".


IL MERCATO DEL MINI IDROELETTRICO IN ITALIA

Il mercato del " mini idroelettrico ", nel nostro paese, ha un valore di 150 milioni di euro, derivanti per lo più dalla riconversione di vecchie centrali, ma senza escludere la costruzione di dighe artificiali e impianti su nuovi corsi d'acqua.
In ogni caso, il piano nazionale di azione sulle energie rinnovabili, che recepisce la direttiva dell' Unione Europea 2009/ 28, mostra chiaramente come il nostro paese abbia deciso di puntare sui piccoli progetti.
Infatti, nel piano di azione nazionale per le energie rinnovabili si prevede che la potenza installata dell' idroelettrico rimanga sostanzialmente costante per i prossimi anni ( 21.856 Mw nel 2010, di cui circa 18.000 Mw da fonti naturali), ma che sia determinata in misura crescente da nuovi piccoli impianti, grazie ai quali si compenserà il calo di efficienza delle strutture più grandi e datate.
Le stime di Aper ( Associazione Produttori di Energia da Fonti Rinnovabili) mostrano una buona vitalità del mini - idroelettrico in Italia.
Nel 2010 sono stati approntati circa 78 impianti di taglia inferiore ai 10 Mw per una potenza installata totale di circa 153 Mw. Invece, i grandi progetti partiti l' anno scorso hanno coperto una potenza complessiva di 147 Mw.
Secondo i dati dell' European Small Hydropower Association ( ESHA ) l' Italia rientra nel gruppo dei maggiori produttori di energia elettrica generata da impianti micro idroelettrici.
In compagnia dell'Italia figurano Francia, Spagna, Germania, Austria e Svezia.

Per quanto riguarda i costi, gli impianti di " piccolo idroelettrico ", hanno un costo medio del kWh prodotto variabile in funzione delle caratteristiche del sito e della taglia dell'impianto.
I costi di impianto oscillano tra i 1.400 e i 2.300 €/ kW. Di tali costi, le opere civili spesso incidono per circa il 50% del costo complessivo in dipendenza alla natura e alla conformità del sito stesso.
Nella classe dei micro impianti idroelettrici, da 10 a 60 kW, le turbine hanno costi compresi fra 800 €/kW e 1.300 €/kW.
Parlando invece di ritorno economico degli investimenti, vanno considerati sia la vendita dell'energia sia il sistema di incentivazione dei “certificati verdi” che attestano la produzione di energia elettrica da impianti alimentati da fonti rinnovabili. Infatti, per impianti superiori a 20kW, qualora l'elettricità prodotta venga ceduta alla rete, esiste la possibilità di richiedere al Gestore dei Servizi Elettrici ( GSE ) la qualifica di Impianto Alimentato a Fonti Rinnovabili e generare così certificati verdi da rivendere sul relativo mercato, in modo da gestire i ricavi. Tale possibilità permette " l'autosostentamento " dell'intero impianto posseduto.
Per quanto concerne impianti di potenza inferiore ai 20kW ( valgono anche quelli complessivi costituiti da vari impianti di mini idroelettrico ), non è possibile accedere ai certificati verdi ma è comunque possibile servirsi di un regime di “ scambio sul posto ” che prevede la contabilizzazione dell'energia prodotta e non utilizzata ma messa in rete, così come regolato dalla delibera 28/ 06 dell'Autorità per l'Energia Elettrica ed il Gas ( AEEG ).
In generale, il tempo di ammortamento degli impianti idroelettrici è valutabile in 8-10 anni, mentre il tempo di funzionamento è in media superiore ai 30 anni.

IL MERCATO DEL MINI IDROELETTRICO MONDIALE

Nel corso degli ultimi anni il numero di installazioni nel mondo del piccolo idroelettrico è cresciuto dell' 8 % , per un totale energetico mondiale di 66 GW ( Gigawatt ).
Circa il 50% di questi impianti è localizzati in Cina ( con 38,5 GW ), seguito dal Giappone ( 3,5 GW ) e dagli Stati Uniti ( 3 GW ). La Cina ha fornito elettricità per una crescita di oltre 10.000 villaggi nell'anno 2010.

TECNOLOGIE E INDUSTRIA DEL SETTORE

Le tecnologie impiegate negli impianti di mini idroelettrico includono:

- Turbine ad azione ( Pelton e mini Pelton, Turgo, Cross ): l' energia dell'acqua in uscita dal distributore è tutta cinetica. ( la trasformazione da potenziale a cinetica avviene nel passaggio attraverso un ugello
che provoca un restringimento rispetto al diametro della condotta forzata ). Lungo tutto il percorso, attraverso la girante, il fluido si trova a pressione atmosferica.

- Turbine a reazione ( Francis, Kaplan, VLH ): l'energia dell'acqua in uscita dal distributore è parzialmente cinetica e parzialmente di pressione ( la trasformazione da potenziale a cinetica che avviene nel distributore non risulta infatti completa: l' acqua ne esce con una velocità minore rispetto alle turbine ad azione, ma dotata di una pressione non nulla ). Le turbine a reazione lavorano completamente immerse in acqua e sono dotate nella loro parte terminale di un diffusore.

- macchina a gravità ( vite idraulica ). Sono le meno utilizzate, in quanto richiedono un salto considerevole del corso d'acqua.

Tra le aziende più importanti nel settore ne elenchiamo alcune:

- IREM s.p.a., che si occupa di energie rinnovabili dal 1947

- TROYER s.r.l., azienda tedesca che si occupa della realizzazione di turbine dal 1934, diventando leader del settore.

- ENVIPARK, un parco scientifico-tecnologico nato per iniziativa della regione Piemonte. Esso si occupa di bioedilizia, progetti ambientali integrati ed energia.

- FERA s.r.l, nati nel 2001 a Milano, sono tra i primi produttori di impianti eolici e si occupano con successo anche di quelli idroelettrici.

Consigliamo di consultare www.energoclub.it, sempre aggiornato nel settore.

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