Incidenza dei cambiamenti climatici sui sistemi di accumulo. Focus - impianti di pompaggio e idroelettrico

La ricerca che verrà presentata di seguito si propone di rispondere alla seguente domanda: “In quali Paesi Europei ci si può aspettare un aumento significativo o una diminuzione del potenziale idroelettrico a causa del cambiamento climatico?” Sebbene ad oggi l’energia idroelettrica copra gran parte del fabbisogno elettrico in Europa, pare che dal 1970 la produzione di energia annua di alcune centrali idroelettriche esistenti in Europa sia diminuita, in particolare in Portogallo, in Spagna e in altri Paesi del Sud Europa. Ciò potrebbe essere attribuito alle conseguenze a lungo termine del cambiamento climatico. Prima di analizzare gli impatti di tale cambiamento, è necessario avere una panoramica delle prospettive di sviluppo idroelettrico attese indipendentemente dal riscaldamento globale:

* Nell’Europa orientale si prevede la ristrutturazione di impianti idroelettrici già esistenti, dunque una maggiore produzione di energia.
* I Paesi nordici hanno già una buona attitudine alla produzione idroelettrica, tuttavia, dato che già quasi tutti hanno sfruttato il loro potenziale, non sono attesi grandi sviluppi.
* Nell’Europa occidentale, la maggior parte delle risorse idriche è stata sfruttata, tuttavia non è escluso un ulteriore sviluppo di centrali in Paesi come l’Italia (che attualmente produce 30-40mila GWh/annui).

Per conoscere le prospettive future sul potenziale idroelettrico europeo, tenendo conto del cambiamento climatico, in primo luogo è stato analizzato il potenziale idroelettrico lordo, e in secondo luogo il potenziale idroelettrico sviluppato dalle centrali esistenti, al fine di ottenere una visione più realistica:
• Il potenziale idroelettrico lordo ê l’energia annuale potenzialmente disponibile se tutto il deflusso naturale e tutte le sedi dovessero essere sfruttate senza perdita di energia.

Tale potenziale è destinato ad aumentare nelle parti settentrionali e nord-orientali dell’Europa, mentre dovrebbe diminuire nei Paesi dell’Europa meridionale. Tali variazioni sono direttamente correlate alle variazioni della portata dei fiumi, che a loro volta dipendono dalle precipitazioni. Si ritiene che i Paesi del nord e nord-est saranno influenzati positivamente dai cambiamenti, con aumenti di potenziale dal 10 al 20% annui. Altri Paesi (Francia, Gran Bretagna) non subiranno variazioni estreme, mentre altri ancora registreranno una diminuzione dal 5 al 10%.

Sebbene il GP aiuti ad avere un’idea di quelli che potrebbero essere gli impatti del riscaldamento globale sulle centrali europee, non è molto realistico, in quanto si riferisce al potenziale idroelettrico presente in qualsiasi zona, senza contare la posizione geografica di un’eventuale centrale né la situazione economica del Paese in cui questa si trova. Per questo motivo è necessario esaminare i dati ottenuti con quelli ricavati analizzando il potenziale elettrico sviluppato delle centrali esistenti.
• Il potenziale idroelettrico sviluppato può essere definito come l’energia idroelettrica effettivamente erogata dalle centrali in funzione.

Prima di poter determinare il potenziale idroelettrico sviluppato è necessario porre due ipotesi generali:

* Tutte le stazioni idroelettriche esistenti si presume siano progettate per avere il massimo rendimento;
* Un cambiamento nella portata utilizzabile ha un effetto direttamente proporzionale sulla produzione di elettricità. Ad esempio, una diminuzione di portata utilizzabile del 50%, diminuisce il potenziale del 50%.

In entrambe le ipotesi viene considerata la portata utilizzabile che varia a seconda del tipo di centrale. La differenza principale tra le centrali risiede nel fatto che le stazioni a serbatoio sono in grado di immagazzinare grandi quantità di acqua (ed è possibile utilizzarla del tutto), mentre le stazioni ad acqua fluente non possono utilizzare l’acqua che trabocca dagli argini nei casi di straripamento.

La tabella 4 sintetizza le variazioni calcolate nel potenziale idroelettrico sviluppato su base nazionale. Entrambi i modelli climatici sono concordi nell’affermare che le diminuzioni più significative si verificheranno in Spagna, Bulgaria, Ucraina e Turchia, mentre gli aumenti più forti saranno in Norvegia, Svezia, Finlandia e Russia. Tuttavia le previsioni dei due modelli non sono perfettamente coincidenti. In generale, i risultati con ECHAM4 sembrano essere più monotoni nel tempo. Per il 2020 i due modelli portano addirittura a risultati quasi opposti relativi alle grandi aree dell’Europa Occidentale (Spagna, Gran Bretagna, Francia, Germania). Mentre nel 2070, le previsioni diventano più simili.
La stessa tabella elenca inoltre il potenziale idroelettrico lordo ed il suo cambiamento secondo lo scenario HadCM3 entro il 2070, cambiamento che è stato studiato tramite due metodi:

• Metodo A = valuta l’energia potenziale lorda di tutte le zone da cui si potrebbe prelevare energia idroelettrica indipendentemente dal fatto che questo potenziale possa essere effettivamente sfruttato
• Metodo B = valuta il potenziale idroelettrico lordo utilizzabile centrale per centrale.

Il confronto fra le variazioni relative al potenziale idroelettrico lordo e quelle relative al potenziale idroelettrico sviluppato, porta nella maggior parte dei casi, a tendenze molto simili. In particolare, il metodo B sembra essere un buon indicatore per il cambiamento di potenziale idroelettrico sviluppato: ad esempio, in Portogallo, il metodo A, porta ad una riduzione di circa il 5% di potenziale idroelettrico lordo, mentre il metodo B parla di una riduzione del 20%. Il potenziale idroelettrico sviluppato del Portogallo, mostra una tendenza analoga con una riduzione del 22%.

La tabella mostra anche i cambiamenti nel caso di centrali ad acqua fluente ed a serbatoio. Dunque, in forte correlazione ai cambiamenti di portata, il potenziale idroelettrico aumenta nel Nord Europa, ma diminuisce nel Mezzogiorno. Scandinavia e Russia settentrionale mostrano un aumento del potenziale idroelettrico del 15-30%. Le regioni più esposte ad una diminuzione del potenziale idroelettrico sviluppato sono il Portogallo, l’Italia e la Spagna in Europa Occidentale, nonché l’Ucraina, la Bulgaria e la Turchia, con diminuzione di 20-50%. Germania e Gran Bretagna mantengono un potenziale idroelettrico sviluppato piuttosto stabile rispetto ad altri Paesi europei.