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Grid: il 10% dell’elettricità viene disperso. La rivoluzione dei cavi superconduttori

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Tra le principali sfide della decarbonizzazione c’è quella riguardante la qualità delle reti elettriche. Grid più efficienti significano, infatti, minor dispersione di energia, risparmio e resilienza, tutti elementi necessari alla decentralizzazione dell’approvvigionamento energetico legato alle fonti rinnovabili. Recenti studi dimostrano che l’utilizzo dei cavi superconduttori sotterranei, a parità di potenza, consentirebbe di risparmiare almeno il 10% dell’energia generata.

Le sfide della decarbonizzazione

Quando si parla di lotta al cambiamento climatico, la qualità della rete elettrica è un elemento da non sottovalutare. Sebbene la modernità abbia consentito di relegare la trasmissione di corrente agli interruttori, rendendo quasi invisibile il passaggio dell’elettricità dai tralicci in strada alle lampadine, il ruolo delle linee ad alta tensione resta centrale nel discorso del dispendio energetico. La mimetizzazione nel paesaggio urbano è un traguardo importante, ma non più sufficiente ad affrontare le sfide della decarbonizzazione.

Per abbandonare i combustibili fossili e accelerare il processo di transizione energetica è, infatti, necessaria un’ ulteriore spinta verso una rete più intelligente, in grado di sostenere la decentralizzazione dell’approvvigionamento energetico da fonti rinnovabili, senza inutili dispersioni.

Pro e contro della rete elettrica

La rete elettrica è un sistema complesso che, mediante la trasmissione ad alta tensione, consente di distribuire energia a numerose utenze in contemporanea. Le linee realizzate nel XX secolo si avvalgono di torri metalliche piuttosto antiestetiche, ma relativamente economiche se confrontate con altri sistemi. Un risparmio che si rivela inconsistente nel momento in cui l’energia generata si disperde sotto forma di calore (secondo le stime, circa il 10% del totale). Un sondaggio condotto in 140 paesi ha rilevato che l’elettricità attualmente sprecata nella trasmissione convenzionale equivale a mezzo miliardo di tonnellate di anidride carbonica ogni anno. Si tratta di una quantità di emissioni superiore allo scarico di tutti i camion del mondo o di tutto il metano bruciato dalle piattaforme petrolifere.

Accade così che, per compensare le perdite sulla rete, si ricorra alla costruzione di nuove centrali elettriche, spendendo molto più dell’investimento inizialmente preventivato.

I cavi superconduttori

Ridurre la quantità di emissioni prodotte, aumentare l’efficienza, proteggere le infrastrutture dai disastri ambientali, è ora possibile grazie all’utilizzo dei cavi superconduttori sotterranei, una rivoluzione che sta segnando un passaggio storico in molti Paesi. Resilienti e con ingombri almeno 100 volte inferiori rispetto a un cavo in rame convenzionale, sono in grado di fornire la stessa quantità di potenza.

Un unico cavo di 17 centimetri può, infatti, trasportare l’intera produzione di diverse centrali nucleari. Inoltre, la superconduzione permette agli elettroni di fluire senza resistenza o perdita, su tratti lunghi e brevi, colmando le distanze tra impianti di produzione da fonti rinnovabili e centri urbani, spesso lontani.

Minor ingombro

Mentre un cavo aereo convenzionale ad alta tensione richiede una servitù larga circa 130 metri, con tralicci alti fino a 80 metri per garantire la sicurezza, un cavo superconduttore sotterraneo occupa uno spazio non superiore a sei metri di larghezza e profondo non più di  2 metri.

Raffreddamento

Uno dei motivi che finora hanno impedito a questa tecnologia di diffondersi a macchia d’olio, risiede nelle esigenze di “raffreddamento” dei superconduttori. Grazie ai rapidi progressi nella criogenia, i moderni superconduttori possono essere raffreddati a -200 ℃ con l’azoto liquido, sostanza economica e disponibile.

Superconduttori in Europa

L’esempio più noto è quello della città tedesca di Essen. Si tratta di un cavo superconduttore da 10 kilovolt (kV), installato nel 2014 nel centro cittadino densamente abitato (in una servitù larga un metro e a soli 70 cm di profondità) e costato 20 milioni di dollari. Pur essendo lungo solo un chilometro, ha evitato la costruzione di una centrale elettrica in un’area in cui lo spazio per le infrastrutture era molto limitato.

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