ENERGIA TERMOELETTRICA: COS’È, VANTAGGI E SVANTAGGI

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L’energia termoelettrica rappresenta il pilastro del sistema elettrico nazionale, in quanto da sola risponde a quasi 2/3 della domanda di elettricità in Italia. 
Oggi le centrali termoelettriche stanno diventando sempre più efficienti e meno inquinanti, tuttavia per la sostenibilità ambientale è necessario valorizzare soluzioni green come l’energia termoelettrica prodotta da biomasse e bioenergie.
 

Che cos’è l’energia termoelettrica

La definizione di energia termoelettrica può essere espressa come la produzione di energia elettrica attraverso la trasformazione dell’energia termica, un processo che inizia con l’energia chimica di un combustibile. Per capire meglio come funziona l’energia termoelettrica bisogna immaginare un procedimento in più fasi:
●    Combustione di una fonte energetica per convertire l’energia chimica in energia termica, ovvero bruciare un combustibile per ottenere calore;
●    Utilizzo del calore per azionare una turbina, trasformando l’energia termica in energia meccanica e generare elettricità attraverso un alternatore.
L’energia termoelettrica in Italia rappresenta una quota considerevole, in quanto comprende tutta l’energia prodotta dalle centrali che utilizzano la combustione di fonti fossili per generare elettricità. Ovviamente è possibile impiegare anche fonti di energia rinnovabili per questo processo, come avviene con le centrali che usano come combustibile le biomasse per garantire una maggiore sostenibilità ambientale.
Secondo i dati sulla produzione di energia elettrica in Italia relativi al 2020 forniti da Terna, il gestore della rete di trasmissione nazionale, l’energia termoelettrica ha generato 181,3 TWh coprendo il 64,6% della produzione elettrica totale, la quale a sua volta soddisfa l’89,3% del fabbisogno nazionale  
I processi termoelettrici da fonti non rinnovabili hanno coperto il 57,6% della produzione elettrica nazionale, con un calo dell’8,2% rispetto al 2019 grazie all’aumento delle fonti verdi come le bioenergie. 
 

Energia termoelettrica: pro e contro

Nella valutazione di questo processo è importante analizzare vantaggi e svantaggi dell’energia termoelettrica, soprattutto considerando che copre oltre il 60% del fabbisogno elettrico italiano. In questo modo è possibile individuare i benefici e le criticità dei sistemi utilizzati oggi, per capire quali sono le alternative e le soluzioni per rendere la produzione di energia elettrica più sostenibile e green. 
Vantaggi dell’energia termoelettrica
●    Costi accessibili: le centrali termoelettriche possono essere costruite con investimenti contenuti, rendendo questa energia una soluzione economicamente valida per soddisfare la domanda elettrica nazionale.
●    Produzione elettrica elevata: i processi termoelettrici consentono di ottenere una produzione significativa di energia elettrica, assicurando una fornitura adeguata anche per le grandi città più energivore.
●    Ampia gamma di fonti energetiche: l’energia termoelettrica può essere prodotta ricorrendo a diverse tipologie di fonti fossili e rinnovabili, dal petrolio alle biomasse.
●    Stabilità del sistema elettrico: gli impianti termoelettrici producono energia elettrica in modo costante, aiutando a stabilizzare la volatilità legata alla generazione di elettricità dalle fonti rinnovabili come l’eolico e il fotovoltaico.
Svantaggi dell’energia termoelettrica
●    Alte emissioni di gas serra: il 53,6% del fabbisogno elettrico italiano viene soddisfatto da termoelettrico non rinnovabile utilizzando i combustibili fossili, perciò il principale svantaggio della conversione dell’energia termoelettrica sono le ingenti emissioni di gas ad effetto serra climalteranti.
●    Impronta ambientale elevata: oltre alle emissioni di CO2 l’uso predominante delle fonti fossili provoca un danno ambientale notevole, con un impatto sul Pianeta elevato per l’estrazione, la raffinazione, il trasporto e lo smaltimento di queste materie prime.
●    Esaurimento delle fonti: le centrali termoelettriche che impiegano i combustibili fossili devono fare i conti con una fonte in esaurimento, una risorsa destinata a finire.
●    Dipendenza nell’approvvigionamento: le fonti fossili usate negli impianti termoelettrici costringono ad acquistare materie prime dall’estero, riducendo l’autonomia energetica del nostro Paese. 
 

 

Come avviene la produzione di energia termoelettrica

La produzione di energia termoelettrica viene realizzata attraverso le centrali termoelettriche, impianti che a prescindere dalla fonte utilizzata seguono dei principi di funzionamento analoghi. 
Innanzitutto, il combustibile viene bruciato per generare calore, trasformando l’energia chimica in energia termica per azionare una turbina, dopodiché con degli alternatori è possibile produrre elettricità convertendo l’energia termica in meccanica e infine in energia elettrica.
Ovviamente esistono diverse tipologie di centrali termoelettriche, tra cui quelle convenzionali che utilizzano i combustibili fossili per generare calore e alimentare le turbine. Un impianto più innovativo ed efficiente è rappresentato dalle nuove centrali termoelettriche a ciclo combinato, le quali sfruttano due processi termodinamici per ottimizzare l’energia del gas naturale, il primo realizzato con una turbina a gas e il secondo con una turbina a vapore.
Alcuni sistemi particolari sono gli impianti di cogenerazione, in grado di produrre allo stesso tempo energia termica ed elettrica. In questo caso, il calore in eccesso generato dalla combustione non viene sprecato, ma è riutilizzato per riscaldare l’acqua e servire industrie e abitazioni vicine attraverso il teleriscaldamento. Con la cogenerazione è possibile aumentare l’efficienza e il risparmio energetico, riducendo l’impatto ambientale e i costi energetici. 
Il costo di produzione dell’energia termoelettrica dipende da vari fattori, tra cui il tipo di combustibile utilizzato, l’efficienza dell’impianto e la localizzazione geografica. Un parametro usato per comparare le diverse tecnologie è il LCOE (Levelized Cost of Energy), un indice che esprime il costo medio di produzione dell’energia nella vita utile dell’impianto tenendo conto dell’investimento, dei costi operativi e delle ore equivalenti di funzionamento. Secondo le stime dell’IEA, l’Agenzia Internazionale dell’Energia, in Italia gli impianti a gas hanno un LCOE di 69,47 dollari/MWh, mentre le biomasse di 75,96 dollari/MWh. 
L’IEA ha evidenziato come la generazione di elettricità da fonti a basse emissioni di carbonio stia diventando sempre più competitiva in termini di costi, nonostante questi valori cambiano per ogni Paese. L’Agenzia prevede che entro il 2025 l’eolico on-shore avrà i costi più bassi in assoluto per la produzione di energia elettrica. In Europa, ad esempio, l’IEA stima un LCOE di 71 dollari/MWh per il termoelettrico a gas, 70 dollari/MWh per il solare e appena 55 dollari/MWh per l’eolico a terra. 
 

Qual è il combustibile dell’energia termoelettrica

L’energia termoelettrica può essere prodotta utilizzando sia combustibili fossili che fonti rinnovabili e sostenibili. Nel primo caso si tratta di centrali che usano carbone, gas o gasolio, tuttavia la maggior parte degli impianti presenti nel nostro Paese sono centrali termoelettriche a gas. In particolare, da molti anni in Italia si è diffusa la tecnologia del termoelettrico a ciclo combinato, soprattutto centrali con turbine a gas con utilizzo del metano come fonte primaria. 
Il combustibile dell’energia termoelettrica può anche essere ecologico attraverso l’uso della bioenergia, ovvero biomasse e biogas. Si tratta di una fonte energetica pulita e rinnovabile ideale per la promozione dell’economia circolare, in quanto prevede il recupero degli scarti di attività agricole e forestali. Questi combustibili green consentono di ottenere un processo termoelettrico climaticamente neutro, inoltre è possibile riutilizzare anche le ceneri ad esempio come fertilizzanti per l’agricoltura.
 

A cosa serve la centrale termoelettrica

La centrale termoelettrica è indispensabile per generare elettricità attraverso la conversione di energia chimica in termica, meccanica ed elettrica. Tutti questi passaggi vengono realizzati all’interno di specifici impianti, i quali in base alla tecnologia impiegata possono funzionare con i combustibili fossili o le fonti rinnovabili. Le centrali tradizionali possono essere costruite senza particolari restrizioni, in quanto basta rifornirle con del combustibile stoccato in appositi serbatoi o, come nel caso del gas naturale, attraverso la rete di trasporto del gas
Al contrario, le moderne centrali termoelettriche a bioenergie o biomasse sono realizzate in genere nelle vicinanze delle fonti di approvvigionamento, ovvero delle zone dove si producono scarti agricoli e forestali per alimentare l’impianto. In questo modo è possibile realizzare un sistema virtuoso con una filiera corta, riducendo l’impatto ambientale in quanto si evitano lunghi trasporti su gomma sfruttando le risorse fornite dai produttori locali.
Gli impianti termoelettrici servono principalmente per la produzione di elettricità, tuttavia come abbiamo accennato esistono anche i sistemi di cogenerazione in grado di generare energia elettrica e termica. Anche in questo caso si tratta di un modello di sharing economy, poiché la centrale fornisce elettricità e acqua calda agli edifici situati nelle vicinanze, con la piena soddisfazione del fabbisogno termico ed elettrico dell’area limitrofa. 
 

L’impatto ambientale dell’energia termoelettrica

Il termoelettrico ha un impatto ambientale elevato quando come combustibile vengono utilizzate le fonti fossili, come il carbone, il gas o il gasolio. Ancora oggi queste centrali rappresentano oltre la metà dell’energia termoelettrica prodotta in Italia, tuttavia le alternative verdi stanno crescendo grazie alla transizione ecologica, con il progressivo aumento degli impianti low carbon per la generazione di energia elettrica dalla trasformazione dell’energia termica. 
Oggi è possibile acquistare energia termoelettrica green prodotta da fonti ecologiche come le bioenergie, le biomasse e gli impianti di cogenerazione ad alto rendimento. 
Lo stesso vale per l’energia termica prodotta dal calore recuperato dalle centrali termoelettriche e fornita con il teleriscaldamento, una soluzione ecocompatibile per soddisfare il fabbisogno energetico delle comunità locali attraverso una gestione circolare dell’energia. 
 

Il presente testo è aggiornato al 10 Gennaio 2022

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