Non solo record per il più grande impianto a concentrazione solare del mondo (PHOTOGALLERY)

[5 febbraio 2014]

Nel cuore del deserto del Mojave, a nord est di Los Angeles, è entrata in funzione una delle tre unità del più grande impianto a concentrazione solare del pianeta: quello di Ivanpah, realizzato dalla BrightSource Energy e gestito da NRG Solar, destinato a produrre 377 megawatt, abbastanza da fornire energia elettrica a circa 140.000 abitazioni. Un impianto gigantesco che occupa 3.500 acri di terreni federali, un gioiello fantascientifico da 2,2 miliardi dollari di investimenti, 1,6 miliardi dei quali forniti da prestiti governativi Usa. Ci sono voluti 6 anni per costruire i 347.000 eliostati, gli specchi che concentrano il sole sulle cime delle tre torri alte 500 piedi che  sostegno caldaie, riscaldando così l’acqua che contengono e producendo vapore per far girare le turbine che generano elettricità.

Robert Weisenmiller, presidente della California Energy Commission, è molto soddisfatto «Quando questo progetto sarà completamente in rete, la California diventerà la sede del più grande progetto elettrico solare termico in tutto il mondo, la creazione di posti di lavoro stabili in una comunità rurale e ci aiuta a raggiungere il nostro obiettivo di frenare gli effetti del cambiamento climatico con l’elettricità da fonti rinnovabili». La California punta ad ottenere un terzo della sua energia elettrica da fonti energetiche rinnovabili entro il 2030.

Ma la California sta subendo anche la peggiore siccità della sua storia e il progetto di Ivanpah ha fatto emergere alcuni problemi ambientali non ancora risolti, come lo spostamento di una rara specie di tartaruga autoctona e gli impatti dell’avifauna sugli specchi ustori, oppure le morti di un piccolo numero di uccelli che sembrano provocate dal surriscaldamento dell’aria o dalla riflessione della luce solare. Che dimostra una volta di più che l’impatto zero è pura fantasia.

Ma è la siccità a preoccupare di più, visto che le centrali solari termiche possono anche utilizzare molta acqua e che le siccità si faranno sempre più frequenti e devastanti proprio a causa di quel global warming che impianti come quello di Ivanpah puntano a contrastare. Secondo la Mit Technology Review «La siccità sta già costringendo gli sviluppatori di impianti solari  termodinamici ad utilizzare metodi di raffreddamento alternativi per ridurre il consumo di acqua» ed anche BrightSource Energy e gestito da NRG Solar stanno adottando misure per far fronte alla siccità ed alla penuria d’acqua.

Per esempio, il Dry cooling  è una nuova tecnologia di raffreddamento in grado di ridurre moltissimo il consumo di acqua negli impianti a concentrazione solare, ma è molto più costoso degli “evaporative cooling systems”  tradizionali utilizzati nella produzione di solare termico e, inoltre, non funziona altrettanto bene nelle giornate molto calde e può limitare la produzione di energia elettrica.

La Mit Technology Review spiega che «La siccità sta già costringendo gli sviluppatori dell’impianto solare termodinamico ad utilizzare metodi di raffreddamento alternativi per ridurre il consumo di acqua. Ciò sia perché  aumentano i costi e diminuisce la produzione di energia elettrica, soprattutto nei mesi estivi quando la domanda di energia elettrica è alta. Diversi gruppi di ricerca in tutto il Paese stanno sviluppando modi per ridurre i costi ed evitare riduzioni di potenza».

I vantaggi del solare a concentrazione sono molti, ma tra gli svantaggi c’è il fatto che generano grandi quantità di calore residuo e consumano molta acqua per il raffreddamento, che solitamente viene effettuato facendo evaporare l’acqua. La rivista del Mit sottolinea che «Gli impianti solari termici possono consumare il doppio di acqua delle centrali elettriche a combustibili fossili e un progetto solare termico proposto di recente consumerebbe circa 500 milioni di galloni di acqua all’anno. La tecnologia chiamata dry cooling, che è iniziata a comparire nelle centrali elettriche negli ultimi 10 anni o giù di lì, può ridurre il consumo di acqua del 90%. Invece di evaporare l’acqua per raffreddare l’impianto, la tecnologia la mantiene contenuta in un sistema chiuso. Mentre raffredda la centrale elettrica, l’acqua si riscalda e viene quindi fatta circolare attraverso enormi torri di raffreddamento alte otto piani che funzionano come il radiatore in una macchina».

Ma i costi del dry cooling sono da 2,5 a 5 volte più alti rispetto ai sistemi di raffreddamento convenzionali ad evaporazione e nelle giornate calde, a volte possono costringere gli operatori delle centrali ad interrompere la produzione di energia, cosa che in estate può far diminuire la produzione di elettricità del 10/15% e nei giorni più torridi la produzione di energia può calare ulteriormente.

Ma la BrightSource Energy  ha deciso di prendere quella che definisce «Una decisione responsabile ed economicamente percorribile». Nel gigantesco impianto a concentrazione di Ivanpah i progettisti hanno sovradimensionato il sistema di raffreddamento in modo che possa fornire sufficiente raffreddamento anche nelle giornate più calde. L’idea è che questo costo aggiuntivo si ripagherà nel lungo periodo. La posta in gioco sembra la stessa sopravvivenza di queste torri bollenti innalzate in un deserto circondato dalla siccità del global warming.

Negli Usa una dozzina di gruppi di ricerca, finanziati dall’Electric Power Research Institute e dalla the National Science Foundation, stanno sviluppando modi per evitare gli attuali problemi posti dalla tecnologia dry cooling, uno di questi utilizza un sistema di raffreddamento convenzionale ad evaporazione , ma cattura il vapore acqueo per riutilizzarlo. Altri stanno lavorando per migliorare l’efficienza delle torri di raffreddamento a secco in modo da renderle più piccole e meno costose. Un terzo approccio è fantascientifico come il paesaggio di Ivanpah:  utilizzare nanoparticelle nel fluido di raffreddamento per migliorare la capacità di assorbimento del  calore. Anche nuovi progetti che migliorano la circolazione dell’aria potrebbero ridurre le dimensioni e il costo delle torri di raffreddamento».

Quello che secondo la Mit Technology Review è certo è che «La siccità e la carenza idrica che sta subendo la California aumenteranno i costi connessi al solare a concentrazione, ma  non sono in grado di costringere la diffusione di questa tecnologia ad avere una battuta di arresto termica. Mentre il dry cooling costa molto più del  raffreddamento ad acqua convenzionale, rappresenta una parte relativamente piccola del costo totale di un impianto: intorno al 5% dei circa 2 miliardi di dollari».