Secondo l’International Energy Agency (IEA), gli ultimi dati mostrano che la domanda mondiale di energia è aumentata a un ritmo superiore alla media nel 2024, con conseguente incremento della domanda di tutte le fonti energetiche, tra cui petrolio, gas naturale, carbone, energie rinnovabili e nucleare. Questa crescita è stata trainata dalla domanda di energia elettrica, a causa della maggiore richiesta di raffreddamento, dell’aumento dei consumi industriali, dell’elettrificazione dei trasporti, della crescita dei data center e dell’intelligenza artificiale.In tale contesto, l’International Renewable Energy Agency (IRENA), in un articolo del 26 marzo scorso pubblicato ad Abu Dhabi, Emirati Arabi Uniti, parla di un ingente aumento della capacità di produzione di energia da fonti rinnovabili nel 2024, tanto che il Segretario Generale delle Nazioni Unite, António Guterres, ha dichiarato: “L’energia rinnovabile sta concludendo l’era dei combustibili fossili. Questa crescita da record crea posti di lavoro, abbassa le bollette per l’energia elettrica e purifica la nostra aria. Le energie rinnovabili giovano alle economie. Ma il passaggio all’energia pulita deve essere più rapido e più equo: tutti i Paesi devono avere la possibilità di beneficiare pienamente dell’energia rinnovabile a basso costo.” Dunque, produrre più energia da fonti rinnovabili e abbandonare quelle convenzionali è una necessità sempre più condivisa da tutti i Paesi del mondo.E tra le energie rinnovabili in costante crescita in termini di opportunità di generazione e impiego troviamo l’energia idroelettrica, la fonte energetica più antica per il nostro pianeta, la quale si inserisce con un ruolo chiave nella transizione verso un sistema energetico più sostenibile, con un impatto ambientale sicuramente basso e un potenziale di stabilità notevole per la rete elettrica.Anche se tra le rinnovabili è quella che viene sfruttata da più tempo, nel corso degli anni la continua innovazione ha reso gli impianti idroelettrici sempre più efficienti. Grazie alle attuali tecnologie, è possibile trasformare in elettricità il 90% circa dell’energia dell’acqua, una percentuale quasi tre volte superiore al livello di efficienza delle fonti convenzionali.
Dal punto di vista tecnologico questo tipo di energia si produce sfruttando la forza dell’acqua in movimento, come quella di un fiume. Essa può essere raccolta in un bacino idrico (naturale o artificiale), e la posizione in quota ne determina l’energia potenziale. L’acqua viene così canalizzata attraverso condotte forzate e acquista energia cinetica scendendo verso una turbina. Chiaramente più il salto è alto, maggiore è l’energia generata. Raggiunta la turbina, che è collegata a un generatore, il flusso la mette in movimento mentre la velocità e la pressione dell’acqua determinano la potenza sviluppata. Grazie ai campi magnetici interni al generatore, l’energia meccanica della turbina viene trasformata in energia elettrica, la quale a sua volta viene trasportata attraverso linee di trasmissione e distribuzione per raggiungere abitazioni, industrie e altri utenti. Questo processo può avvenire in grandi impianti su dighe o in piccole centrali idroelettriche su corsi d’acqua meno voluminosi.
In materia di vantaggi derivanti dall’impiego della specifica tecnologia, molte aziende produttrici di energie rinnovabili, come ENEL, dedicano numerosi siti istituzionali alla loro dettagliata descrizione, e qui ne faccio un sunto il più possibile esaustivo limitandomi all’idroelettrico.
L’energia che viene dall’acqua è una fonte di energia pulita e sostenibile, lontana da quelle emissioni di gas serra che la lotta al cambiamento climatico si propone di eliminare. Si tratta inoltre di un’energia rinnovabile nel senso del rispetto dei criteri ESG, e con un bassissimo footprint, in quanto l’acqua prelevata all’ambiente viene restituita nel tempo in maniera sostanzialmente integrale, senza contare che l’autosufficienza di moltissimi Paesi del mondo rispetto alla disponibilità di acqua rende minore la dipendenza dall’importazione di materie prime. Si tratta altresì di una risorsa molto flessibile, per la capacità, legata anche alla tecnologia impiegata nelle turbine, di adeguarsi velocemente ai flussi in gestione.
La rete elettrica beneficia inoltre della tecnologia di sfruttamento dell’acqua perché essa ha funzione di stabilizzazione, consente di evitare quei fenomeni di intermittenza che l’eolico o il solare producono per la loro naturale discontinuità. Un esempio: l’energia solare in eccesso in caso di condizioni meteorologiche favorevoli può essere utilizzata per pompare acqua nel bacino superiore, acqua che verrà fatta cadere per generare elettricità attraverso le turbine in caso di tempo avverso.
Una centrale idroelettrica comporta anche un vantaggio netto per l’ambiente: l’acqua rilasciata può essere controllata nel tempo con grande precisione, riducendo così notevolmente il rischio di inondazioni. Tali centrali sono inoltre di grande aiuto per la bonifica delle zone paludose e la riduzione delle acque stagnanti, con grande beneficio per la navigabilità dei fiumi a valle. Va altresì ricordato che grandi masse d’acqua nei bacini costituiscono di fatto una tutela della biodiversità.
Infine, l’energia potenziale gravitazionale associata alle gigantesche masse d’acqua che si trovano ad alta quota fornisce un potenziale energetico enorme, per cui tutti i più grandi impianti di produzione energetica al mondo sono appunto idroelettrici.
Quanto ai costi di realizzazione, è chiaro che essi sono onerosi, ma a regime l’energia prodotta dallo sfruttamento dell’acqua è la più economica in assoluto, richiede una manutenzione minima, la riduzione degli sprechi è incentivata dall’impiego sempre più rilevante di tecnologie digitali. Irrinunciabili ormai le funzionalità di manutenzione predittiva al fine di garantire la sicurezza degli impianti e il loro ammodernamento, il cosiddetto “processo di repowering” che aumenta la capacità installata e la produzione di elettricità.
E proprio tali vantaggi costituiscono le principali motivazioni di crescita dello sfruttamento dell’acqua come fonte di energia elettrica.
Nel considerare le prospettive di crescita, non va tuttavia dimenticato che la riqualificazione dei vecchi impianti è una priorità che implica ragguardevoli investimenti, ma è necessario implementarla per ridurre l’impatto ecologico e garantire una gestione sostenibile dei bacini. In ambito di ricerca e innovazione si esplorano inoltre mini e micro-impianti, ideali per comunità remote o isolate, al fine di agevolare l’elettrificazione di aree difficilmente raggiungibili, mentre in tema di economia circolare, l’idroelettrico è fondamentale in relazione all’utilizzo dei bacini artificiali per acquacoltura o turismo sostenibile.
Alla luce di tutto quanto sopra esposto, quali vantaggi può generare investire in questo specifico settore?
L’idroelettrico è una risorsa assolutamente strategica, sia per la stabilità della rete elettrica che per la riduzione delle emissioni: un investimento solido soprattutto la sostenibilità finanziaria e ambientale. Nonostante gli ingenti finanziamenti necessari a sostenere il settore, numerose sono le opportunità di investimento a livello globale, a partire dal mantenimento e dall’ammodernamento delle centrali in esercizio, fino alla costruzione di nuove strutture o all’acquisto di impianti esistenti, ponendo grande attenzione al miglioramento dell’efficienza e della flessibilità degli impianti stessi mediante l’implementazione di progetti di repowering e di ibridazione. Il repowering in particolare consiste nella sostituzione o nella sostituzione e ammodernamento parziale o totale dei componenti principali degli impianti, con l’obiettivo di aumentare la capacità installata e/o la produzione di energia. L’ibridazione si riferisce invece alla combinazione di diverse tecnologie di energia rinnovabile per creare un sistema più efficiente e affidabile e così garantire una produzione costante di energia, compensando le variazioni di produzione di una singola fonte. Uno degli investimenti più significativi per la regolazione dell’amministrazione e del funzionamento di impianti idroelettrici è l’utilizzo dell’intelligenza artificiale nell’ingegneria dei vari processi. Con l’apprendimento automatico e l’analisi dei dati, l’intelligenza artificiale consente un migliore e più adattivo controllo degli impianti abilitando l’ottimizzazione delle risorse idriche e consentendo significativi miglioramenti nella produzione di energia, con particolare successo nel settore dello stoccaggio idroelettrico e della sicurezza.
Dal punto di vista geografico, Paesi come Cina, India, Brasile guidano l’espansione della capacità idroelettrica globale, ma anche l’Italia, che ha una lunga tradizione nello sfruttamento dell’acqua per la produzione di energia, continua a far leva sulle proprie risorse naturali, con l’ambizione di espandere il settore verso il bacino del Mediterraneo. Tra i più rilevanti progetti al mondo ricordo la Diga delle Tre Gole in Cina, che mira a soddisfare la crescente domanda energetica interna, la Diga Itaipù in Paraguay, al confine con il Brasile, pilastro della strategia energetica del Paese, i numerosi progetti in Albania, Paese che tenta di coprire l’intero fabbisogno energetico nazionale mediante il ricorso all’idroelettrico. Pensando all’Italia invece, mi viene spontaneo menzionare il progetto “BESS4HYDRO” di ENEL, progetto in cui la capacità di accumulo di un impianto idroelettrico viene integrato dalle batterie al litio, onde migliorare l’efficienza operativa e la flessibilità dell’impianto. Il progetto ha ottenuto un finanziamento di 1.8 Milioni di Euro dall’Innovation Fund dell’Unione Europea.
Concludo dicendo che l’energia idroelettrica rappresenta un equilibrio reale tra tecnologia e sostenibilità nel panorama delle rinnovabili, e non è solamente una forza della natura utilizzata come risorsa, è molto di più; l’idroelettrico è una vera fonte di creazione di valore per il mondo in cui viviamo, è quell’energia che viene dall’acqua e che si pone al servizio delle persone e dell’ambiente. Il significato più profondo di sostenibilità.
Laura Luigia Martini
Nuclear Engineer, SDA Bocconi Senior Executive Fellow
