Opinione: Aggreko sull'energia a gas come ponte verso le zero emissioni nette.

Chiariamo un punto che il settore energetico sussurra ma raramente dichiara apertamente: raggiungere l'obiettivo di zero emissioni nette senza ricorrere alla produzione di energia da centrali a gas non è solo difficile, ma attualmente è impossibile. Mentre tutti festeggiano ogni nuovo parco eolico e impianto solare, dobbiamo affrontare con maturità la questione di come garantire l'approvvigionamento energetico quando le fonti rinnovabili non sono sufficienti.

La capacità globale di energia rinnovabile continua la sua impressionante crescita, eppure i principi fondamentali della fisica dell'intermittenza rimangono invariati. Ogni giorno, i gestori delle reti elettriche si confrontano con questa realtà. L'energia solare ed eolica non sono programmabili, ma forniscono energia quando la natura la offre, non quando la domanda lo richiede.

Il divario tra ambizione e stabilità della rete non si colma con vane speranze. Si colma attraverso l'implementazione strategica di una generazione di energia a gas flessibile e reattiva, in grado di collegare le capacità attuali con le aspirazioni future.

L'autore: Alan Dunne, amministratore delegato per il Regno Unito e l'Irlanda di Aggreko UK. (Immagine: Aggreko)

Il problema dell'intermittenza

La produzione di energia da fonti rinnovabili crea vere e proprie sfide operative per la stabilità della rete. L'accumulo a batteria gestisce egregiamente le fluttuazioni di breve durata, ma la tecnologia attuale non è in grado di fornire economicamente energia di base per periodi prolungati di vento debole e irraggiamento solare limitato.

I gestori della rete devono mantenere costantemente la stabilità di frequenza e tensione, non solo quando le condizioni favoriscono le energie rinnovabili.

È qui che la produzione di energia a gas diventa indispensabile. I moderni sistemi a gas forniscono la produzione costante che le energie rinnovabili e le batterie non sono in grado di garantire su larga scala.

In tutta Europa, i gestori delle reti elettriche stanno installando impianti a gas naturale da 50 MW e oltre in configurazioni compatte, garantendo la resilienza della capacità per periodi che vanno da pochi mesi a molti anni, in attesa dello sviluppo delle infrastrutture a lungo termine.

Gli attuali approcci alla generazione di gas si distinguono dai sistemi tradizionali.

I moderni generatori a gas modulari possono raggiungere efficienze di sistema fino all'80% se impiegati in configurazioni di cogenerazione (CHP) con recupero di calore e vapore. Sono scalabili da singole unità a impianti multi-megawatt, fornendo la capacità richiesta.

Aspetto fondamentale, questi sistemi possono essere conformi ai codici di rete e progettati per soddisfare le normative nazionali in materia di risposta in frequenza e controllo della tensione, diventando così risorse di rete anziché semplici sistemi di backup.

La velocità di implementazione è un vantaggio fondamentale quando i vincoli della rete minacciano le tempistiche del progetto o la sicurezza energetica. La pianificazione, l'ottenimento dei permessi e la costruzione di infrastrutture permanenti possono richiedere anni. Al contrario, i pacchetti di generazione a gas da 200 MW o più possono essere mobilitati e resi operativi in pochi mesi, offrendo un sollievo immediato in caso di ritardi nei progetti, picchi stagionali o ammodernamenti delle infrastrutture.

I sistemi di cogenerazione temporanei sono ampiamente utilizzati dalle aziende farmaceutiche per fornire sia elettricità che vapore di processo, migliorando l'efficienza e riducendo i costi operativi senza richiedere investimenti di capitale a lungo termine.

Analogamente, parchi scientifici e centri di ricerca hanno impiegato pacchetti di alimentazione a gas naturale "dietro il contatore" per garantire una capacità in loco ininterrotta. Questi esempi evidenziano la rapidità con cui le risorse di gas possono essere configurate e ampliate per fornire energia affidabile e a basse emissioni in prossimità della domanda, colmando le lacune di approvvigionamento.

Generatori a gas Aggreko PowerFlex da 1500 kW. (Immagine: Aggreko)

I sistemi ibridi offrono risultati che nessuna delle due tecnologie, presa singolarmente, è in grado di raggiungere.

I sistemi ibridi intelligenti combinano la generazione di gas con l'accumulo a batteria, sfruttando i punti di forza di ciascuna tecnologia: le batterie gestiscono le rapide fluttuazioni e riducono i picchi di consumo, mentre la generazione di gas fornisce una capacità di carico di base costante.

Ad esempio, un data center con sede a Dublino ha implementato un sistema ibrido con 14 MW di generazione a gas e un sistema di accumulo a batterie da 1 MW per operare in anticipo rispetto al collegamento alla rete.

Le batterie hanno gestito rapide variazioni di carico e picchi di breve durata, mentre le unità a gas hanno fornito energia di base continua, dimostrando come i sistemi ibridi possano offrire energia affidabile, scalabile e flessibile per infrastrutture critiche.

Sistemi di controllo avanzati orchestrano in modo impeccabile queste configurazioni ibride. Le moderne piattaforme SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) consentono la connettività remota, l'interoperabilità con sistemi di terze parti e una sofisticata gestione del carico, ottimizzando il contributo di ciascun elemento. L'efficienza e i vantaggi operativi superano quelli ottenibili con ciascuna tecnologia singolarmente.

Le soluzioni decentralizzate riducono lo stress sulla rete elettrica.

I sistemi energetici decentralizzati, che prevedono la distribuzione della capacità di generazione più vicino ai punti di consumo, riducono le perdite di trasmissione, alleviano la congestione della rete e migliorano la resilienza contro le interruzioni di corrente diffuse.

I sistemi di alimentazione temporanea a gas eccellono in queste applicazioni. Gli impianti possono essere configurati su più siti, fornendo una generazione distribuita che supporta la stabilità della rete locale riducendo al contempo la pressione sull'infrastruttura di trasmissione.

Per le aziende, i sistemi decentralizzati offrono certezza operativa. Impianti di produzione, data center e infrastrutture critiche possono garantire operazioni ininterrotte indipendentemente dalle condizioni della rete elettrica.

Generatori di gas nella flotta globale di Aggreko. (Immagine: Aggreko)

Il percorso pragmatico

I critici che sostengono che qualsiasi infrastruttura per i combustibili fossili sia in contraddizione con gli obiettivi di zero emissioni nette fraintendono le tempistiche e le realtà tecniche della decarbonizzazione.

La transizione energetica si svilupperà nell'arco di decenni. Durante questo periodo, la stabilità della rete non può essere compromessa. La produzione di energia da gas funge da ponte che consente l'espansione della capacità di produzione da fonti rinnovabili.

L'infrastruttura in fase di realizzazione è temporanea e adattabile. A differenza delle centrali elettriche permanenti, che rappresentano decenni di immobilizzazione di capitale, la generazione modulare a gas si ridimensiona man mano che le soluzioni di energia rinnovabile e di stoccaggio maturano. L'investimento soddisfa le esigenze attuali senza precludere le opzioni future.

La strategia più efficace combina investimenti continui e consistenti nella capacità di generazione da fonti rinnovabili, l'implementazione strategica di sistemi ibridi che combinano gas, batterie e fonti rinnovabili, in configurazioni che massimizzino l'efficienza mantenendo al contempo l'affidabilità, e lo sviluppo parallelo di soluzioni di accumulo a lungo termine.