Come in ogni evento inconsueto e di una certa rilevanza, anche il black-out spagnolo dello scorso lunedì 28 aprile è stato vittima della strabordante e (ormai) incontrollabile comunicazione di massa.
Quasi tutto di ciò che è stato diffuso inizialmente dai media, è risultato falso o distorto col risultato di generare una tale confusione da far si che il reale svolgimento dei fatti – quando e se verrà accertato- avrà perso ogni rilevanza. Ma andiamo con ordine.
Innanzitutto il black out non è stato totale come invece avvenne in Italia nel 2003 quando tutti gli impianti di generazione furono scollegati dalla rete e si dovette riavviarli uno per uno. Prova ne sia che il ripristino della rete spagnola è avvenuto in un tempo sensibilmente minore di quello occorso in Italia nel 2003.
Per quanto riguarda le cause si è parlato di inesistenti eventi atmosferici estremi, di perdita dell’alimentazione da parte della Francia (specificatamente di una grande centrale nucleare), di instabilità della rete europea in cui la Spagna (data la sua posizione geografica) non sarebbe ben inserita e di un attacco informatico condotto dagli immancabili hacker russi.
Tralasciando le frottole dell’attacco informatico e gli eventi atmosferici, è bene smitizzare l’idea che viene diffusa della rete elettrica europea. Per quanto essa rappresenti un sistema molto esteso e integrato di trasmissione dell’energia elettrica, gli scambi di energia che effettivamente si svolgono tra i singoli paesi europei sono una piccola percentuale del totale dell’energia prodotta in Europa, per cui è assolutamente fuorviante far credere che, se c’è un black-out in un paese, automaticamente il paese confinante (per non dire tutta l’Europa) funzioni da riserva di energia solo perché esiste una linea di interconnessione.
Innanzitutto c’è un limite tecnologico che non può essere superato: ogni linea elettrica può supportare un determinato carico per cui l’interscambio tra due paesi è determinato dal numero delle interconnessioni e queste non sono così tante come si pensa per un motivo di sicurezza.
Una rete elettrica infatti è costituita da “maglie” che hanno il duplice scopo di distribuire in modo equilibrato il carico della rete e di far si che, in caso di un guasto locale, l’intera rete non venga compromessa, isolando la parte di territorio interessata dal guasto. E’ quello che avviene in caso di black-out locali quando in una porzione di territorio viene a mancare la luce mentre nel resto del paese tutto funziona regolarmente. Estendendo questo concetto all’intera rete europea, è evidente che una interconnessione totale tra paesi (cioè con tante linee di interconnessione) costituirebbe un fattore di rischio enorme in quanto un black-out come quello spagnolo avrebbe potuto causare effetti a catena molto più gravi di quelli verificatisi oggi in Portogallo e Francia.
In sostanza il criterio fondamentale è che ogni paese deve dotarsi di una rete elettrica autosufficiente e in grado di far fronte a qualsiasi condizione, compresa quella del black start up, ovvero della necessità di avviare il sistema con tutti gli impianti scollegati dalla rete, senza apporti esterni di energia.
Ma allora a che serve una rete elettrica europea? Fatti salvi i normali scambi di energia tra paesi che avvengono durante le 24 ore e che riguardano le rispettive zone confinanti, non c’è alcun trasferimento di energia per grandi distanze, perché le perdite di carico dovute al trasporto sarebbero insostenibili con le normali linee elettriche in corrente alternata.
Il vantaggio più evidente dell’interconnessione europea risiede nella ulteriore stabilizzazione della tensione e frequenza: sulla rete europea la variazione massima consentita della frequenza è del 1% ( 50 Hertz± 0,5) e del 10% per la tensione (220 V± 22) per tempi comunque delimitati.
Tra le cause del black-out spagnolo (nei sistemi complessi è giusto parlare di più cause) va sicuramente compresa una oscillazione fuori norma della frequenza di rete. Vediamo perché.
Consultando i dati di Red electrica de Espana (gestore della rete), lo stato della rete elettrica spagnola alle ore 12,30 del 28 aprile (3 minuti prima del black-out) era, sinteticamente, il seguente:
Potenza erogata: 33.847 MW di cui 26.758 (79%) da fonti rinnovabili e 7.084 (21%) da fonti non rinnovabili.
Alle 12, 35 la situazione era questa: su 13.786 Mw disponibili, 12.652 Mw (92%) erano da fonti rinnovabili e 1161 Mw (8%) da fonti non rinnovabili, mentre alle 13,40, quando si è toccato il livello più basso, la potenza disponibile era di 9516 Mw, di cui 8676 Mw da fonti rinnovabili e solo 840 Mw da fonti non rinnovabili: in pratica una centrale a gas a ciclo combinato da 326 Mw e qualche impianto di cogenerazione.
La potenza disponibile quindi si era ridotta di oltre due terzi, ma non annullata cosa che ha permesso il riavviamento di tutta la rete in circa 20 ore.
Lo sviluppo di questo evento ha visto andare fuori servizio in una manciata di secondi, circa 15.000 Mw di potenza disponibile, di cui circa l’80% dei cicli combinati, il 60% del solare fotovoltaico e il 25% circa dell’eolico e dell’idroelettrico.
In pratica si è passati da una configurazione di rete in cui il 79% della potenza erogata dipendeva da fonti rinnovabili contro il 21% da fonti non rinnovabili, ad una configurazione ancora più sbilanciata: 92% da fonti rinnovabili e 8% da fonti non rinnovabili.
Questo aspetto, per essere compreso, deve tener conto delle caratteristiche intrinseche della tecnologia impiegata per produrre energia da fonti rinnovabili e non rinnovabili.
Con l’esclusione dell’idroelettrico, le fonti rinnovabili non producono energia elettrica in corrente alternata, ma in corrente continua la quale, per essere erogata in rete, deve essere trasformata in corrente alternata attraverso un inverter. Le fonti non rinnovabili e l’idroelettrico invece, oltre a produrre energia in corrente alternata e a determinare la frequenza di rete, dispongono di considerevoli masse rotanti (turbo generatori) la cui inerzia costituisce una cospicua riserva di potenza che, in caso di improvviso distacco di un impianto di generazione consente, entro certi limiti, di gestire l’emergenza con relativa tranquillità.
Più macchine rotanti sono presenti in una rete, maggiore è la sua affidabilità in termini di stabilità della frequenza che è il parametro critico con cui bisogna fare i conti dato che, come detto, è tollerata una oscillazione di soli 0,5 Hertz, superati i quali scattano automaticamente le protezioni di rete che cominciano a staccare selettivamente sia le utenze, sia altri impianti di generazione.
Nel caso spagnolo, se si confermerà per vero che si sono verificati inconvenienti in alcuni impianti di generazione solari, la scarsa presenza in rete di macchine rotanti (riserva di potenza intrinseca) non è stata in grado di sopperire alla improvvisa richiesta di carico che ha agito su queste macchine come un colpo di acceleratore, facendone aumentare istantaneamente il numero di giri al minuto, fino a quando è scattato l’interruttore di rete per massima oscillazione di frequenza o quello di macchina per raggiunta sopra-velocità, con effetti a cascata su tutti gli altri impianti.
Esistono sì, tecniche di gestione innovative denominate FFR (Fast Frequenci Response cioè risposta rapida alle variazioni di frequenza) che possono supplire alla funzione data dall’inerzia delle macchine rotanti anticipando un eventuale transitorio di frequenza che potrebbe degenerare, ma come accaduto alla ERCOT che gestisce la rete elettrica del Texas composta da un 55% di fonti rinnovabili, il margine di sensibilità alle variazioni di frequenza si è talmente ristretto da dar luogo a segnali spuri che generano interruzioni della rete non necessarie.
E’ indubbio che, tra i progressi (reali) ottenuti nel campo dei sistemi complessi e le suggestive descrizioni delle smart grid (reti intelligenti), il problema di come gestire in sicurezza una rete elettrica alimentata totalmente o prevalentemente da fonti rinnovabili, non è stato ancora risolto.
Non è per capriccio o preconcetto ideologico verso le rinnovabili (come ho ripetutamente scritto) che Terna (gestore della rete elettrica italiana) scrive nei suoi rapporti che bisogna mantenere in funzione una potenza da turbo-generazione pari a 40.000 Mw almeno fino al 2030.
Ciò non significa, come scrivono gli avversari delle rinnovabili riguardo al caso spagnolo, che è tutta colpa del solare, ma nemmeno si può far finta che il problema, qui ed ora, non esista o che sarà risolto dalle magnifiche capacità del capitalismo, se e quando gli converrà affrontarlo.
Il black-out spagnolo va preso per quello che è: un avvertimento per tutti coloro che acriticamente hanno sposato questa transizione energetica, ritenendo che per risolvere il problema dei cambiamenti climatici basta sostituire le fonti fossili con quelle rinnovabili, per poi dover scoprire che, nel modo di produzione capitalistica, ogni innovazione porta con sé nuove e più complicate contraddizioni.