impianto di pompaggio idraulico ad acqua di mare di Yunbaru, sull’isola di Okinawa in Giappone (foto tratta da articolo citato)
in foto: impianto di pompaggio idraulico ad acqua di mare di Yunbaru, sull’isola di Okinawa in Giappone (foto tratta da articolo citato)

Una caratteristica particolarmente apprezzata della produzione idroelettrica è quella di essere disponibile a richiesta, anzi in determinati contesti un impianto idroelettrico può essere assimilato ad una sorta di batteria di accumulo di energia. In questo caso ci si riferisce ai c.d. impianti di pompaggio.

Il funzionamento è relativamente semplice. Si immagini di avere due bacini artificiali uno in alto asciutto e uno in basso pieno d’acqua. Se per mancanza di consumi c’è un surplus di energia prodotta, ad esempio in caso di eccesso di produzione di energia solare, si utilizza questa energia per azionare delle pompe in grado di sollevare l’acqua dal bacino basso in quello alto; invertendo poi il flusso dall’alto verso il basso sarà possibile restituire parte dell’energia elettrica spesa dalle pompe in precedenza per soddisfare la richiesta di consumi. Nelle ore di bassa richiesta di energia l'acqua viene di nuovo pompata fino al bacino in alto in modo da essere nuovamente pronta per la nuova utilizzazione.

Schema funzionamento impianto di pompaggio (foto tratta da articolo citato)
in foto: Schema funzionamento impianto di pompaggio (foto tratta da articolo citato)

È evidente l’inefficienza del sistema essendo l’energia prodotta sempre minore di quella spesa, ma se si considera che stiamo parlando di energia elettrica che se non utilizzata avrebbe comunque generato dei costi per impianti pagati (dal sistema) e non utilizzati, il bilancio costi benefici finale risulta positivo. Si consideri inoltre che utilizzando in assenza di rinnovabili la produzione da fonti fossili oltre al costo della materia prima e l’impatto ambientale c’è il tema della dipendenza dall’estero.

La novità è che, stante la necessità di consentire l’accumulo di energia prodotta da fonti rinnovabili (intermittenti), si stanno sperimentando applicazioni di impianti di pompaggio innovativi in paesi rivieraschi laddove ci sono dislivelli costieri tali da rendere possibile l’utilizzo del mare stesso come bacino basso dell’impianto. In tal senso la prima sperimentazione che va avanti da circa 18 anni, è quella dell’impianto di pompaggio idraulico ad acqua di mare di Yunbaru, sull’isola di Okinawa in Giappone nato su input governativo proprio per verificare la fattibilità tecnico economica di queste soluzioni in vista delle nuove strategie di implementazione in rete delle fonti di energia rinnovabile.

Sono stati diffusi sul tema i risultati interessanti di un lavoro finanziato dal Fondo di Ricerca per il Sistema Elettrico nell’ambito dell’Accordo di Programma tra RSE ed il Ministero dello Sviluppo Economico. Cito di seguito un estratto dell’articolo disponibile al link  – Autori:  J. Alterach (RSE SpA) , M. Meghella (RSE SpA) , M. Gobbi (RSE SpA) , R. Marazzi (RSE SpA):

L’Italia è un Paese con un notevole sviluppo costiero e alcuni litorali, soprattutto lungo la fascia tirrenica e le isole, sono sufficientemente scoscesi, montuosi e relativamente poco antropizzati da prestarsi alla costruzione di questo tipo di impianto. Nel quadro delle ricerche finanziate dal Fondo Ricerca di Sistema Elettrico, RSE ha condotto un articolato studio mirato alla valutazione delle potenzialità di sviluppo di sistemi di accumulo di pompaggio marino, al fine di supportare l’integrazione nella rete elettrica di fonti rinnovabili aleatorie.

A partire dai risultati ottenuti nei due anni precedenti, che hanno consentito di individuare i siti più promettenti, in particolare nel Sud e nelle Isole dove la rete elettrica presenta le maggiori criticità, è stato scelto il sito di Foxi Murdegu in Sardegna. È stato quindi eseguito un studio preliminare di fattibilità con l’obiettivo di analizzare diversi scenari che prevedono l’accoppiamento di parchi eolici e/o solari con sistemi di pompaggio marino. La metodologia sviluppata per lo studio tiene conto contemporaneamente dell’intermittenza della fonte rinnovabile, della variabilità del prezzo dell’energia sul mercato elettrico e degli aspetti idraulici, superando il paradigma consolidato dell’impiego dei sistemi di pompaggio che a tutt’oggi sfruttano il differenziale di prezzo tra costo diurno e notturno dell’energia.”

La modellazione individuata si presta ad importanti valutazioni di sostenibilità economica su cui però si lamenta “indisponibilità, al livello di dettaglio necessario, degli andamenti storici dei prezzi e dei volumi effettivamente scambiabili. Analogamente, uno scenario dettagliato di accoppiamento diretto impianto di pompaggio/impianto FER, richiederebbe i dati di produzione effettiva dei parchi eolici e solari più prossimi al sito”

Le ultime novità tecnologiche in campo di produzione idroelettrico inoltre consentirebbero di “poter bilanciare carico e domanda al minuto, consentendo al contempo di limitare o sostituire completamente l’impiego delle centrali termiche per il servizio di regolazione della frequenza di rete, una migliore gestione del parco impianti, una consistente riduzione delle emissioni di CO2 e un aumento dei ricavi per la fornitura dei cosiddetti servizi ancillari (per la regolazione della frequenza di rete) che, unitamente ai ricavi del MGP, dovrebbe rendere sostenibile