Dallo studio eseguito sull’impianto N.R.C., emergono una serie di informa- zioni che rendono possibile l’analisi di un’ipotetica collocazione all’interno del parco di generazione di energia elettrica.

Capitolo 10

Una possibile collocazione del N.R.C.

Dallo studio eseguito sull’impianto N.R.C., emergono una serie di informa- zioni che rendono possibile l’analisi di un’ipotetica collocazione all’interno del parco di generazione di energia elettrica.

Prima di valutare tale possibilit`a `e utile sottolineare il fatto che per quanto ri- guarda la generazione di energia elettrica, la tendenza mondiale, soprattutto per motivi economici, `e quella di utilizzare combustibili di “scarso valore”, come Carbone, Gas di Processo e materiali di scarto (RSU); nel caso in oggetto il combustibile `e costituito invece da un vettore estremamente “pre- giato”, ed `e lecito chiedersi quanto sia vantaggioso utilizzarlo per tale fine.

La risposta a tale quesito non `e immediata, e soprattutto non `e banale;

in quanto il maggiore o minore vantaggio economico `e strettamente correlato al processo ed alle modalit`a con cui viene prodotto l’idrogeno.

Lo steam reforming `e il processo economicamente pi` u vantaggioso per

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la produzione di idrogeno ¹ , tuttavia, data la possibilit`a odierna di utiliz- zare direttamente il metano negli impianti turbogas o a ciclo combinato, non si comprende pienamente la motivazione dell’uso dell’idrogeno per la pro- duzione di Energia Elettrica, che sicuramente, sotto il profilo energetico, e quindi economico, risulta essere una pratica svantaggiosa:

Figura 124 - Conversione

Lo stesso discorso pu`o essere estrapolato, per quanto riguarda la pro- duzione di idrogeno mediante la gassificazione del carbone, anche se in quest’ultimo caso, tale pratica permetterebbe di “raffinare” e rendere ecolo- gico un combustibile che di per se non lo `e.

Nonostante le precedenti osservazioni, che evidenziano un’apparente ingiusti- ficazione nell’utilizzazione di un processo di conversione basato sul N.R.C., esiste una valida opportunit`a, attualmente valutata e studiata da molte so- ciet`a internazionali, che consentirebbe il decollo dell’economia dell’idrogeno e l’ottimizzazione dello sfruttamento di questo prezioso vettore energetico:

1 In particolare: bassi costi della fonte energetica (metano) rendimenti di conversione

sufficientemente elevati

lo sfruttamento dell’energia nucleare, mediante reattori ad alta tempera- tura (HTR: High Temperature Reactor), per la produzione di idrogeno attraverso il processo di elettrolisi ad alta temperatura .

10.1 Impianto Nucleare - N.R.C.

I reattori HTR permettono il raggiungimento di temperature dell’ordine di 850 ÷ 900 ^◦ C; tali temperature, irraggiungibili con i reattori tradiziona- li (PWR, BWR), consentirebbero la produzione di idrogeno estremamente puro, tramite il processo di elettrolisi ad alta temperatura (gi`a discusso a pag. 47).

L’alta efficienza di tale processo ² , potrebbe realmente consentire lo sviluppo repentino e su larga scala dell’idrogeno, la cui utilizzazione soprattutto in am- bito automobilistico e dei trasporti in genere, sicuramente porterebbe bene- fici sia ecologici (abbattimento delle emissioni serra), sia politici (svincolo dei paesi industrializzati dai paesi produttori di greggio).

Uno sviluppo sostenibile di tal genere, tuttavia, `e subordinato a quello dei reattori nucleari, il cui numero di installazioni dovrebbe essere idoneo alla copertura del fabbisogno locale.

Quello di seguito proposto `e un impianto costituito da due sezioni (non ne- cessariamente contigue); la prima, nucleare, costituita da un reattore HTR, in grado di produrre una potenza elettrica netta significativa ed una sezione di produzione di idrogeno e di ossigeno in grado anche di stoccare un sufficiente

2 Oltre il 90%, contro l’attuale 70% degli elettrolizzatori tradizionali

quantitativo dei due gas, e la seconda costituita da un impianto N.R.C. ali- mentato tramite il combustibile e comburente prodotto dall’HTR. Il Layout di tale impianto potrebbe essere il seguente:

Figura 125 - Impianto H.T.R.-N.R.C.

Il funzionamento di tale complesso `e il seguente: consideriamo il dia- gramma di carico Francese, relativo alla settimana dal 21 al 27 Maggio 2005 (Fonte: RTE ³ : Gestore Francese)

3 http://www.rte-france.com/jsp/an/courbes/courbes.jsp

1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 0

10 20 30 40 50 60

Consuntivo Complessivo Francese (Settimana dal 21 al 27 Maggio 2005)

Ora

GW

P

=46.98 [GW]

Sabato Domenica Lunedì Martedì Mercoledì Giovedì Venerdì

Figura 126 - Diagramma di Carico (Francia)

Fonte: http://www.rte-france.com/jsp/an/courbes/courbes.jsp

Il termine P ^m = 46.98 GW rappresenta la potenza media generata com- plessivamente dal parco di generazione, durante tale settimana.

Come si sa, in condizioni normali la potenza generata dai gruppi di pro- duzione eguaglia la potenza assorbita dal carico complessivo, e non vi `e possibilit`a di accumulo di energia ⁴ ; supponiamo che in territorio francese ci sia un’adeguata disponibilit`a di impianti H.T.R.-N.R.C. funzionanti e che si abbia, durante la settimana in esame, la seguente situazione produttiva:

4 Se non attraverso le centrali di pompaggio, come avviene in Italia

Figura 127 - Dettaglio di Produzione

Ovvero si abbia una produzione a potenza costante P ^m = 46.98; come si pu`o notare in queste condizioni, ci sarebbero dei periodi di surplus di produzione, ed altri di deficit

Figura 128 - Surplus & Deficit

Il sistema di produzione sarebbe profondamente differente rispetto a quelli attualmente utilizzati nel mondo, consentirebbe l’accumulo di energia sot- toforma di idrogeno (durante le ore di “Surplus”) e dovrebbe garantire la copertura del fabbisogno durante le ore di punta (“Deficit”).

Per la copertura del fabbisogno, durante le ore di maggiore assorbimento, si potrebbero sfruttare le normali centrali attualmente utilizzate allo scopo in sinergia con centrali N.R.C. che utilizzino parte dell’idrogeno (e dell’ossigeno) accumulato durante le ore notturne:

Figura 129 - Copertura del Fabbisogno

Conoscendo le potenzialit`a del parco di generazione, e sfruttando i risul-

tati del modello dell’impianto N.R.C. (p.e. il suo rendimento, ed i consumi

orari di combustibile) `e possibile definire un piano di produzione, sia di ener-

gia elettrica (potenza costante da erogare durante l’arco della settimana), sia

di idrogeno, per la copertura del fabbisogno energetico complessivo nazionale.