In Australia, mentre le centrali elettriche a carbone chiudono gradualmente e aumentano le energie rinnovabili come il solare e l’eolico, diminuiscono anche le grandi turbine rotanti che stabilizzavano la rete elettrica. Per questo torna a essere oggetto di attenzione il compensatore sincrono, una grande macchina elettrica collegata alla rete e mantenuta in rotazione, che non produce elettricità ma contribuisce a mantenere stabile la tensione. L’Operatore del mercato energetico australiano (호주 에너지시장운영자, AEMO) prevede di installare altri compensatori sincroni nelle aree in cui la forza del sistema — la capacità della rete elettrica di mantenere stabile la tensione — è già insufficiente o si prevede che diventi insufficiente a causa dell’espansione delle energie rinnovabili e delle batterie e della chiusura delle centrali a combustibili fossili.

Contesto

I grandi generatori tradizionali, oltre a produrre elettricità, contribuivano alla stabilizzazione della rete grazie alla loro rotazione. Quando una centrale a carbone chiude, non diminuisce soltanto la quantità di energia prodotta: scompare anche la turbina rotante che attenua gli shock nella rete elettrica. Gli impianti solari ed eolici e le batterie forniscono in genere elettricità tramite inverter, dispositivi che convertono la corrente continua in corrente alternata, ma gli inverter convenzionali non forniscono automaticamente il rafforzamento della rete che in passato era assicurato dai grandi generatori rotanti.

Il compensatore sincrono è una grande macchina elettrica collegata alla rete e mantenuta in rotazione. Assomiglia a un generatore, ma non produce elettricità. La rotazione assorbe gli shock della rete e aiuta a riportare la tensione entro l’intervallo operativo normale quando diventa instabile. Le batterie possono svolgere alcune funzioni di stabilizzazione, ma non possono sostituirle tutte.

Dal 2000, lo standard di tensione della rete elettrica australiana è di 230 volt; l’intervallo ammesso va fino a un valore superiore del 10% e fino a un valore inferiore del 6% rispetto a tale livello. La tensione può essere paragonata alla pressione dell’acqua in una conduttura. La preoccupazione espressa nell’articolo è che la tensione possa diventare instabile in caso di cambiamenti improvvisi della domanda di elettricità o di arresto imprevisto di una grande centrale, con possibili blackout o danni agli elettrodomestici.

Il compensatore sincrono non è una nuova invenzione. È utilizzato da oltre un secolo e in passato era ampiamente impiegato per stabilizzare le reti elettriche, ma il suo utilizzo si era ridotto con l’evoluzione della tecnologia delle reti. Ora, con il cambiamento della struttura dell’approvvigionamento elettrico, torna a essere necessario. Diversi Stati australiani ne hanno già installati per garantire l’affidabilità della rete; la necessità di ulteriori installazioni dipende dalla rapidità con cui chiuderanno le centrali a carbone.

Che cosa significa questa notizia

Aumentare la quota di energie rinnovabili non significa soltanto cambiare le fonti di produzione. Man mano che si riducono le funzioni di stabilizzazione svolte dalle centrali a carbone, la rete deve dotarsi anche di apparecchiature che le compensino. Il compensatore sincrono affronta una sfida diversa dall’aumento della produzione di energia rinnovabile: non è un impianto che fornisce nuova elettricità, ma un dispositivo che aiuta la rete a mantenersi stabile quando la tensione oscilla.

È anche per questo che la posizione e le dimensioni dell’impianto sono importanti. Gli studi citati nell’articolo riconoscono l’efficacia dei compensatori sincroni, ma rilevano che sono costosi. La conclusione della ricerca citata è quindi che vadano installati nei luoghi necessari e con dimensioni adeguate. Anche il piano dell’AEMO si concentra sulle aree in cui si prevede che la forza del sistema diventi insufficiente, o in cui è già insufficiente, a causa dell’espansione delle energie rinnovabili e delle batterie e della chiusura delle centrali a combustibili fossili. Il punto centrale è che le apparecchiature necessarie e i tempi di installazione possono variare in base alla velocità con cui chiudono le centrali e alle carenze presenti nelle diverse aree.

Per esempio, se in una determinata area chiude una centrale a carbone e aumentano le energie rinnovabili e le batterie, occorre valutare, oltre a come sostituire la quantità di elettricità fornita, anche come garantire la funzione di stabilizzazione della tensione. L’installazione di compensatori sincroni può essere una delle soluzioni, ma le informazioni citate non bastano a stabilire quanti dispositivi servirebbero effettivamente in quell’area.

Il compensatore sincrono non sostituisce una centrale elettrica che produce energia. È un dispositivo che integra le misure per stabilizzare la tensione della rete elettrica; perché sia efficace, è necessario scegliere con cura dove installarlo e con quali dimensioni.

Fatti accertati e aspetti ancora incerti

Fatti accertati

  • In Australia le centrali a carbone chiudono gradualmente e aumentano le energie rinnovabili, come il solare e l’eolico.
  • Con la chiusura delle centrali a carbone scompaiono anche le grandi turbine rotanti che contribuivano a stabilizzare la rete elettrica.
  • Il compensatore sincrono ruota senza produrre elettricità e aiuta a stabilizzare la tensione e ad assorbire gli shock.
  • L’AEMO prevede di installare altri compensatori sincroni soprattutto nelle aree in cui si prevede che la forza del sistema diventi insufficiente o in cui è già insufficiente.
  • Gli studi riconoscono l’efficacia dei compensatori sincroni, ma rilevano che il loro costo elevato rende necessario scegliere con cura la posizione e le dimensioni dell’impianto.

Aspetti ancora incerti

  • Non sono state indicate le aree specifiche e il numero di compensatori sincroni che si prevede di installare in Australia.
  • Non è stato chiarito come saranno finanziati i costi di installazione.
  • Non è stato spiegato nel dettaglio come la portata e i tempi delle installazioni aggiuntive varieranno in base alla velocità con cui chiuderanno le centrali a carbone.

Che cosa dovrebbero verificare i lettori

  • Nei prossimi piani per l’affidabilità della rete elettrica australiana, sarà necessario verificare se verranno resi noti i luoghi e il numero delle installazioni di compensatori sincroni.
  • Poiché i compensatori sincroni sono descritti come costosi, quando saranno presentati i piani di installazione si potrà verificare se verranno comunicati anche i costi e le modalità di finanziamento.
  • Nell’esaminare i piani per le reti elettriche delle singole aree, vale la pena verificare non soltanto come sarà sostituita la produzione di energia, ma anche quali impianti compenseranno la riduzione delle funzioni di stabilizzazione della tensione dovuta alla chiusura delle centrali a carbone.