Le sfide senza precedenti di chi gestisce la rete elettrica

Costruzione di una nuova linea di trasmissione elettrica a Sion, in Vallese, 8 giugno 2017. Keystone/ Valentin Flauraud

La Svizzera ha un ruolo centrale nel trasporto dell'elettricità in Europa. La guerra in Ucraina, la transizione energetica e il mancato accordo con l'UE rappresentano sfide epocali per il gestore della rete svizzera di trasmissione Swissgrid. Come scongiurare il rischio di un blackout?

L’8 gennaio 2021 qualcosa è andato storto. Un improvviso calo di frequenza sulla rete europeaCollegamento esterno ha letteralmente diviso in due il continente: l’Europa sudorientale da una parta e l’Europa centrale e occidentale dall’altra. L’anomalia è stata causata da un guasto in una sottostazione in Croazia ed è durata circa un’ora. La maggior parte di noi non si è accorta di nulla, ma l’incidente avrebbe potuto lasciare centinaia di milioni di persone senza elettricità.

L’anomalia dell’8 gennaio 2021 sulla rete elettrica interconnessa europea ha diviso il continente in due. Entso-E

Se si è potuto evitare un blackout su vasta scala è anche grazie all’intervento di Swissgrid, l’azienda che gestisce la rete di trasmissione ad altissima tensione in Svizzera e che è responsabile degli scambi di elettricità tra la Confederazione e i Paesi vicini. In qualità di centro di coordinazione per l’Europa meridionale, ha contribuito insieme agli altri gestori di rete europei a disaccoppiare la rete, scongiurando così un collasso.

“È il nostro lavoro: anticipare il prevedibile e gestire in tempo reale l’imprevedibile”, dice a SWI swissinfo.ch Alessandro Cameroni, portavoce di Swissgrid.

Il più grande cambiamento della storia

La rete elettrica svizzera è una parte essenziale della rete europea, che fornisce elettricità a più di 530 milioni di persone in oltre 30 Paesi. La Svizzera è inoltre il Paese in cui è nata la rete interconnessa. È infatti nella “Stella di LaufenburgCollegamento esterno“, una sottostazione del Cantone di Argovia, nella Svizzera settentrionale, che nel 1958 sono state collegate per la prima volta le reti elettriche di Svizzera, Germania e Francia.

“Il rischio di una penuria di energia elettrica non è mai stato così grave per la Svizzera e l’Europa.”

Valérie Bourdin, Associazione delle aziende elettriche svizzere

Oggigiorno, 41 linee transfrontaliere consentono alla Confederazione di esportare elettricità in estate e soprattutto di importarla durante l’inverno, periodo in cui c’è un calo della produzione idroelettrica nazionale. Nei mesi più freddi dell’anno, la Svizzera importa dall’estero fino al 40% del suo fabbisogno elettrico.

Non mancano tuttavia le incognite. La penuria di elettricità è tra i rischi maggiori per la Svizzera, secondo l’Ufficio federale della protezione della popolazione. “Nel contesto degli attuali sviluppi, il rischio di una penuria di energia elettrica non è mai stato così grave per la Svizzera e l’Europa”, indica Valérie Bourdin, portavoce dell’Associazione delle aziende elettriche svizzere.

L’aumento dei prezzi dell’energia, la volatilità delle fonti rinnovabili e la situazione politica internazionale rappresentano sfide senza precedenti. “Il sistema elettrico svizzero sta vivendo il più grande cambiamento della sua storia”, afferma Cameroni.

Ma prima di parlare dei rischi di un blackout (ovvero di un’imprevista interruzione dell’energia elettrica), e di come la Svizzera stia cercando soluzioni per garantire un approvvigionamento sicuro, è utile capire come ci giunge in casa l’elettricità e perché il 50 è il numero magico di chi gestisce la rete.

Equilibrio tra produzione e consumo

I cavi della rete ad altissima tensione (220’000 e 380’000 volt) trasportano l’elettricità prodotta dalle centrali in Svizzera e all’estero, siano esse a fonti rinnovabili, a energie fossili quali il carbone o a energia nucleare.

La rete di trasmissione svizzera gestita da Swissgrid (in rosso le linee di 380’000 volt, in verde quelle di 220’000) è lunga 6’700 chilometri e rappresenta la “colonna vertebrale” del sistema elettrico. Kai Reusser / swissinfo.ch

La tensione deve essere la più elevata possibile per evitare le perdite di energia durante il trasporto. Tuttavia, prima di giungere nelle reti di distribuzione regionali e locali, e infine alle prese di corrente domestiche, la tensione deve essere gradualmente ridotta. Questo avviene nei trasformatori delle sottostazioni, dove la tensione scende fino ai 230 volt che ci permettono di caricare il cellulare o di far funzionare la macchina del caffè.

La tensione dell’elettricità prodotta dalle centrali viene progressivamente ridotta nelle sottostazioni prima di giungere nelle case. Swissgrid

La tensione non è l’unico parametro chiave. Per trasportare l’elettricità in modo efficiente e sicuro, la frequenza nella rete europea deve essere mantenuta a 50 hertz (negli Stati Uniti e in alcune regioni del Giappone è invece a 60 hertz). Il seppur minimo squilibrio può compromettere la stabilità della rete e portare a un suo collasso. È quello che è (quasi) successo l’8 gennaio 2021, quando la frequenza è scesa da 50 a 49,75 hertz.

Elettricità e unità di misura

Tensione: si misura in volt (V) ed è la “forza” che fa fluire l’elettricità. Maggiore è la differenza tra il polo positivo e quello negativo, maggiore è la tensione.

Intensità: si misura in ampere (A) e indica quante particelle si muovono contemporaneamente attraverso un conduttore. Più elettroni scorrono, maggiore è l’intensità di corrente.

Frequenza: si misura in hertz (Hz) e indica la velocità con cui la corrente cambia direzione ogni secondo.

Affinché la frequenza rimanga costante, produzione e consumo di corrente devono essere in perfetto equilibrio. “Qualunque cosa succeda in Europa, ad esempio una sovraproduzione di elettricità nei parchi eolici nel nord della Germania, dobbiamo fare in modo che la frequenza rimanga a 50 hertz”, afferma Cameroni.

I gestori della rete reagiscono alle oscillazioni della frequenza chiedendo alle centrali di produrre più o meno elettricità. Una corretta pianificazione – che a volte inizia con un anno di anticipo – consente di stimare il carico sulla rete e sulle linee transfrontaliere e quindi di mantenere l’equilibrio tra produzione e consumo. In vista di un’eclissi solare, ad esempio, ci si prepara a una riduzione temporanea della produzione delle centrali solari.

In rete la più grande centrale nucleare d’Europa

I 50 hertz vanno mantenuti anche quando nuovi Paesi vengono collegati alla rete europea. L’ultima volta è successo nel mese di marzo, con l’aggiunta di Ucraina e MoldaviaCollegamento esterno.

La sincronizzazione era prevista da tempo e sarebbe dovuta avvenire nel 2023. È però stata accelerata in seguito all’invasione dell’Ucraina da parte della Russia. Emanuele Colombo, consulente strategico di Swissgrid, spiega che sono stati adottati degli accorgimenti “per evitare che i problemi che potrebbero verificarsi in Ucraina si propaghino in modo incontrollato in Europa”.

La centrale nucleare di Zaporizhzhia nell’Ucraina centrale è la più grande d’Europa. Una sua disconnessione improvvisa, o una riduzione sostanziale della sua produzione elettrica, potrebbe avere conseguenze per l’intera rete interconnessa. “Lo scarto di frequenza sarebbe talmente importante che si è deciso di implementare delle protezioni alla frontiera: in caso di problema, l’Ucraina verrebbe immediatamente scollegata”, dice Colombo.

Per Swissgrid e gli altri gestori delle reti di trasmissione in Europa, l’impatto più rilevante della guerra in Ucraina è l’aumento dei prezzi dell’energia. Questo ha ripercussioni sul costo della cosiddetta energia di regolazione, che Swissgrid acquista sulle piatteforme internazionali per far fronte a variazioni impreviste sulla rete. In caso di un guasto improvviso a una centrale, questa riserva può essere immessa in pochi secondi, consentendo di compensare la corrente mancante e di mantenere la rete stabile.

15 anni di attesa sono troppi

Con lo sviluppo delle rinnovabili, la capacità di reagire alle oscillazioni diventa sempre più importante. Questo vale anche per la Svizzera, Paese da cui transita circa il 10% dell’elettricità della rete europea. Sole e vento producono elettricità in modo irregolare e la Spagna, ad esempio, produce grandi quantitativi di energia solare che va immessa nella rete e distribuita verso altre nazioni.

Per Swissgrid, si tratta di ammodernare un’infrastruttura costruita per la maggior parte negli anni ’60. “Dobbiamo adattare la rete alle esigenze attuali, ampliando e, dove necessario, costruendo nuovi collegamenti”, dice Cameroni.

“Un grosso problema in Svizzera è un grosso problema in Europa, e viceversa.”

Emanuele Colombo, consulente strategico di Swissgrid

Christian Schaffner, direttore dell’Energy Science Center del Politecnico federale di Zurigo, nota che la rete di trasmissione elvetica è stata progettata in modo eccellente. È infatti tra le più capillari e ridondanti d’Europa. Tuttavia, considerando che ci sarà bisogno di più elettricità in futuro, “si intravedono punti critici a tutti i livelli”, affermaCollegamento esterno. In particolare, esistono dei punti di connessione, dei trasformatori e delle linee che già oggi sono al limite della loro capacità e che dovrebbero essere ampliati.

“Per fare un paragone con la rete stradale, non si riesce a far fluire il traffico negli orari di punta”, dice Cameroni. Secondo il portavoce di Swissgrid, questi colli di bottiglia vanno eleminati per garantire un funzionamento sicuro ed efficace del sistema elettrico svizzero e di riflesso della reta interconnessa europea.

Swissgrid ha previsto un investimento complessivo di 2,5 miliardi di franchi per rinnovare e ampliare la rete elvetica nel quadro del piano pluriennale “Rete strategia 2025”, elaborato nel 2015. L’auspicio dell’azienda è che il Consiglio federale acceleri le procedure di autorizzazione di nuove linee, così come intende fare con i nuovi impianti idroelettrici ed eolici. In media, ci vogliono circa 15 anniCollegamento esterno per realizzare una nuova linea elettrica.

“Il mondo dell’energia evolve a una velocità superiore che non è compatibile con questi tempi di attesa”, afferma Colombo.

Più elettricità per l’UE, meno per la Svizzera

Ma investire e accelerare le procedure non basta. Colombo sottolinea che la cooperazione e il coordinamento con i gestori di rete europei sono essenziali per calcolare le capacità per lo scambio transfrontaliero di elettricità. Una collaborazione resa però difficile dall’assenza di un accordo sull’elettricità tra la Svizzera e l’UE. Tale intesa settoriale è subordinata alla conclusione di un accordo istituzionale, i cui negoziati sono però stati interrotti da Berna nel maggio 2021.

“Senza un accordo sull’elettricità, aumenta il rischio di flussi di energia non pianificati che compromettono la stabilità della rete”, dice Colombo.

La situazione è complicata ulteriormente dall’entrata in vigore del nuovo Clean Energy Package dell’UE e in particolare della “regola del 70%”. Essa stabilisce che gli Stati membri devono rendere almeno il 70% della capacità dei loro elementi di rete disponibili per lo scambio commerciale all’interno dell’UE. In parole povere: più elettricità per gli Stati membri, meno per la Svizzera.

Questo potrebbe avere un impatto negativo sulle capacità di importazione della Svizzera in inverno e sulla stabilità della rete. Nello scenario peggiore, la Svizzera potrebbe dichiarare l’indisponibilità della sua rete e ridurre il transito di corrente sul suo territorio.

Swissgrid sta ovviando al problema concludendo accordi tecnici bilaterali con altri gestori di reti europei. A fine 2021, ha trovato un’intesaCollegamento esterno con la regione di calcolo “Italy North”, che comprende le autorità nazionali di regolamentazione di Italia, Austria, Slovenia e Francia.

Tuttavia, secondo Colombo, questi contratti non sostituiscono l’accordo sull’energia elettrica con l’UE. “C’è un interesse reciproco a collaborare perché un grosso problema in Svizzera è un grosso problema in Europa, e viceversa”, dice. “La Svizzera ha bisogno dell’Europa e l’Europa ha bisogno della Svizzera”.