Una batteria d’acqua nelle Alpi svizzere

La centrale di Nant de Drance sfrutta due laghi artificiali: quello superiore di Vieux Emosson, in basso a sinistra sull'immagine, e il lago inferiore di Emosson. Nant de Drance / Sébastien Moret

La Svizzera e le sue centrali idroelettriche possono fornire un impulso decisivo alla transizione energetica europea. Una nuova centrale di pompaggio e turbinaggio in una delle zone più remote ed elevate del Paese consentirà di gestire le fluttuazioni dell'eolico e del solare.

“La capacità di stoccaggio elettrico del lago corrisponde a quella di oltre 400’000 batterie di automobili elettriche”, afferma l’ingegnere diplomato Alain Sauthier, guardando verso il lago di Vieux Emosson, un bacino artificiale realizzato nel 1955 in territorio di Finhaut, sulle Alpi del Canton Vallese.

Il lago di Vieux Emosson può contenbere fino a 25 milioni di metri cubi di acqua. Nant de Drance / Sébastien Moret

Siamo a 2’225 metri sul livello del mare e Alain Sauthier, direttore della centrale idroelettrica di pompaggio e turbinaggio di Nant de Drance, vuole mostrarci il funzionamento di una delle “batterie elettriche ad acqua” più potenti d’Europa.

La centrale si serve di due bacini, uno a monte e l’altro a valle. L’acqua accumulata nel lago di Vieux Emosson è riversata a valle per la produzione di elettricità durante le ore di punta. Dal bacino inferiore, il lago di Emosson situato circa 300 metri più in basso, l’acqua viene nuovamente pompata a monte e accumulata nei momenti di sovrapproduzione energetica.

“È una batteria ecologica che utilizza sempre la stessa acqua. Il rendimento è superiore all’80%: per ogni kilowattora di elettricità che usiamo per pompare l’acqua in quota ne immettiamo 0,8 nella rete”, dice Alain Sauthier.

>> Guarda la breve animazione seguente per una visualizzazione tridimensionale della centrale:

Tra il 2012 e il 2016, la diga di Vieux Emosson è stata innalzata di una ventina di metri per incrementare la capacità del lago e quindi immagazzinare più energia, spiega Sauthier.

“In futuro sarà sempre più necessario stoccare grandi quantità di elettricità. Avremo sempre più energie rinnovabili a sostituzione del nucleare e delle energie fossili”, afferma. Tuttavia, rammenta l’ingegnere, il solare e l’eolico sono fonti volatili che non forzatamente producono elettricità quando ne abbiamo bisogno. Per questa ragione è importante disporre di sistemi di questo tipo per poter immagazzinare l’energia e mantenere la rete stabile.

>> Scopri il funzionamento della “batteria ad acqua” nel filmato seguente:

Torre di Pisa nelle Alpi

Dalla diga di Vieux Emosson, entriamo nella montagna attraverso un portale metallico nella roccia. Il direttore di Nant de Drance vuole portarci nel cuore pulsante della centrale, la sala macchine.

Mentre scendiamo in auto uno dei cunicoli dell’impianto, Sauthier rammenta le sfide logistiche e ingegneristiche di uno dei più grandi progetti infrastrutturali in Svizzera da inizio Millennio. Nelle Alpi vallesane sono stati scavati 18 km di gallerie. Attraverso quella principale sono transitati centinaia di mezzi pesanti che hanno trasportato nella montagna tutto il materiale, dai prefabbricati con gli uffici alle valvole a sfera di oltre cento tonnellate.

Nel momento più frenetico, nella montagna lavoravano fino a 500 persone. “Sottoterra, il pericolo maggiore sono gli incendi e in particolare il fumo. È uno dei successi più grandi del progetto: dall’inizio dei lavori dodici anni fa non ci sono stati né vittime né incidenti gravi”, si rallegra Sauthier.

Prese d’acqua nel lago superiore di Vieux Emosson. Nant de Drance / Sébastien Moret

Dopo alcuni chilometri lungo un cunicolo umido e buio, e con 600 metri di roccia sopra alle nostre teste, arriviamo alla sala macchine.

Lunga quasi 200 metri e larga 32, la caverna era inizialmente alta 52 metri. “Avremmo potuto collocarci la Torre di Pisa”, dice Sauthier. Oggi, parte dello spazio è occupato dalle strutture in cemento che contengono le pompe-turbine, ma il colpo d’occhio rimane impressionante.

Costruzione della sala delle turbine della centrale di Nant de Drance. Nant de Drance / Sébastien Moret

Troppo grande per la Svizzera

Con una potenza di 900 Megawatt, Nant de Drance è tra le centrali più potenti in Europa assieme a quella di Linthal nel Canton Glarona (1’000 MW).

Alain Sauthier sottolinea le particolarità delle sei pompe-turbine, tra le poche al mondo di queste dimensioni e con questa tecnologia. “In meno di dieci minuti possiamo invertire il senso di rotazione della turbina e passare dalla produzione di elettricità all’accumulo. Una flessibilità essenziale per reagire tempestivamente ai bisogni della rete elettrica e adattare produzione e consumo elettrico. Altrimenti si rischia il collasso della rete e un blackout, come avvenuto a inizio anno in Texas”, afferma.

La centrale è essenziale per garantire l’approvvigionamento elettrico e la stabilità della rete, “ma è fin troppo grande per la Svizzera”, secondo il suo direttore. “Potrà svolgere un ruolo per stabilizzare la rete a livello europeo. Siamo al centro del continente e i flussi di energia passano dalla Svizzera. Se c’è una sovrapproduzione di eolico in Germania, useremo l’elettricità in eccesso per pompare e accumulare acqua”.

Oltre la metà della corrente con l’acqua

In Svizzera sono un centinaio i bacini di accumulazione per la produzione idroelettrica. Solo una quindicina dispongono però di un sistema di pompaggio.

La potenza installata totale di questi impianti è inferiore a quella di molti altri Paesi quali Austria, Germania e Italia. In compenso, le centrali elvetiche dispongono di bacini di ritenzione dell’acqua generalmente più grandi e sono quindi in grado di operare su periodi più lunghi, nota l’Associazione delle aziende elettriche svizzere. Durante l’estate, la Svizzera esporta fino al 25% dell’elettricità che produce.

Nella Confederazione, l’idroelettrico è all’origine di oltre il 56% della corrente prodotta sul territorio. In Europa, solo Norvegia (93,5%) e Austria (59%) hanno quote maggiori.

616’000 siti potenziali nel mondo

In futuro, le centrali di pompaggio-turbinaggio permetteranno di accumulare sempre più corrente verde per restituirla più tardi, durante i periodi di penuria, scrive l’Associazione delle aziende elettriche svizzere. “Grazie alle sue centrali, la Svizzera può contribuire all’integrazione della produzione irregolare di elettricità in Europa. Tuttavia, non bisogna sopravvalutare il suo ruolo, che dipende innanzitutto direttamente dalle capacità delle linee esistenti”, puntualizza l’associazione.

“Il pompaggio-turbinaggio è una tecnologia matura”, secondo Benoît Revaz dell’Ufficio federale dell’energia. Sono comunque necessari dei progressi per migliorare la flessibilità del sistema rispetto alle condizioni di gestione attuale, aggiunge. Assieme ad altri undici Paesi, la Svizzera partecipa a un forum internazionaleCollegamento esterno che si prefigge di rivitalizzare lo sviluppo del pompaggio-turbinaggio nei mercati dell’elettricità.

Matthew Stocks dell’Australian National University sostiene che nel mondo ci sono 616’000 sitiCollegamento esterno in cui si potrebbero costruire impianti di pompaggio idrico a circuito chiuso con due bacini. Basterebbe realizzarne solo l’1% per risolvere ogni problema di accumulo di energie intermittenti, indica il ricercatore, che basa però la sua valutazione su considerazioni esclusivamente geografiche.

Reagire rapidamente al prezzo

Al di là del potenziale, la centrale di Nant de Drance, di proprietà di una società guidata dall’azienda elettrica Alpiq e dalle Ferrovie federali svizzere, dovrà ovviamente far quadrare i conti. Un’impresa non facile in un settore confrontato negli ultimi anni con difficoltà finanziare e l’imprevedibilità del mercato dell’elettricità.

“Lavoriamo sulla differenza di prezzo: dobbiamo reagire rapidamente per pompare quando il prezzo è basso e turbinare quando è alto. In passato si turbinava di giorno e si pompava di notte, ma ora la situazione è cambiata, con un picco di consumo fino in tarda serata”, rileva Alain Sauthier.

Nant de Drance sarà pienamente operativa per la produzione commerciale nell’estate del 2022. La speranza dei suoi gestori è che possa diventare redditizia quando si spegneranno definitivamente le centrali nucleari e quando le rinnovabili avranno preso il sopravvento sulle energie fossili.

Simposio svizzero sull’economia verde

Il simposioCollegamento esterno in programma a Winterthur il 2-3 settembre 2021 riunisce partecipanti del settore pubblico e privato al fine di discutere le sfide e le soluzioni per raggiungere gli Obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite. Le energie rinnovabili e l’approvvigionamento di materie prime sono tra i temi principali dell’edizione di quest’anno.

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