sabato 20 giugno 2009

Energie

Abbiamo bisogno di energia, anche se cerco in tutti i modi di risparmiarla. E siccome si mette il portafoglio dove si ha il cuore, ho cominciato con scegliere un fornitore di elettricità certificato verde. Non me ne sono pentito, anche se ho incontrato qualche problemuccio. Ad esempio le prime bollette sono state più alte del solito, perché l'ENEL non trasmette le letture del contatore alla nuova ditta, e quindi mi han fatturato 40 kWh al mese di troppo (60 euro a bolletta invece di 45). Ho segnalato la cosa e mi han corretto i consumi. Nel frattempo ho scoperto che con gli aumenti ENEL avrei pagato 65 euro.

Ma l'elettricità occorre produrla. E quindi seguo alcune ricerche che mi sembrano promettenti. Quella che mi piace di più, al punto da averci investito i miei scarsi risparmi, è il kitegen. L'idea è che il vento è tanto più forte e costante quanto più si sale, e difatti le torri eoliche sono spesso belle alte. Per salire a più di 80 metri, però, serve volare, e allora perché non un parapendio (un kite)? Per passare dalla teoria alla pratica serve un mare di lavoro, e ci lavora un gruppo di persone legate al politecnico di Torino. Per ora han fatto volare una specie di jo-jo, che produce una quarantina di kW. Ma le potenzialità sono molto buone, il prossimo prototipo dovrebbe fare 1MW, costando molto meno di una pala eolica, e un impianto di grosse dimensioni (qui a fianco) può tranquillamente arrivare ad una frazione di gigawatt (no, non gigabyte, per chi sa di cosa parlo ). Per chi si preoccupa dell'incostanza dei venti, un impianto ad 800 metri lavora per il 40% del tempo, e se si sale a 2 km si arriva al 70%. Se lo si fa in Nord Europa, si supera l'80%

Una cosa molto più fantascientifica, ma che ha solide basi, è l'idea di fusione nucleare usando sistemi elettrostatici. In soldoni, se sparo con un cannone elettronico (concettualmente l'affare che spara gli elettroni sullo schermo di un televisore) nuclei atomici l'uno contro l'altro, posso superare facilmente le barriere elettrostatiche e farli fondere. I prodotti di reazione sono altri nuclei carichi molto energetici, e posso raccoglierli in una grigia ad alta tensione, producendo direttamente energia elettrica. L'energia che raccolgo è tipicamente 100 volte quella che serve a sparare i nuclei, ma chiaramente ci sono piccoli problemi pratici, come l'efficienza di tutti i processi (di solito infinitesima), e il fatto che i nuclei che schizzano da tutte le parti mi distruggono l'apparato.

Problemi che, in linea teorica, sono stati risolti dall'idea del polywell (resa nel disegno qui sopra), in cui le griglie che devono accelerare gli ioni sono sostituite da una nube di elettroni confinata magneticamente. Usando la reazione boro-protone, che produce due ioni di elio (nessuna scoria radioattiva o radiazioni), si può in linea di principio produrre praticamente energia con un aggeggio il cui prototipo costa un centinaio di milioni. Per un paio d'anni la ricerca è rimasta ferma, dopo la morte dell'inventore (Robert Bussard, quello dei collettori di Bussard delle astronavi di Star Trek) , ma recentemente ha avuto finanziamenti per un paio di milioni. Incrocio le dita.

Infine sto seguendo un progetto di solare a concentrazione, in cui gli astronomi di Arcetri stan mettendo dentro tutta la loro esperienza nel campo degli specchi deformabili. Un paio di volte sono riuscito a dare un piccolissimo contributo anch'io. L'idea sarebbe quella di riuscire a scaldare l'aria dentro una turbina di una centrale turbogas usando la luce del Sole, in modo da farla andare ad energia solare di giorno, ed a gas di notte.

Nessuna di queste cose (be' forse il polywell, ma dobbiamo prima capire se funziona) potrà produrre energia facilmente come ha fatto il petrolio. Ma si tratta di cose che possono davvero far passare dai pochi percento delle rinnovabili oggi nel mondo a una frazione significativa. Con rese e costi confrontabili, o migliori, delle risorse fissili. E molto migliori del nucleare.

P.S. Oggi mi sono incontrato con gli atri pazzi che finanziano il Kitegen. E come epilogo siamo rimasti mezz'ora chiusi in un albergo, circondati dai tifosi del Livorno che ce l'avevano con i giocatori del Brescia ospitati nello stesso albergo.

19 commenti:

The Lady ha detto...

grazie per le info. davvero sconosciute1 certo che se in tanti imparassimo ad amare la nostra Terra otterremmo grandi risultati...

Orsovolante ha detto...

be...
come appassionato di volo in aliante sono del tutto consapevole delle potenzialità del vento.

Avevo letto del Kitegen già tempo fa, credo proprio su una rivista di volo.

Però proprio perché frequento il cielo ho qualche non piccola perplessità.

A 1000 metri di quota il vento può andare da pochi km/h a un centinaio.
I cambiamenti possono essere rapidissimi. Basta pensare all'arrivo di un temporale. Proprio a Torino stasera in aeroclub si è scatenato il finimondo in pochi minuti.

Io ho la convinzione che la forza delle energie alternative stia nella micro generazione in proprio, più che nelle mega centrali solari o eoliche.

D'altra parte chi naviga a vela tira avanti per mesi con un piccolo generatore eolico ed un paio di pannelli. La stessa cosa fanno alcune fattorie. Io già 23 anni fa avevo un piccolo pannello solare (allora costosissimo) con il quale ho illuminato per 3 mesi il rifugio alpino che gestivo (certo con qualche sacrificio).

Comunque ben venga la ricerca. Speriamo che dia frutti generosi e dolci. :-)

mauro ha detto...

http://carlettodarwin.blogspot.com/2009/06/il-futuro-che-vi-hanno-tolto.html.forse potrebbe interessarti anche questo progetto.saluti,mauro.

Gianni Comoretto ha detto...

Il kitegen è molto più robusto delle normali pale eoliche. Mettere in bandiera un kite è questione di secondi, essenzialmente molli uno dei due cavi che lo regge. E lo recuperi in minuti.

Ci sono molti "gradi di libertà" per ridurre la potenza in caso di eventi meno bruschi, cambiando l'inclinazione, la quota, ecc. E poi ci sono le previsioni, se arriva un tornado li porti giù. Ma mentre una pala deve andare in riposo se il vento supera il masismo sopportabile (di solito non molto di più della velocità ottimale) il kite può continuare a lavorare anche con venti relativamente forti. Comunque l'unica strada è fare un prototipo industriale, qualcosa che funzioni "davvero", e provare.

Sulla generazione diffusa o concentrata, dipende da cosa intendi.
Il problema dell'eolico tradizionale e' che sei limitato a un 10% (a spanne) dell'attuale produzione elettrica italiana. Il kitegen può produrre sostanzialmente tutta l'elettricità che ci serve. Non so se sia meglio lo faccia in tanti impianti da 1-10 MW o da relativamente pochi da 100. E dovrà per forza essere integrata con altre fonti (solare, idroelettrico, geotermico, magari impianti polywell da un 10-100 MW pure loro), in modo da rimediare al problema dell'intermittenza.

Sul pannello del rifugio alpino. Per casa mia basterebbero 8 mq di pannelli, per fare tutto quel che faccio ora. Ma consumo energia anche quando mangio, mi vesto, compero un computer, vado in treno, mi scaldo la casa (200 euro di metano, quest'anno, ed altrettanti per l'acqua calda), ...

Weissbach ha detto...

200 euro all'anno per il riscaldamento e 40 kWh al mese di corrente?
Ma come fai?

(anche se 60 euro non mi sembra possano corrispondere a un bimestre da soli 80 kWh)

Gianni Comoretto ha detto...

Per il riscaldamento: coibentazione, caldaia a modulazione, e temperatura impostata a 18 gradi. E magari pure i vicini che scaldano a 22 :-) un aiutino lo danno.e.

Comunque un fabbisogno energetico di una trentina di kWh/mq/anno non è una cosa irraggiungibil

Per la corrente, sono 160 kWh/mese, i 40 erano quelli fatturati extra. Sono oltre 5 kWh il giorno (di solito faccio meno, sui 4.5 kwH/giorno). Luci a basso consumo, elettrodomestici di classe A/A+ (cambiati a loro tempo, senza sostituire quelli funzionanti), lavatrice a 40 gradi, lavastoviglie con l'attacco sull'acqua calda, e un po' di attenzione.

Nico ha detto...

Posso chiederti del riscaldamento geotermico? In Svezia lo usano tantissimo e gli permette di avere una base di 12-14° praticamente gratuita. Certo la Svezia è un blocco di granito e quindi trivellare anche se difficile non crea particolari problematiche..

Gianni Comoretto ha detto...

Credo ti riferisca al geotermico a bassa entalpia. Purtroppo non ne so molto, ho visto qualche ditta a Terra Futura, ma sui costi e vantaggi so veramente poco. la sonda geotermica è composta da 4 tubi in PVC, 2 per direzione, con un diametro totale sui 15 cm, e da quel che ho capito il fluido si scalda per semplice contatto con le pareti del pozzo.

E' abbastanza caro, credo che in Svezia sia più giustificato di qui. Se ne era interessato un mio collega, ed era arrivato alla conclusione che a lui non conveniva. Posso informarmi meglio.

markogts ha detto...

Sul geotermico ho lavorato in una ditta che aveva fatto degli esperimenti. La convenienza c'è, il problema principale è costituito dalla "sorgente fredda". Facendo un passo indietro: un impianto geotermico a pompa di calore, di fatto, è un frigorifero che lavora al contrario: succhia il calore all'esterno e lo scarica all'interno. Il vantaggio è che all'interno mi ritrovo la SOMMA dell'energia che ho speso fisicamente (i kWh elettrici) insieme con l'energia "succhiata" all'ambiente esterno. Fondamentale per una buona resa è avere piccoli salti di temperatura, quindi: all'interno grandi superfici di scambio (ideale il riscaldamento a pavimento) che lavorino con acqua a 25-30°C, mentre all'esterno serve una "sorgente fredda" che ceda bene il calore (anche se è a 12°C, sempre di calore si tratta). L'ideale sarebbbe l'acqua corrente, ma la legge sulle acque nonché l'affidabilità a lungo termine dell'impianto (filtri, alghe ecc) sconsigliano gli scambiatori aperti. Meglio fare come dice appunto Gianni, con anelli di tubi di PVC annegati nel terreno, o verticali (pozzi di diametro sui 30 cm, profondi fino a un centinaio di metri) oppure "in trincea", quindi con una serpentina scavata due-tre metri sotto il piano di campagna. L'efficienza ed i costi globali dipendono molto dalla geologia: se si hanno terreni conduttivi, ricchi di falde acquifere, bastano pozzi poco profondi. Viceversa, se si vive su terreni calcarei (come il mio Carso), pieni di cavità e senza falde, la cosa è ben più complicata.

Infine, c'è da tener conto di un altro svantaggio, cioé l'affidabilità. L'impianto consiste di fatto in un frigorifero, con un compressore e un motore elettrico. E' chiaramente più delicato, più soggetto a usura di un bruciatore di metano. Inoltre, in caso di black-out anche solo locale, si resta senza riscaldamento.

Sono tutti problemi sormontabili, ma è bene conoscerli in anticipo. Alla fine, un impianto a pompa di calore ha sensibili vantaggi in termini di emissioni di CO2 anche rispetto ad un impianto a condensazione.

L'ideale sarebbe autoprodurre l'energia elettrica necessaria per la pompa di calore con un motore a combustione interna, e usare il calore in eccesso (cogenerazione) insieme al calore della pompa di calore. Complicazione estrema, ma un'efficienza globale da sogno.

brain_use ha detto...

Molto interessante, davvero.
Aspetto sviluppi.
Per ora flaggo "invia commenti" così seguo le novità... ;)

Gianni Comoretto ha detto...

La convenienza c'e' di sicuro se riesci a fare il pozzo spendendo relativamente poco. Ma metti il mio caso. Con 300 euro l'anno di spesa, supponendo anche di trovare un sistema che poi mi riscaldi gratis la casa, in quanto tempo lo ammortizzo? Certo, posso fare il conto che tra 10 anni il gas, se ci sara', costera' da capogiro.

Oppure conviene se, come in Svezia, hai un "pozzo freddo" a 15 gradi e un ambiente esterno a -15. A Firenze raramente vai sottozero, di solito d'inverno sei almeno sui +5. Allora anche un impianto a scambiatore di calore atmosferico (che usa l'aria come pozzo freddo) funziona con rendimenti accettabili.

Fioba ha detto...

Ciao gianni, fatti due risate:

http://ipensieridelfioba.blogspot.com/2009/06/donazioni-di-sangue-gli-sciacalli-di.html



Massimo

markogts ha detto...

Gianni, se adesso spendi 300 euro all'anno di riscaldamento, evidentemente hai già fatto tanto. Ma chi si ritrova con una casa vecchia d ristrutturare da cima a fondo, magari per lui l'impianto a pompa di calore da mettere non in sostituzione di una caldaia a condensazione ma in sostituzione di una vecchia caldaia a gasolio, forse si ammortizza facilmente. Concordo con te che la grande variabile è il costo di terebrazione dei pozzi.

Infine un'altra nota, un po' dolente se vogliamo: con i costi attuali dell'energia, il risparmio energetico NON SEMPRE conviene. Se convenisse, ci sarebbe molta più gente che lo applicherebbe. I pannelli solari FV sono convenienti solo grazie ai contributi statali. Ci sono altri esempi. La Honda Insight che i miei amici hanno comprato aveva un costo al km (per il loro tipo di utilizzo) superiore alle altre alternative non-ibride, nonostante i consumi minori. Vedrò di approfondire il discorso sul mio blog, appena ho un po' di tempo.

Dunque, ridurre le emissioni di CO2 e risparmiare, OGGI, non sempre sono sinonimi. Forse le cose cambieranno con il picco del petrolio. O forse no. Perché, quando il metano sarà più caro, forse saranno più care anche le terebrazioni, e i pannelli FV e le caldaie a condensazione. Di sicuro, quello che funziona, è la carbon tax. E qui è notevole il bispensiero delle associazioni consumeristiche, che prima ti trattano come uno sconsiderato inquinatore se non hai il frigorifero in classe A+, ma poi scattano come iene su tutti i giornali, per mero populismo, quando aumentano i prezzi della benzina.

markogts ha detto...

Allora anche un impianto a scambiatore di calore atmosferico (che usa l'aria come pozzo freddo) funziona con rendimenti accettabili.-

Molto dipende dal dimensionamento dell'evaporatore (la batteria fredda). I normali condizionatori da casa hanno una superficie di scambio troppo piccola per garantire una buona efficienza. Se l'evaporatore è troppo piccolo, per scambiare bene il calore necessario devo avere un forte salto termico tra batteria e aria, che vanifica il rendimento. Il compressore vede la temperatura ALL?INTERNO dell'evaporatore, se questa è -10° invece di 0°, cambia tutto. Se fuori ho 5°C e una batteria abbastanza grande che riesca a lavorare con 5 gradi di salto termico, è un conto. Se invece ho bisogno di 15 gradi di salto termico, è tutta un'altra storia. C'è inoltre il problema della brina quando ci si avvicina ai 0°.

Maledette irreversibilità...

Gianni Comoretto ha detto...

Sul fatto che i costi van calcolati su un prezzo futuro dell'energia (in tempi scala confrontabili con la durata dell'impianto) sono d'accordo.

E sono d'accordo con tutte le altre considerazioni. Quel che volevo dire e' che non ci sono ricette semplici (la soluzione migliore e' X). Io ho desistito dall'acquistare una caldaia a condensazione perché i costi aggiuntivi che comportava (impianto radiante a bassa temperatura, scarico delle acque di condensa) erano troppo alti rispetto al risparmio del 15% che ottenevo (40 euro l'anno?). Ma cambi un po' le condizioni e puo' cambiare drasticamente.

Nel mio condominio questi consumi li abbiamo solo io e la mia ex moglie. Tutti gli altri spendono dal doppio in su, e non è difficile capire perché se entri in casa loro. Quindi ho l'impressione che prima di pensare al riscaldamento a sonda geotermica sia utile provare ad affrontare il problema nel suo complesso. Se si riesce a farlo in una risistemazione della casa complessiva probabilmente i margini di manovra sono molto più ampi.

P.S. Ho letto che il gruppo del polywell è riuscito a costruire e mettere in funzione il loro prototipo in soli 9 mesi dalla delibera del finanziamento. Proprio come la ricerca in Italia :-(

markogts ha detto...

Ecco, un punto sul quale ci sarebbe tanto da approfondire è il margine di manovra per chi vive in condominio. Io sto facendo lavori in casa, l'impianto era comunque vecchio e sbagliato, ho deciso di installare una caldaia a condensazione con termosifoni sovradimensionati, ché il riscaldamento a pavimento era troppo costoso rispetto al valore dell'appartamento. Però anche solo così, con piccoli interventi sulle dispersioni termiche, togliendo di mezzo il boiler elettrico per l'acqua sanitaria, convincendo mia moglie a prendere un forno a gas, sono già vantaggi sensibili.

Sul polywell: io sono rimasto al WB6, non ho capito qual è la novità.

Gianni Comoretto ha detto...

Sul polywell. La novita' e' che han costruito il WB7, una versione un po' migliorata del WB6, con un sistema di raffreddamento sufficiente ad evitare che esploda come il precedente. L'han acceso da poco e ora vedranno di tirarci fuori dei dati.

Hanno inoltre già cominciato ad ordinare i pezzi per il WB8, parecchio più grosso.

Qualche informazione in più (non molte e molto tecniche) si trovano qui
http://www.askmar.com/Fusion_files/2009-5-1%20Richard%20Nebel%20Interview.pdf

Leibniz Reloaded ha detto...

Ottimo articolo, e finalmente trovo anche il tempo di commentarlo !

Come ho già avuto modo di accennare altrove, io credo fermamente nella fusione nucleare, i cui sviluppi seguo ormai da molti anni, forse un po' monomaniacalmente.

Polywell ripropone molti problemi di ITER su una scala diversa, così come molte soluzioni sono in comune, a partire dal confinamento magnetico.

L'impressione generale, tuttavia, è che polywell verrà messo a punto molto prima, ammesso che WB8 dimostri concretamente di poter funzionare.

Weissbach ha detto...

@Gianni:
sul portafoglio e il cuore mi stai parafrasando Mt 6,21?

Sui kWh sei abbastanza nella norma (prima non mi tornavano i conti).

Invece devi ammettere che stare quasi in classe A con un solo appartamento in tutto il condominio non è una cosa da tutti ;-)

Io non mi lamento per ora: sono dentro da un anno, devo ancora fare vari interventi, ho la caldaia vecchia e il proprietario del piano di sotto mi ha lasciato sfitto l'appartamento tutto l'inverno #@$£%%"!

In ogni modo il rendimento totale è sempre un prodotto di rendimenti parziali, per cui è importante affrontare il problema nel suo complesso.

È ovvio che mano a mano che si aumenta il rendimento di ciascun fattore, l'efficacia degli interventi successivi decresce.

Sembra negativo, ma è normale: bisogna solo stare attenti a cosa si spende e a quanto si risparmia.