La produzione dell’energia termoelettrica

L’energia termoelettrica è un pilastro fondamentale del sistema elettrico italiano. Negli ultimi anni, la sensibilità verso il tema della sostenibilità e della produzione di energia attraverso fonti rinnovabili sta aumentando sempre di più e, oggi, l’energia solare termoelettrica ricopre quasi due terzi del fabbisogno nazionale. Si garantisce, così, massima flessibilità e sicurezza al sistema elettrico nazionale e si contribuisce ad aumentare l’indipendenza dell’Italia dagli altri Paesi.

Cos’è l’energia termoelettrica?

Quando si parla di energia termoelettrica si fa riferimento a tutta l’energia prodotta grazie alla trasformazione del calore in elettricità. In particolare, si parla dell’energia interna delle particelle di un corpo, questa può essere rilevata sia quando si guadagna che quando si disperde del calore, infatti comunemente si parla di fonte termica di energia. 

Il processo per arrivare alla produzione di energia avviene all’interno delle centrali termoelettriche ed è composto da due fasi distinte. I momenti che si susseguono sono i seguenti:

• combustione di una fonte energetica: tutto inizia con l’energia chimica di un combustibile, per convertire il flusso da chimico a termico. Si parla, quindi, di bruciare un combustibile – gas naturale, petrolio o carbone - per rilasciare calore da trasformare;
• sfruttamento del calore per produrre elettricità: una volta prodotto il calore, lo stesso viene utilizzato per attivare una turbina. Il suo movimento consente la trasformazione da energia termica in meccanica e genera l’elettricità.

In Italia l’utilizzo dell’energia termoelettrica è in crescita. Infatti, si parla oggi di una quota considerevole rispetto alla domanda nazionale. Il processo di trasformazione e l’erogazione di energia termica avviene all’interno delle centrali termoelettriche: un impianto all’interno del quale si sfrutta la combustione di materiali presenti in natura o prodotti dall’uomo per rilasciare energia termica. Tali centrali contribuiscono attivamente alla riduzione dell’inquinamento atmosferico.

L’energia termoelettrica deriva dalla combustione di fonti sia fossili che rinnovabili e sostenibili. Nel primo caso si parla di utilizzare carbone, gas e gasolio; mentre nel secondo si sfrutta la bioenergia, proveniente da biomasse e biogas. In tal caso si genera energia rinnovabile e pulita, ideale per promuovere l’economia circolare, dal momento che prevede il recupero e l’utilizzo degli scarti di attività agricole e forestali. 

L’energia termoelettrica è una delle principali fonti rinnovabili per il Paese. In particolare, si parla di energia rinnovabile quando gli impianti sfruttano il calore proveniente dalle biomasse, per garantire una maggiore sostenibilità ambientale e per rispettare gli standard ecologici. Dunque, l’utilizzo di combustibili green ha grandi vantaggi, tra i quali il principale è di essere un processo termoelettrico climaticamente neutro: l’atmosfera e l’ambiente non risentono della produzione di energia e l’intero processo avviene nel rispetto della sostenibilità.

Energia termoelettrica in Italia

In Italia l’energia termoelettrica copre due terzi di tutta la domanda di elettricità da parte della popolazione. Di seguito alcuni dati del 2020 per comprendere meglio la situazione nazionale e in che modo l’energia termica soddisfa il fabbisogno:

• l’energia termoelettrica ha generato 181,3 TWh, corrispondente al 64,4% della produzione totale di elettricità;
• l’89,3% del fabbisogno nazionale è stato soddisfatto; 
• i processi termoelettrici da fonti rinnovabili corrispondono al 57,6% della produzione elettrica nazionale.

Si parla di valori incoraggianti che evidenziano l’interesse nazionale verso il tema della sostenibilità. Infatti, grazie alle centrali termoelettriche e alla produzione di elettricità attraverso fonti rinnovabili si riduce notevolmente l’inquinamento atmosferico e si aumenta l’indipendenza italiana dal punto di vista energetico. Infatti, il Paese riesce a soddisfare gran parte della sua popolazione in modo autonomo, senza importare energia dall’estero.

Sono numerose le città italiane che producono energia termoelettrica, tra le quali quelle con il maggior numero di centrali sono Milano e Brescia, a cui si aggiungono anche Brindisi, Termoli e Sassari, seppure con una quantità minore di impianti. In generale, si possono individuare circa 50 centrali in Italia, distinguendo tra due tipologie di impianti:

• centrali termoelettriche convenzionali: si tratta della tipologia tradizionale, in cui si sfrutta la combustione di fonti fossili per generare calore e per alimentare e attivare le turbine;
• centrali termoelettriche a ciclo combinato: caratterizzato da una maggiore innovatività ed efficienza, l’impianto a ciclo combinato sfrutta due processi termodinamici: il primo si basa sul funzionamento di una turbina a gas e il secondo su una turbina a vapore. In tal modo si ottimizza l’energia del gas naturale.

In Italia prevale la tecnologia del termoelettrico a ricircolo combinato: centrali con turbine a gas che utilizzano il metano come fonte primaria di combustione.

Energia termoelettrica: vantaggi e svantaggi

Pur trattandosi di un tipo di energia sostenibile e rinnovabile, è bene valutare sia i vantaggi che gli svantaggi delle centrali termoelettriche. Infatti - trattandosi di una fonte che soddisfa in gran parte la domanda nazionale - conoscendo le criticità si ha la possibilità di intervenire per colmare le mancanze e per migliorare l’intero sistema. 

Tra i vantaggi dell’energia termoelettrica e delle sue centrali si ricordano i seguenti:

• bassi costi: per costruire le centrali termoelettriche sono sufficienti investimenti limitati e contenuti. Anche per questo motivo, l’energia termoelettrico viene spesso considerata come un’alternativa più economica e sostenibile per soddisfare il fabbisogno;
• sostenibilità del sistema elettrico: nelle centrali la produzione di energia termica avviene in maniera costante e continuativa, andando a colmare quella discontinuità tipica di altre alternative rinnovabili, come avviene per le fonti eoliche e fotovoltaiche;
• elevata produzione elettrica: uno dei principali vantaggi dell’energia termoelettrica è la sua velocità di produzione, infatti in breve tempo è possibile generare una quantità di energia maggiore rispetto alle tradizionali soluzioni alternative. In tal modo si riesce a garantire un’elevata efficienza anche alle città più grandi;
• variegata gamma di fonti energetiche: la produzione dell’elettricità avviene in seguito alla combustione. È possibile scegliere tra diverse fonti fossili e rinnovabili – presenti in natura o generate dall’uomo – come ad esempio il petrolio, i gas naturali o le biomasse.

Invece, tra gli svantaggi delle centrali termoelettriche e dell’energia qui prodotta si ricordano i seguenti:

• grande inquinamento: purtroppo le centrali termoelettriche sono molto inquinanti, anche se meno di altre alternative. Si parla di ingenti emissioni di gas ad effetto serra. Infatti, utilizzando combustibili come il petrolio e il carbone, tali impianti inquinano sia l’ambiente che l’atmosfera;
• utilizzo di fonti esauribili: le fonti alla base della combustione sono di tipo esauribile, significa che sono destinate a finire nel tempo. Si tratta di un grande rischio, perché sono le principali materie prime e senza tali fonti non ci sarebbe energia termoelettrica;
• dipendenza nell’approvvigionamento: anche se l’energia termoelettrica consente di rendere parzialmente autonoma l’Italia nella produzione dell’elettricità, il Paese rimane dipendente da altri, perché ha bisogno di acquistare e importare fonti fossili da combustione;
• impronta ambientale irreversibile: non si parla solo di emettere CO2 nell’aria e di inquinare l’atmosfera, ma anche di compromettere l’ambiente. In particolare, si creano grandi danni al territorio a causa dell’estrazione, raffinazione, trasporto e smaltimento delle fondamentali fonti fossili.

Dopo un’attenta analisi dei pro e dei contro del termoelettrico emerge il grande danno ambientale che tale energia crea. Infatti, oggi si sta spingendo sempre più verso le alternative green, per rendere l’energia termoelettrica sostenibile anche dal punto di vista ambientale. Grazie alla transizione tecnologica, si assiste a una grande spinta verso l’utilizzo e l’implementazione di impianti low carbon. Al momento le fonti che consentono di produrre energia termoelettrica senza compromettere l’ambiente sono le biomasse e le bioenergie, in aggiunta agli impianti di cogenerazione ad alto rendimento. Delle soluzioni sempre più green, per riuscire a risolvere gli svantaggi del termoelettrico e per coprire l’intero fabbisogno nazionale rispettando il territorio e l’atmosfera.