Australia: grandi impianti idroelettrici per stoccare energia pulita

Andrew Blakers è professore emerito al College of Engineering, Computing and Cybernetics dell’Australian National University di Canberra, in Australia. È considerato uno dei massimi esperti di energia rinnovabile, in particolare solare, e insieme a Martin Green, Aihua Wang e Jianhua Zhao ha recentemente ricevuto il Queen Elizabeth Prize for Engineering 2023 per l’invenzione e lo sviluppo della tecnologia solare fotovoltaica Passivated Emitter and Rear Cell (PERC), che rende le celle solari più efficienti, arrivando a sostenere la recente crescita esponenziale dell’elettricità solare ad alte prestazioni e a basso costo.

Un paese e un’economia trainati solo da energia pulita. L’Australia ha questo obiettivo, raggiungibile attraverso un’alleanza siglata in nome e per conto della sostenibilità: da un lato gli impianti solari, eolici e in generale tutti quelli capaci di produrre energia green; dall’altro gli hydro pumped scheme, centrali elettriche collegate a complessi tunnel idraulici progettate per stoccare l’energia prodotta e riutilizzarla quando serve.

Secondo Andrew Blakers, uno dei massimi esperti australiani di sostenibilità, questa alleanza non solo è il futuro dell’Australia ma è anche quanto serve al paese per arrivare a produrre solo energia green, un obiettivo che il governo intende raggiungere da qui al 2050.

A che punto si colloca l’Australia oggi tra i paesi che stanno investendo nelle energie rinnovabili?

«L’Australia è al primo posto al mondo per la produzione pro capite di energia solare e tra i primi sei o sette paesi per la produzione pro capite di energia eolica.

Ci sono molti paesi del Nord Europa e della Scandinavia, a partire da Danimarca, Paesi Bassi, Germania che stanno compiendo importanti passi in avanti nel settore eolico e solare, ma la differenza fondamentale tra l’Australia e il Nord Europa è che l’Australia è fisicamente isolata. Non possiamo quindi condividere l’elettricità oltre i confini nazionali, ma dobbiamo andare avanti da soli. Per fare un esempio, questa settimana non possiamo prendere in prestito energia nucleare o  prodotta dal carbone e proveniente da qualche paese vicino e rispedire indietro grandi quantità di energia solare ed eolica la settimana successiva».

Affinché l’Australia possa fare da sola, quanto sono importanti i cosiddetti hydro pumped scheme, gli impianti idroelettrici di pompaggio?

«Partiamo da un presupposto semplice: nel cuore della notte l’energia solare non è mai disponibile. Quindi è ovvio che, in una rete dominata dal sole, è necessario disporre di uno spazio di stoccaggio sufficiente per coprire il fabbisogno per tutta la notte. E questo accumulo può essere assicurato in molti modi: batterie per veicoli elettrici, batterie per applicazioni a breve termine e ad alta potenza, accumulo termico in acqua calda o in sale fuso ad alta temperatura nelle fabbriche. Oltre a queste soluzioni ci sono poi gli hydro pumped scheme, gli impianti idroelettrici di pompaggio che rappresentano la più grande forma di stoccaggio di elettricità oggi a disposizione dell’industria energetica».

Qual è la differenza tra la batteria e un hydro pumped scheme?

«Le batterie sono in genere batterie al litio ampiamente utilizzate nelle auto elettriche, negli utensili elettrici e sempre più spesso nei parchi eolici e solari per immagazzinare energia, da pochi minuti a poche ore. L’impianto idroelettrico di pompaggio è invece un modello di stoccaggio a cui si ricorre quando si rende necessario uno stoccaggio notturno o più lungo.

L’Australia ha tre grandi impianti idroelettrici di pompaggio, due dei quali in costruzione, e un’altra dozzina attualmente in progetto. Questi impianti funzionano in modo semplice: vengono costruiti due serbatoi, uno situato sulla cima di una collina, l’altro a fondo valle, collegati da un tunnel dove corre l’acqua. Nelle giornate soleggiate e ventose si pompa l’acqua in salita fino al serbatoio superiore, e nel cuore della notte si lascia che l’acqua ritorni giù attraverso la turbina in modo da produrre energia. In questo viaggio di andata e ritorno si perde circa il 20% dell’energia, ma il restante 80% viene stoccato, e questo è simile a quanto accade con le batterie.

Il sistema idroelettrico durerà più di 100 anni perché tutto ciò di cui c’è bisogno sono le colline e la capacità di trovare il luogo adatto dove realizzare un serbatoio superiore di un chilometro quadrato e un serbatoio inferiore di un chilometro quadrato. In Australia abbiamo un potenziale enorme di siti idroelettrici di pompaggio, circa 300 volte superiore alle reali esigenze del paese».

I pumped hydro scheme attivi in Australia sono Wivenhoe nel Queensland, e Shoalhaven e Tumut 3 nel Nuovo Galles del Sud, mentre Snowy 2.0 è in costruzione nelle Snowy Mountains. Ci sono poi alcuni progetti come il Pioneer-Burdekin, sempre nel Queensland, che stanno per essere approvati…

«Probabilmente avremo bisogno di queste opzioni, più altre tre o quattro, per assicurare la gestione e lo stoccaggio del 100% dell’energia rinnovabile prodotta quando elettrificheremo tutto, compresi i trasporti, il riscaldamento e l’industria, e quasi tutta l’energia sarà fornita dal solare e dall’eolico. A quel punto servirebbero circa otto o dieci impianti idroelettrici come questi per rispondere alle esigenze dell’intero paese».