Si definisce energia idroelettrica l’energia elettrica resa disponibile ai morsetti di uscita di un trasformatore, posizionato a valle di un impianto idroelettrico. Il principio di funzionamento degli impianti idroelettrici è molto semplice: convertire l’energia potenziale gravitazionale delle masse d’acqua sospese in grandi bacini e a quote elevate in energia elettrica. Ma quali sono i costi di produzione di una centrale idroelettrica?

Il processo di conversione avviene mediante alcune trasformazioni intermedie: da energia potenziale a energia meccanica di pressione nelle condotte forzate dell’impianto: da energia di pressione a energia cinetica grazie alla velocità raggiunta dalla corrente d’acqua nei condotti; da energia cinetica a energia di rotazione delle turbine e infine in energia elettrica grazie al generatore di corrente.

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L’idroelettrico costituisce la più estesa tecnologia di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili in tutto il mondo, con i suoi 1.000 GW installati, equivalenti alla potenza elettrica totale collocata in Europa.

Negli ultimi cinque anni, circa 30 GW di energia idroelettrica sono stati installati annualmente, in particolare in Cina, Africa e America Latina. L’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) prevede che l’idroelettrico raddoppierà il suo contributo entro il 2050, evitando 3 miliardi di tonnellate di emissioni annue di anidride carbonica da fonti fossili. Il maggior contributo arriverebbe dai grandi progetti nelle economie emergenti o nei paesi in via di sviluppo.

energia idroelettrica

L’investimento iniziale necessario per la costruzione di un impianto idroelettrico è solitamente elevato perché oltre ai macchinari elettromeccanici necessari per la produzione di energia elettrica come le turbine idrauliche, i generatori, i quadri elettrici e i sistemi di controllo e regolazione , lo schema complessivo di un impianto idroelettrico comprende diverse opere civili e idrauliche quali: la diga con annessa la traversa di sbarramento dell’acqua, l’opera di presa della stessa(compreso il sistema di derivazione), le condotte forzate, l’edificio della centrale e l’opera di restituzione a valle dell’impianto.

L’importanza di queste opere dipende molto dalla taglia dell’impianto, infatti, negli impianti di piccola taglia i dispositivi di presa, convogliamento e restituzione tendono ad essere molto semplici e limitati. Mentre nei grossi impianti il costo delle opere civili-idrauliche è dell’ordine del 60-70% del costo complessivo, nei piccoli impianti non supera il 30-40%.

È utile osservare che quando si parla d’impianti di piccola o grande taglia si fa riferimento alla potenza installata: per Grandi si intende impianti con potenza nominale maggiore di 10 MW, per Piccoli tra i 3 e i 10 MW, poi a scalare Mini, Micro, Pico.

Le caratteristiche di un impianto idroelettrico sono fortemente legate alla sua posizione geografica e, in particolare, la produzione di energia idroelettrica è determinata da due fattori fortemente dipendenti dal luogo di installazione: il salto e la portata idrica.

Per questo motivo l’analisi dei costi di produzione degli impianti idroelettrici risulta molto complicata; anche a parità di potenza, non è sempre possibile confrontare impianti diversi! Anche il dato sulla disponibilità idrica, che varia di mese in mese e ogni anno, genera ancora più problemi per questo tipo di studio.

bacino di una centrale idroelettrica

La tecnologia necessaria alla produzione di energia idroelettrica è matura e ben collaudata, eppure, negli ultimi anni il campo della sua applicazione si è molto estesa: l’ introduzione di nuovi macchinari per piccole potenze e piccoli salti ha permesso lo sfruttamento di corsi d’acqua minori e di canali artificiali. Inoltre, lo sviluppo di dispositivi funzionanti secondo la tecnologia idrocinetica, permettono la produzione di energia in torrenti anche in assenza di salto.

Un esempio dei costi di produzione di una centrale idroelettrica

Analizziamo ora sommariamente i costi di produzione di una centrale idroelettrica con potenza di 8MW, prendendo in considerazione le seguenti voci di costo:

  • Costo di investimento: 24.000.000 €.
  • Costo di personale: È assunto il valore annuale di 700.000 €.
  • Costo di manutenzione: I costi di manutenzione sono trascurabili in quanto svolta quasi totalmente dal personale.
  • Costo di assicurazione: È assunto il valore annuale di 50.000 €.
  • Costo dei canoni (compensazioni economiche dovuti agli enti detentrici dei terreni): È assunto il valore annuale di 110.000 €.
  • Costo IMU. Dichiarata trascurabile dal produttore.

Come si può vedere la voce più importante risulta essere naturalmente il costo di investimento. Per gli impianti di piccola taglia il costo dell’IMU e i costi di manutenzione non vengono considerati trascurabili.

Ciò che però interessa a noi per un’analisi oggettiva dei costi di produzione è però il costo specifico, cioè il costo per ogni megawattora prodotto: come detto i costi esterni sono trascurabili ma i costi di generazione possono variare in un ventaglio molto ampio, dai 60 €/MWh per impianti di taglia media, con costi di investimento specifici ridotti e vita utile di 40-50 anni, fino ai 380 €/MWh per impianti mini-idro di piccola potenza (100 kWe – 1 MWe) con costi di investimento specifici elevati e vita utile limitata a 20-30 anni.

La tecnologia idroelettrica mostra un’elevata variabilità tra impianti di differenti taglie ma anche in funzione del luogo di installazione; questo limita l’accuratezza delle stime di costo. Tuttavia i costi di gestione per le taglie medio-grandi rimangono comunque contenuti, permettendo a questa tipologia di energia green di essere tra le più convenienti data il buon rapporto rendimento della centrale-prezzo di installazione.

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Fabio

Author Fabio

Studente di Ingegneria Energetica presso il Politecnico di Torino. Appassionato di tematiche ambientali, coglie sempre l'occasione per scambiare concetti e idee.

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