Come ben sanno gli esperti in energia (fisici, ingegneri e tecnici), le energie naturalmente rinnovabili, ossia energia solare, eolica hanno carattere aleatorio (leggermente variabile) e discontinuo durante il giorno e la notte. Questo tipo di produzione di energia elettrica è assoggettato ai crucci dei fattori ambientali variabili e incontrollabili. Quindi la resa e l'efficienza energetica solare ed eolica sono influenzate dalla disponibilità della radiazione solare e del vento. Quando la variabilità dei fattori ambientali produce calo di produzione di energia elettrica solare ed eolico, diventa necessario sopperire con la produzione alternativa di energia elettrica da sorgenti convenzionali fossili (petrolio, carbone, gas) e/o energia nucleare in modo da potere garantire la fornitura di energia elettrica continua agli utenti finali.
La famosa smart grid dovrebbe essere in grado di gestire queste necessità, anche se in Italia si è lontani molti decenni o, al limite, qualche secolo dalla realizzazione concreta. Frattanto si spera molto nel miglioramento della Efficienza Energetica, che sembra sia stata scoperta come se fosse un concetto nuovo, mentre è stato inventato nel 1734 da un giovane ricercatore (o ricercatrice) in Francia al fine di descrivere il funzionamento delle macchine a vapore. L'efficienza energetica è diventata la chiave di volta per risolvere i problemi energetici. Molti ambientalisti del tipo catastrofisti si sono convinti che migliorare la efficienza energetica equivale a risolvere tutti i problemi. Questa sorta di panacea dovrebbe dare pace a tutti gli spiriti appannati dal timore per la crisi energetica. Invece, secondo vari analisti petrolieri, la crisi energetica non esiste poiché si è ancora molto lontani dal raggiungimento del picco di Hubbert, a causa degli enormi ritrovamenti di giacimenti di petrolio in Alaska ed in genere al nord del Mondo e del rinvenimento di «shale gas» negli Usa.
Il bisogno di energia
In questo momento storico, in Italia si punta all'ottimizzazione della Efficienza Energetica soprattutto in campo civile edile. L'offerta di case supera certamente la richiesta. In Italia, c'è surplus di case invendute e libere. Quasi l'ottanta per cento (80%) degli italiani è padrone di casa. La richiesta di costruzione di nuovi appartamenti è caduta esponenzialmente.
L'approccio alla Efficienza Energetica in Italia ha quindi assunto carattere edile. In altre parole gli ingegneri edili e «palazzinari» vari hanno trovato una scusa per farsi finanziare nuove opere edili in piena crisi economica. D'altra parte, da meno di un secolo, le costruzioni edili nel mondo occidentale ed in particolare in Italia hanno scoperto ed impiegato il riscaldamento tramite termosifoni e termoconvettori. Queste predisposizioni ingegneristiche hanno influenzato i calcoli strutturali di palazzi corredando il progetto con dispositivi termo-isolanti (termosifoni e convettori d'aria calda) in modo da potere risparmiare sui materiali, sugli spessori dei muri e dei materiali termo-isolanti. Questo approccio progettuale, alla buona, ha permesso ai costruttori di ridurre al massimo lo spessore delle mura esterne al fine di garantire solo un minimo di isolamento termoacustico. Questa grande furbizia della ingegneria civile è arrivata finalmente ai nodi del pettine e, adesso, è diventato essenziale il problema del risparmio energetico, della riduzione degli sprechi e quindi del miglioramento dell'isolamento termico ed acustico degli stabili costruiti nell'ultimo secolo. Dimentica del malfatto pregresso, la furbizia progettuale ingegneristica propone, ora, di costruire il cosiddetto «cappotto» alle case, per ridurre gli sprechi energetici. Senza volere scomodare il film il «Cappotto» di Lattuada, interpretato da Renato Rascel e preso dalla bellissima novella di Nicolai Gogol, sarebbe il caso di ricordare i film western dell'ottocento e, se proprio non si vuole parlare dei nostri nonni che indossavano, sulla pelle nuda, maglie e mutande di lana, allora è il caso di suggerire a questi intelligentoni di ingegneri di impiegare la maglia di lana a pelle nuda piuttosto che costruire un cappotto esterno al corpo che poco riscalda d'inverno e poco raffredda d'estate. Con questo augurio di buona interpretazione ingegneristica della necessità di efficienza energetica, si può riprendere il discorso energetico nelle sue linee più generali.
La situazione energetica attuale spinge il popolo ad avere paure e necessità psicologiche e reali imposte dalle nuove esigenze e nuove istanze energetiche. Tutto ciò induce i Governi e il Top Management a cercare decisioni energetiche diverse nei vari Paesi europei e americani. Ad esempio, la Germania ha fatto un passo indietro rispetto al programma di qualche mese fa, poiché sembra abbia optato per la fonte energetica di supporto alle rinnovabili, nella energia convenzionale. Fino ad un paio di mesi fa, i comunicati ufficiali sostenevano che l'aleatorietà delle fonti rinnovabili avrebbe potuto essere sostituita, almeno in parte, da energia nucleare.
In effetti, al Congresso annuale della «German Association for Energyand Water Industries (BDEW)», svoltosi a Berlino alla fine di giugno, il ritornello pronunciato da tutti è stato: In Germania abbiamo bisogno di energia convenzionale!
Altri Paesi europei (Francia, Svizzera, Slovenia, Repubblica Ceca, Finlandia e fra poco Polonia ecc.) impiegano energia elettrica prodotta da centrali nucleari, ossia sorgenti rinnovabili industrialmente, per sopperire alle falle di produzione di energia elettrica da radiazione solare e/o vento. La Gran Bretagna sta puntando seriamente e fortemente ad ulteriore sviluppo del Nucleare con il nuovo «Energy Bill» e i contratti per differenza [Contract for Difference (CfD)] con i quali i produttori privati sono garantiti da uno «strike price» ossia dal pagamento della loro produzione da parte dello Stato con un prezzo speciale (anche se esistono alcuni commenti e affinamenti che devono essere negoziati).
I quattro pilastri della politica energetica europea: decarbonizzazione, miglioramento della efficienza energetica, Emission Treading System e promozione sorgenti alternative ne soffriranno, ma poco male.
Così, come già detto, in Germania è andato o sta per andare in fumo il sogno tedesco della realizzazione di una politica dell'energia di transizione (Energiewende) per il soddisfacimento dei requisiti 20/20/20 (estesi al 2050) con la riduzione dell'inquinamento da gas serra.
Invece, sembra che gli Usa, con i grandi ritrovamenti di shale gas, abbiano trovato la chiave di volta per attuare la agognata transizione energetica con la introduzione di nuove forme avanzate di tecnologia.
Gli stress test
In Italia invece le dichiarazioni ministeriali hanno proclamato il raggiungimento degli obiettivi 20/20/20 imposti dall'Europa con anticipo a causa della installazione del 26% di energia naturalmente rinnovabile sul suolo italiano. Continua ugualmente a sussistere il dubbio atroce che ciò non sia vero poiché non si trovano facilmente comunicati e tabelle ufficiali e formali da parte degli Organismi Responsabili, Autorità per l'Energia ecc. L'allontanamento della paura di accadimenti catastrofici seri (vedi quadro sulla Agonia della Natura) è garantito.
Le dichiarazioni di auto esaltazione ministeriale sui livelli percentuali di energia rinnovabile raggiunta hanno prodotto una serie di convegni e hanno fatto fiorire dibattiti, dispute, congressi vari su questioni cruciali di politica e realizzazioni energetiche fra le varie parti fondamentali: ecologisti, verdi, ambientalisti, conservatori, nuclearisti ecc. Ad esempio, uno degli argomenti principali discussi al Convegno organizzato da Ispra all'Istituto Geografico Italiano (Villa Celimontana, Roma) il 16 luglio 2012, è costituito dagli argomenti residui di energia nucleare rimasti in Italia ma anche dei risultati degli stress test per le centrali nucleari in Europa.
In primo luogo, è stato ribadito il concetto che, a tutti gli effetti, l'Italia è Paese nucleare poiché continua a fare parte dell'Europa in cui il nucleare esiste; poiché ha sottoscritto trattati nucleari (Euratom ecc.) negli anni 50 e 60, dello scorso secolo, che non ha mai cancellato e dai quali non si è mai ritirata; poiché nel suo territorio sono ancora esistenti 4 centrali nucleari che non sono mai state smantellate e dismesse, poiché tutti gli ospedali e le cliniche di alto livello sono dotate di apparati di radioimmunologia e di medicina nucleare che producono, di conseguenza, rifiuti radioattivi ospedalieri; poiché si fa continuamente ricerca in campo nucleare in Italia all'Infn, all'Enea, ed in altri Istituti di ricerca. L'Italia è il Paese in cui è nato Enrico Fermi e in cui è sorta la ricerca sui neutroni. L'Italia degli anni 50 del secolo scorso è stata tra le prime grandi Nazioni tecnologicamente avanzate a sviluppare, installare e fare funzionare operativamente centrali nucleari. L'Italia ha quindi bisogno di un deposito nucleare di secondo tipo. Prima o poi qualcuno deciderà sul da farsi.
Recentemente, in campo nucleare sono accaduti due fenomeni rilevanti. In primo luogo la richiesta di stress test e in secondo luogo le analisi e simulazione degli effetti mondiali degli eventi accaduti alle Centrali nucleari di Fukushima. Questi due punti vanno chiariti.
A seguito degli eventi di Fukushima, sia in Giappone sia in Europa i vari Governi hanno deciso di fare eseguire i cosiddetti stress test alle centrali nucleari soprattutto quelle datate. Bisognerebbe chiarire e precisare bene il significato della dizione inglese stress test. A stretto rigore, uno stress test è una prova concreta eseguita su di un apparato e/o sistema sperimentale al quale si applica una sollecitazione (stress) ambientale di intensità normalmente superiore alle intensità operative. Ad esempio, uno stress testdi tipo speciale è il crash test a cui vengono assoggettati le automobili per verificarne le resistenze meccaniche e la sicurezza dei fantocci del pilota e dei passeggeri. Un altro stress test tipico che è stato effettivamente eseguito su una vecchia centrale nucleare in dismissione è stato il crash test di un vecchio bombardiere da dismettere con risultato positivo: le mura della costruzione hanno retto all'impatto. In altre parole, nello specifico degli stress test alle centrali nucleari, viene spontaneo pensare che si tratti di una prova di soprasollecitazione applicata a centrali nucleari vecchie per misurare e provare i margini di sicurezza. In realtà, non sempre gli stress test reali possono essere applicati in pratica. Allora si sfruttano gli stress test eseguiti dalla Natura con i vari incidenti provocati naturalmente e/o artificialmente. Gli eventi di Fukushima possono essere considerati dei veri e propri stress testeseguiti dalla Natura sulle Centrali nucleari. A seguito della sequenza della propagazione dei vari guasti dal basso livello a livello elevato (down/top) di assemblaggio, gli analisti di affidabilità e/o di sicurezza, hanno elaborato (alcuni stanno ancora lavorando) i vari processi deterministici di propagazione dei vari effetti negativi ai vari livelli. In altre parole, questi tipi di analisi hanno lo scopo di dedurre gli effetti degli stress test naturali avvenuti sulle varie unità delle centrali nucleari di Fukushima.
Queste analisi sono quindi delle vere e proprie «analisi a tavolino, al calcolatore, al simulatore o metodi similari» che servono ad interpretare gli effetti sui vari componenti delle centrali nucleari prodotti dal terremoto e dallo tsumani a Fukushima.
In altre parole, lo scopo di queste analisi è di simulare l'applicazione delle soprasollecitazioni (temperatura, intensità del fascio di neutroni ecc.) che si sono verificate durante i veri eventi catastrofici naturali ad es. a Fukushima. Quindi dalla conoscenza degli effetti negativi reali prodotti dall'evento catastrofe naturale, gli analisti devono simulare analiticamente le stesse cause e gli stessi effetti per farli verificare durante la simulazione.
Da questo tipo di analisi, data la conoscenza degli effetti e delle cause simulate, si possono aggiornare le simulazioni e determinare, con calcoli più accurati e precisi, le condizioni e i margini di sicurezza. Dai risultati delle analisi di simulazione si possono dedurre le proposte dei vari metodi di correzione di progetto e i margini di sicurezza da applicare con la riprogettazione e il miglioramento realizzativo. Nulla da eccepire sulla metodologia descritta, eppure non appare rigoroso parlare di stress test ma sembra più giusto parlare di Stress Analysis on Stess Tests, ossia di Analisi delle sollecitazinoi in base agli Prove di Sollecitazione eseguite. In altre parole, si elabora la analisi degli effetti delle sollecitazioni ambientali per ottenere dal paragone con gli effetti delle sollecitazioni reali, naturali i giusti miglioramenti dei margini di sicurezza al sistema globale. Non è questione di lana caprina.
Inoltre, questa metodologia di interpretare i risultati di prove reali e concrete per comprendere la dinamica degli effetti e quindi, simularli, al fine di comprendere ancora meglio i valori estremi d'analisi, è il nucleo e parte integrale del cosiddetto «ciclo di azione correttiva». Nella pratica della affidabilità e della sicurezza dei sistemi complessi il ciclo di azioni correttiva che includa sia le prove di sovrasollecitazione sia le relative analisi assume carattere essenziale di metodologia d'analisi.
Storicamente va aggiunto che un vero (quasi unico) stress test artificiale eseguito su Centrali nucleari è stata la realizzazione della procedura di prova di cambiamento di funzioni e sopra sollecitazioni applicate dalla squadra di stravaganti operatori all'impianto delle Centrali nucleari di Chernobyl nel lontano 1989. Come tutti sanno questo strano stess test è finito molto male, e, tra l'altro, i responsabili sono stati mandati in galera per molti anni. Si è trattato di una prova di sovrasollecitazione eseguita per caso e senza volontà né vero progetto, tuttavia, come dicono gli inglesi, in the end of the day, si è trattato di un vero stress test.
Si spera che questo tentativo di chiarificazione consenta di evitare ulteriori ed eventuali disinformazioni e/o cattive interpretazioni che vengono, abitualmente, elargite soprattutto da parte di ambientalisti in mala fede e da presentatori televisivi scientificamente analfabeti. Così, al suddetto convegno (EU Stress Test: experiences, outcomes, and perspectives) di Ispra, vari ambientalisti autorizzati a partecipare alla tavola rotonda e alla discussione hanno espresso opinioni e sentenze molto discutibili. In particolare, i responsabili di organismi ambientali [Wwf (Stefano Leoni), Legambiente (Stefano Ciafani), Amici della Terra (Rosa Filippini)] ad eccezione di Vincenzo Pepe (Fare Ambiente) hanno sostenuto che la fonte energetica nucleare sia superata e antica e, al contempo, hanno indicato la tecnologia dei pannelli solari come la più avanzata. Invece, come si sa, la fisica dei pannelli solari è fisica elementare (oltre all'effetto fotoelettrico, 1920) dei semiconduttori che si insegna, da molti decenni, anche in qualsiasi Istituto Tecnico industriale. La fisica delle centrali solari termodinamiche del prof. Rubbia & Co., è la fisica delle concentrazioni ottiche di raggi solari inventate già da Archimede oltre 2200 anni or sono, ad eccezione dei servomeccanismi e della eventuale reazione chimica per il mantenimento e immagazzinamento, mai ottenuto, del calore. La fisica delle turbine delle torri solari è fisica classica dei turboreattori degli aerei, quindi vecchia di almeno un secolo (a parte la difficoltà tecnologia della incontrollabile tribologia che conduce ad incendi vari).
Le tecnologie proposte dagli ambientalisti-catastrofisti sono tutto di antico e nulla di nuovo nemmeno la capacità di immagazzinare l'energia in surplus e utilizzarla, invece, quando manca.
Invece la ricerca in campo nucleare nei suoi vari aspetti da quello a fissione avanzata (terza generazione avanzata e quarta generazione), alla fusione calda e fredda rimane sempre sulla cresta dell'onda, indipendentemente anche dai vari slanci particellari (per ultimo, il bosone di Higgs) per la conferma del Modello Standard.
Potrebbe essere il caso di concludere con un augurio: che a Higgs sia dato un bel Premio Nobel, così si può finalmente mettere la parola fine a tutta la questione del bosone e si può ripartire con la ricerca applicata che serve veramente allo sviluppo della Umanità!
Giuseppe Quartieri, Presidente del Comitato Scientifico dei Circoli dell'Ambiente e della Cultura Rurale
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