Le centrali idroelettriche, che convertono l'energia idraulica in energia elettrica, rappresentano una delle principali fonti di energia rinnovabile. Esistono vari tipi di centrali idroelettriche: ad acqua fluente, a bacino, ad accumulo o a pompaggio. Il principio di funzionamento è simile per tutte: l'acqua passa attraverso una turbina per generare energia elettrica. Tuttavia, a differenza delle centrali ad acqua fluente o di quelle a bacino, le centrali di pompaggio consentono di accumulare e programmare la produzione di energia idroelettrica, svolgendo anche un ruolo cruciale nella stabilizzazione della rete elettrica. Le centrali ad accumulo o di pompaggio Le centrali idroelettriche di accumulo, chiamate anche centrali di pompaggio, sono impianti che producono energia elettrica immagazzinando acqua in un bacino superiore, per poi rilasciarla e farla scorrere attraverso turbine, generando così elettricità. Il loro nome deriva dal sistema di pompaggio che permette di accumulare l'energia potenziale gravitazionale dell'acqua, pompandola dal bacino inferiore a quello superiore durante i periodi di bassa domanda energetica. Come funziona il pompaggio idroelettrico Durante le ore di bassa richiesta di energia, l'acqua del bacino inferiore viene pompata nel serbatoio superiore, preparando l'impianto a generare energia durante i picchi di domanda. In questa fase, l'alternatore agisce come motore sincrono e la turbina come pompa, riportando l'acqua in alto. Durante i periodi di alta domanda elettrica, l'acqua del bacino superiore viene rilasciata nuovamente nel bacino inferiore. Nel passaggio, l'acqua attraversa una turbina, convertendo l'energia meccanica in energia elettrica. Generalmente, questi impianti utilizzano turbine e generatori reversibili, che possono funzionare sia come pompe (per spostare l'acqua verso il bacino superiore), sia come generatori (per produrre energia elettrica). Vantaggi delle centrali di pompaggio Le centrali di pompaggio offrono numerosi vantaggi, tra i quali: Elevata efficienza energetica Capacità di stoccaggio Flessibilità e stabilizzazione della rete elettrica Riduzione delle emissioni di CO₂ Resilienza energetica Elevata efficienza energetica L'efficienza di una centrale di pompaggio, dovuta al fatto che l'acqua viene riutilizzata in un ciclo continuo, si aggira intorno al 70%-80%. Ciò significa che per ogni 10 kWh consumati per il pompaggio si generano circa 7-8 kWh durante la fase di produzione. Inoltre, queste centrali possono entrare in funzione in pochi minuti, fornendo energia di riserva in modo estremamente efficace, bilanciando le fluttuazioni nella produzione da fonti intermittenti e migliorando l'affidabilità della rete. Capacità di stoccaggio Uno dei principali vantaggi nel contesto delle energie rinnovabili è la capacità di stoccaggio dell'acqua. Invertire il flusso e accumulare acqua in un bacino superiore rappresenta un vero e proprio sistema di accumulo, pronto per essere utilizzato quando necessario. Gli impianti di pompaggio sono la forma di accumulo di energia più diffusa nella rete elettrica, particolarmente utile per ottimizzare la produzione da fonti rinnovabili non programmabili. Flessibilità e stabilizzazione della rete elettrica Le centrali idroelettriche di pompaggio contribuiscono a stabilizzare la rete elettrica, bilanciando domanda e offerta, immagazzinando acqua e rilasciandola durante i picchi di consumo. Grazie alla loro reattività, migliorano significativamente la flessibilità della rete. Riduzione delle emissioni di CO₂ Ottimizzando l'uso delle risorse energetiche, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e massimizzando la generazione da fonti rinnovabili, le centrali di pompaggio contribuiscono a ridurre le emissioni di CO₂. Resilienza Energetica In caso di blackout, una centrale di pompaggio può riattivare la rete elettrica sfruttando l'energia prodotta facendo turbinare l'acqua "di emergenza", che viene mantenuta nel bacino superiore proprio per questo scopo. Tipologie di impianti Gli impianti idroelettrici di accumulo o pompaggio si suddividono in due categorie: Pompaggio puro (o a ciclo chiuso): questo tipo di impianto non riceve afflussi naturali significativi nel bacino superiore, con un contributo inferiore al 5% del volume d'acqua turbinata annualmente. Pompaggio misto (o a ciclo aperto): qui, il bacino superiore è parzialmente alimentato da afflussi naturali, con un contributo superiore al 5% del volume d'acqua turbinata annualmente. Il pompaggio in questi impianti è definito "pompaggio volontario". Applicazioni e scenario in Italia A livello internazionale, la più grande centrale idroelettrica di pompaggio è la Fengning, in Cina, con una potenza di 3,6 GW e una capacità di stoccaggio di 40 GWh, superando l’impianto di Bath County in Virginia (USA), con 3 GW di potenza e 24 GWh di capacità. Secondo gli ultimi dati di Terna (2023), in Italia esistono 22 impianti di pompaggio, di cui 14 nel Nord, con una potenza massima di assorbimento di circa 6,5 GW e 7,6 GW in produzione, e una capacità di stoccaggio totale di 53 GWh. L'84% della capacità di stoccaggio è concentrata nei maggiori impianti, di cui 3 al Nord (Edolo, Entracque e San Fiorano) e 2 al Sud (Presenzano e Anapo). Il ruolo delle centrali di pompaggio nel futuro dell’energia Le centrali idroelettriche di pompaggio hanno un ruolo chiave nel futuro dell'energia, contribuendo alla stabilizzazione della rete, all'immagazzinamento di energia rinnovabile e alla riduzione della dipendenza dai combustibili fossili. Insieme ai sistemi BESS, l'accumulo di energia rinnovabile nelle centrali di pompaggio sarà un alleato strategico per un sistema energetico resiliente, sicuro e sostenibile.
