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Cina, marcia trionfale verso la leadership Stampa E-mail

di Alessandro Clerici | ABB e presidente dello Study Group WEC Survey of Energy Resources and Technologies

Alessandro Clerici al Festival dell'Energia
La Cina, oltre ad essere la nazione al mondo con il maggior numero di abitanti (1,35 miliardi ufficiali, stima per difetto), sta assumendo la leadership in tutti i settori energetici sia per quantità degli investimenti, sia per tecnologia utilizzata.
La sua marcia trionfale nel settore energia sembra inarrestabile e non risente della crisi, ormai brillantemente superata; in particolare il settore elettrico ha visto aumentare a fine 2009 il suo tasso di penetrazione nei consumi finali al 21 per cento rispetto al 9 per cento del 1990, e con una proiezione di oltre il 25 per cento al 2020 (in Italia, nel 2008 eravamo al 18,5 per cento). Considerando le fonti primarie di energia, il carbone risulta di gran lunga la risorsa principale cinese con un 78 per cento, seguito dal petrolio con il 9 per cento, dal gas con il 3,5 per cento e dalle risorse CO2 free (nucleare, idroelettrico, eolico) con il 9,5 per cento. Vale la pena rilevare che, fondamentalmente a causa dell’uso intenso del carbone, la Cina è il più grande emettitore di CO2 con oltre 6,5 miliardi di tonnellate l’anno. I piani prevedono una riduzione della quota carbone, che al 2030 dovrebbe risultare del 59 per cento, con un raddoppio però delle quote di petrolio e gas ma con nucleare, idroelettrico ed eolico alle soglie del 15 per cento.

Nel suo territorio di 9,5 milioni di km2, che si estende per oltre 5.000 chilometri da Nord a Sud e per 5.500 chilometri da Est a Ovest, esistono enormi riserve di carbone e un eccezionale potenziale idroelettrico ed eolico; le possibili centrali elettriche sono tuttavia localizzate o localizzabili lontano dai centri di carico. In particolare, le principali risorse idroelettriche, di carbone ed eoliche sono nel nord-ovest e sud-ovest, mentre i principali centri di consumo sono nelle regioni orientali, lungo le coste e al Sud, con distanze di migliaia di chilometri dalle centrali più economiche; questo giustifica la priorità data dalle autorità cinesi allo sviluppo dei sistemi di trasmissione, fondamentali per fornire l’energia elettrica a tutte le regioni.
Secondo i dati ufficiali, nel settore elettrico l’energia totale prodotta nel 2009 è stata di oltre 3.500 TWh, rispetto ai circa 4.000 degli Stati Uniti, e la potenza installata risultava nel gennaio dello scorso anno pari ad 860 GW (il 18 per cento della potenza globale installata nel mondo, con un incremento di oltre il 12 per cento su base annua, pari a circa 100 GW). Nel 2012 la Cina risulterà la principale potenza elettrica mondiale, superando i 1.100 GW degli Stati Uniti.

La potenza installata risulta sempre sbilanciata sul carbone, per poter sfruttare le grandi risorse locali sopra menzionate, ma idroelettrico, eolico e nucleare stanno facendo passi da gigante se comparati con il resto del mondo.
Nell’idroelettrico, oltre ad avere in esercizio la più grande centrale del mondo delle Tre Gole con 18.000 MW in funzione e 5.000 MW in fase di espansione, sono in realizzazione una serie di grosse centrali, specie nella Cina centrale, per decine di migliaia di MW da convogliare verso le zone di carico con sistemi ad altissima tensione sia in corrente alternata sia in corrente continua. L’idroelettrico contribuirà nel 2030 per circa il 20 per cento dell’energia elettrica totale prodotta.
Nel settore eolico, nel solo 2009 sono stati installati 14 GW rispetto ai 38 GW realizzati nel mondo e nel 2010 la Cina, con oltre 17 GW installati, è diventata la più potente realtà eolica e ha superato gli Stati Uniti per potenza globale in servizio (oltre 40 GW); ha inoltre piani futuri strabilianti, con 80 GW al 2015 solo da grossi campi di oltre 10 GW ciascuno e collegati alla rete da zone remote con sistemi di trasmissione in corrente continua di oltre 2.500-3.000 chilometri per singola interconnessione!
Nel nucleare risultano in costruzione 27 reattori (a fine gennaio 2011); nell’ultimo anno è praticamente iniziata la costruzione di un nuovo reattore da 1.000–1.200 MW ogni mese, con l’obiettivo di avere in servizio 200.000 MW di nucleare nel 2030 (il doppio di quanto ora in funzione negli Stati Uniti). Nonostante tali sforzi, il contributo all’energia elettrica prodotta sarà inferiore al 10 per cento, data l’importanza sempre rilevante del carbone.

Nel campo del fotovoltaico, la Cina risulta il principale fornitore mondiale di pannelli con circa il 50 per cento di quota di mercato; negli anni è stata però fatta una politica dedicata alla sola esportazione, con installazioni locali praticamente nulle.
Lo sviluppo del settore elettrico (circa 300 MW di centrali entrano in servizio ogni giorno) va di pari passo con uno sviluppo della rete di trasmissione che ha visto ogni 24 ore oltre 200 chilometri di nuove linee in funzione con tensione superiore a 100 kV; la Cina è l’unica nazione al mondo con in servizio linee a 1.000 kV in corrente alternata e ± 800 kV in corrente continua (messa in servizio a luglio del 2010). Vale la pena ricordare che quest’ultima linea rappresenta il record mondiale per lunghezza (oltre 1.900 chilometri), per potenza trasmissibile (7.000 MW) e per tensione.
Il progetto di questa linea è stato discusso come possibile ipotesi (e ho avuto personalmente l’onore di contribuire alla scelta, in una serie di incontri in Cina) meno di 4 anni fa, e come primo passo per trasmettere 20.000 MW idroelettrici dal centro della Cina verso Shanghai con 3 circuiti. In 3 anni è stato effettuato il survey del tracciato della linea, la sua progettazione e la costruzione in parallelo alla realizzazione delle 2 stazioni terminali di conversione da corrente alternata a corrente continua.
In Europa il tempo medio per passare dalla fase concettuale alla messa in servizio di una linea di poche decine di km a 400 kV è di 12-15 anni, trascurando quelle linee che non vengono mai realizzate!
Il collegamento Spagna-Francia ha impiegato oltre 20 anni per passare dai progetti agli ordini (appena aggiudicati) e si è dovuta scegliere una soluzione in cavo terrestre in corrente continua per vincere le obiezioni locali. Il sistema cinese UHV (Ultra High Voltage) nel 2030 trasporterà oltre 150 GW con una rete magliata a 1.000 kV in corrente alternata e vari sistemi punto a punto in corrente continua.

E per quanto riguarda le tecnologie? Non c’è solo uno sviluppo di hardware, ma imponenti investimenti in R&S e laboratori di prova. Un solo numero, la SGCC (State Grid Corporation of China, la Terna locale) ha un fatturato di 170 miliardi di dollari e ha 1,5 milioni di persone delle quali 150.000 in centri di ricerca, di ingegneria e laboratori sperimentali. Solo nelle smart grid hanno messo in campo una task force di oltre 180 persone che hanno rivisto in 12 mesi oltre 780 normative internazionali e prodotto e pubblicato una base di normativa cinese.
Da ultimo, i trasporti. Nel 2010 sono stati immatricolati oltre 18 milioni di veicoli; considerando che le auto ogni mille abitanti sono in Cina meno di un ventesimo di quelle che abbiamo in Europa (400-600 veicoli per mille abitanti), è facile immaginare le decine, o meglio le centinaia di milioni di veicoli che entreranno in servizio in un futuro non troppo remoto, incrementando i consumi di petrolio e i problemi di emissioni. Si parla quindi molto di introduzione di auto elettriche, ma se la produzione di energia elettrica risulterà ancora prevalentemente a carbone (e oggi ogni kWh prodotto in Cina causa l’emissione di quasi 1 chilogrammo di CO2), l’auto elettrica non diminuirà, anzi aumenterà, le emissioni rispetto a quelle da autovetture convenzionali, che sono in accordo - ad esempio - alle nuove direttive europee (120 g/km). Una diffusione dell’auto elettrica va quindi vista in un’ottica di riduzione delle enormi problematiche causate dal traffico delle grandi città rispetto ad un contributo alla riduzione globale della CO2.

La possibile immissione dall’estero, sul mercato elettrico cinese, di nuovi prodotti/impianti può avvenire solo attraverso licenze, partnership a progetto, joint venture con partner locali per quanto riguarda le fabbriche (sempre più spinta la politica di avere il massimo trasferimento di tecnologie e fabbricazione locale, con notevoli problematiche per la proprietà intellettuale). Data l’entità del mercato elettrico cinese, la produzione locale di prodotti/sistemi nel settore generazione e trasmissione è stata fondamentalmente saturata dalla domanda interna.
Chiaramente, in futuro la situazione potrà cambiare con la diminuita richiesta del mercato interno; con la grande potenzialità e modernità delle fabbriche locali sviluppate con player internazionali, la Cina potrà diventare il più serio competitore in tutti i mercati mondiali per i diversi prodotti/sistemi elettromeccanici.
La continua crescita cinese sarà però fondamentale per uno sviluppo di tutte le nazioni del mondo occidentale, sia dal punto di vista tecnologico sia per una diminuzione dei costi legata ai volumi apportati dalla Cina in tutti i settori.

             
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Eolico, 15 GW senza rete
È un po’ un ritorno alle origini quello che sembra accompagnare lo sviluppo delle rinnovabili cinesi: la concezione di queste fonti non (solo) come centrali di potenza da connettere in rete per spedire il kWh verde chissà dove, quanto piuttosto come soluzioni puntuali per soddisfare la domanda di singole comunità o attività in ambito strettamente locale. Le renewable della prima ora, insomma... prima che esplodesse il concetto delle grandi fattorie eoliche o dei maxi impianti fotovoltaici.
Cosa sta dunque succedendo in Cina? Le fonti ufficiali parlano di 41,8 GW eolici installati alla fine del 2010 e i mass media non mancano di annunciare singoli progetti di sviluppo sempre più ambiziosi. Nello stesso tempo, però, il China Electricity Council alla fine dello scorso agosto ha ufficializzato la stima di 22,9 GW eolici gridconnected. Questo significa che all’interno della Grande Muraglia funzionano almeno 15 GW di impianti non connessi in rete e in grado di generare kWh solo per un ristretto ambito territoriale. Non ci sono altri dati più precisi sulla tipologia di questi impianti, sulla potenza media, sulla loro disseminazione. Ma di certo si tratta di installazioni off-grid. E tutto fa supporre che il programma di espansione previsto per i prossimi 3-4 anni continuerà a guardare anche in questa direzione. Senza naturalmente trascurare le colossali fattorie eoliche da oltre un GW, come i 2,5 GW per il progetto Jiuquan nella Provincia di Gansu, 2 GW nello Xinjiang e altrettanti a Kailu nella Mongolia interna, 1,5 GW per la wind farm Tongyu nello Jilin.
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