Evoluzione e prospettive
Gli aerogeneratori hanno avuto una evoluzione costante negli ultimi 15 anni passando a potenze via via crescenti e, di conseguenza, a dimensioni e altezze considerevoli. I costruttori sembrano effettuare una corsa alla taglia maggiore della turbina con macchine che arrivano ai 1500 -2000 kW (cfr figura 4). Tuttavia sembra un cammino non a lungo percorribile non tanto per le difficoltà costruttive quanto per i limiti all’installazione: le future turbine avranno pale fino a 120 metri e peso della navicella oltre le 100 tonnellate. Tali macchine possono essere installate solo offshore ma richiedono torri di sostegno adeguate e soprattutto un mezzo idoneo di sollevamento del rotore: sono allo studio soluzioni che impiegano i dirigibili come mezzo operativo per il sollevamento ed il trasporto. Attualmente i modelli arrivano fino a taglie di 2000 kW e circa 70 tonnellate di peso, le torri di sostegno sono arrivate ai 120 metri di altezza e le pale agli 80 metri. Soluzioni di ingombri così elevati possono sussistere solo in spazi aperti, il panorama italiano è invece prevalentemente orientato sullo sfruttamento dei venti spiranti sul crinale appenninico quindi si hanno wind farm costruite in siti con accessibilità difficoltosa che limita, attualmente, le dimensioni degli impianti installabili. Infatti il parco eolico italiano è principalmente composto da macchine con taglia compresa tra i 400 ed i 700 kW. Al contrario in Germania nel 2001 la taglia media dell’impianto installato era superiore ai 1000 kW dal momento che hanno prevalentemente installazioni off-shore e in terreno pianeggiante.
Impianti off-shore
Gli impianti off-shore rappresentano un’utile soluzione per quei paesi densamente popolati e con forte incremento di impianti on-shore che abbiano una sufficiente potenza eolica sfruttabile sul livello del mare. Secondo alcune stime, nei prossimi anni gli impianti off-shore nei mari europei potrebbero fornire oltre il 20% del fabbisogno elettrico dei paesi costieri. Attualmente in Europa sono operative 5 centrali off-shore vicine alle coste di Olanda, Svezia e Danimarca ma molte sono allo studio o in fase di progettazione esecutiva. Il grande problema che penalizza gli impianti off-shore è l’elevato livello dei costi. Attualmente i costi unitari dei kWh prodotto da impianti eolici off-shore, considerando gli stessi indici, lo stesso tasso di interesse e la stessa durata degli impianti, sono circa il 60% superiori rispetto a quelli degli impianti on-shore. Questo dato è imputabile al fatto che gli attuali costi di installazione e di manutenzione delle centrali off-shore, sono doppi rispetto a quelli delle centrali on-shore. Un dei fenomeni favorevoli alle installazioni off-shore è la bassa turbolenza che si ha in mare dovuta principalmente al fatto che il gradiente termico dell’aria in altezza sulla superficie del mare è inferiore a quello sulla terraferma principalmente per la magiore capacità di assorbimento della radiazione solare del mare. Grazie a indici di turbolenza bassi si ottengono maggiori durate della componentistica degli impianti con un ciclo di vita delle macchine off-shore più lungo fino al 20% rispetto a macchine on-shore con un parallelo calo dei costi. Negli ultimi anni sono state sviluppate macchine sempre più affidabili e con alte prestazioni che, unite ai costi sempre più ridotti delle fondazioni in mare, permettono una maggior redditività delle centrali off-shore. Inoltre le operazioni di cablaggio di una wind farm off-shore sono tecnologie ormai note: normalmente i cavi subacquei sono interrati per ridurre il rischio di danno dovuto alla strumentazione di pescatori, ancore, ecc. ma, se il fondale lo permette, la soluzione più economica è quella di appoggiare i cavi sul fondo marino in un condotto protettivo.
Mercato world
Nel 2000 l’energia eolica ha mantenuto il suo primato di risorsa rinnovabile con il maggior tasso di crescita con oltre 3000 MW di nuovi impianti nel 2000 e un totale di 16,6 GW di installato a livello mondiale. Il fenomeno è principalmente europeo con 2538 MW installati in Europa e con circa il 72% (11930 MW) della potenza eolica mondiale. Il mercato asiatico cresce più lentamente della media mentre il mercato americano ha manifestato un crollo degli ordini ad inizio 2000 dovuto alla mancata copertura finanziaria degli impianti: infatti la legge che agevolava i tassi di credito per i costruttori era terminata con la fine del 1999. Il brusco calo di nuovi impianti ha portato l’amministrazione a ripresentare le agevolazioni all’industria eolica per un altro anno e mezzo a partire da metà 2000 che dà nuove opportunità al mercato interno USA. Nel panorama europeo la Germania rimane il paese con la maggiore crescita (987 MW nel 2000 e 2638 MW nel 2001) e con il parco installato di maggiori dimensioni (8766 MW al fine 2001). Seguono Spagna e Danimarca con rispettivamente 7412 MW e 2579 MW; in particolare la Spagna ha manifestato una crescita costante superiore al 30% delle installazioni di turbine eoliche (1026 MW nel 2000, 835 nel 2001) visti i soli 7 MW del 1990 ed i 425 MW del 1997. La Danimarca è stata uno dei primi paesi a supportare l’energia eolica sia con un prezzo d’acquisto incentivato (0,08 _/kWh) che ha favorito una crescita sia del parco impianti sia del background tecnologico e del know out specifico che ne fanno uno dei paesi leader nel mondo per tutto il settore dell’industria eolica. Tuttavia il regime di prezzo incentivato si è concluso con la fine del 1999 con la programmazione di un sistema binario a partire dal 2003 composto da una parte di prezzo incentivato (0,04 _/kWh) e da una parte determinata da un mercato di certificati verdi. L’incertezza del prezzo dell’energia ha così condizionato il mercato che ha subito un temporaneo ma sensibile rallentamento. Il mercato italiano, da parte sua, sembra promettente ma la crescita risulta ancora sproporzionata al confronto con gli altri paesi europei. A fine 2000 erano installati 427 MW mentre a fine 2001 se ne contavano 697 MW. Tuttavia le potenzialità delle regioni centro meridionali della penisola stanno emergendo con nuovi impianti e siti in via di costruzione per i prossimi anni (si parla di ulteriori 1500 MW in 3-4 anni).