Una nuova era dell’abbondanza? EOLICO…Kitegen: ora si fa sul serio
Con centinaia di migliaia di disoccupati in più ogni mese, con il crollo verticale dell’economia, con morbi, siccità, terremoti, incidenti e pestilenze varie che si abbattono da tutte le parti è difficile essere ottimisti.
A parlare di una “nuova era dell’abbondanza” si rischia addirittura di essere presi per matti, specie se si ha, come noi di questo blog, la fama di “Cassandre” istituzionali.
Eppure i nuovi sviluppi del progetto Kitegen ci prefigurano, addirittura, uno scenario di energia abbondante, a basso costo, affidabile e distribuita equamente.
Intendiamoci: è vero che una società avanzata che sia sostenibile non dipende SOLO dalla disponibilità di abbondante energia rinnovabile e “pulita” a basso costo; è vero che senza un imponente cambiamento “sistemico” ci troveremmo in ogni caso ad aggravare, a velocità crescente, i problemi di depauperamento delle risorse e, più in generale, del pianeta, che stiamo già affrontando.
Nonostante questo una qualunque prospettiva di stabilizzazione DEVE in primo luogo passare da una RAPIDA transizione dalle fonti di energia “fossile” a quelle rinnovabili.
Abbiamo ed avremo bisogno di energia per nutrire la popolazione mondiale, per vestirla, per trasportarla, insomma per mantenere l’economia ed il sistema sociale mondiale, ANCHE abbandonando, mai troppo tardi, l’attuale dispendiosissimo e compulsivo vacuo consumismo globale.
Questa energia dovrà essere rinnovabile sia perchè stiamo raggiungendo i limiti produttivi per il petrolio, il gas e il carbone ( si, è cosi, nonostante la crisi e la diminuzione dei consumi, ne riparleremo) sia perchè dobbiamo tagliare il più velocemente possibile la produzione di CO2, per evitare la catastrofe climatica ormai quasi concordemente prevista nei prossimi decenni.
Perchè sia RAPIDA, la transizione, è necessario che le fonti di energia rinnovabili siano abbondanti, economiche ( sia in termini meramente monetari che nel senso più ampio di una efficiente allocazione di risorse), ancora largamente sfruttabili, rapidamente implementabili, non discontinue.
Le fonti di energia rinnovabili attualmente diffuse, purtroppo, soffrono, per un verso o per un altro di notevoli limiti.
O non sono economiche ( è il caso sopratutto del fotovoltaico) o non sono abbondanti ( è il caso, a livello mondiale, della geotermia) o non sono più largamente disponibili ( è il caso dell’energia idroelettrica, senza contare il grande impatto sul territorio).
Resta quindi l’eolico, che in effetti è attualmente il settore di più rapida crescita, specialmente in Europa, dove, in paesi come la Spagna, la Germania e la Danimarca ha raggiunto % importanti della produzione elettrica.
Tuttavia anche l’eolico “tradizionale” ha notevoli limiti.
Il principale, a parte il costo a KWh, ancora superiore alle fonti non rinnovabili ( il gap si è notevolmente ridotto, tuttavia, in tempi recenti) è la discontinuità di fornitura, che del resto affligge il fotovoltaico.
La cosa è evidente. Anche nei posti più ventosi non c’è sempre vento e non è detto che ve ne sia quanto se ne vorrebbe, nel momento in cui lo vorremmo.
Benchè sia in prospettiva possibile concepire una rete elettrica europea integrata in modo da permettere di gestire surplus e carenze produttive di eolico e fotovoltaico su scala continentale, questo non sarà ne facile ne economico, senza contare che comunque risulterebbe piuttosto difficile far corrispondere le curve giornaliera della domanda e dell’offerta di energia elettrica, senza ricorrere a fonti non rinnovabili.
Il Kitegen, il generatore eolico d’alta quota di concezione, ricordo, tutta italiana permette invece di superare questi limiti.
Ne abbiamo già parlato su Crisis, in un paio di circostanze, qui e qui.
In sintesi: l’idea è quella di andare a cercare il vento dove ce n’è tanto, e per tanto tempo.
Ovvero in quota, dove la velocità del vento è maggiore, per più tempo e su aree più estese.
Questo è il motivo principale per cui le torri eoliche devono essere le più alte possibili ( e quindi cosi “impattanti” sul paesaggio). Un aumento modesto di velocità del vento, infatti, ad esempio di solo il 25%, si traduce in un RADDOPPIO, più o meno, della potenza media e, in ultima analisi, anche della produzione.
Ovviamente, per motivi pratici, economici e strutturali, le torri eoliche hanno dei limiti di altezza pratici ed è difficile che si superi di molto le taglie attuali, intorno a 3 megawatt di potenza nominale.
Nominale, appunto, perchè in realtà la potenza MEDIA è tipicamente assai inferiore, tipicamente di un fattore cinque o sei. In questo modo, salvo paesi particolarmente ventosi come appunto la Spagna e la Danimarca,l’energia eolica rimarrà ancora a lungo marginale, specialmente in u paese non ventosissimo come l’Italia.
L’idea del kitegen, invece è quella di sfruttare le correnti a quote più alte, potenzialmente fino a migliaia di metri di altezza, portando fin lassù un profilo alare che generi portanza, facendo muovere un generatore elettrico. Il risultato è una produzione assai più costante, nel tempo, modulabile e sopratutto economica ed ABBONDANTE. In quota, infatti, di vento ce n’è tantissimo e per tanto tempo.
Si parla di oltre 5000 ore di funzionamento a potenza “nominale” da confrontare con le circa 1500-2000 ore tipiche dei generatori tradizionali. Si parla, nella configurazione cosiddetta “a carosello” di potenze di GIGAWATT ovvero paragonabili a quelle di una centrale nucleare, ad un costo frazionario e con rischi ed occupazione del suolo infinitamente inferiori.
Il concetto di “estrarre” energia ad alta quota non è nuovo e viene portato avanti da altri centri di ricerca pubblici e privati, si veda ad esempio qui, per un buon riassunto dello stato dell’arte.
Il Kitegen, tuttavia., è attualmente quello arrivato allo stato di realizzazione più avanzato.
L’idea, di per se, è semplice: far volare un’ala simile a quelle del volo libero o dei kitesurf ( il primissimo prototipo utilizza infatti proprio ali da Kite) su un percorso ad 8, facendogli “svolgere” un grande “rocchetto” di cavo che è connesso ad un generatore elettrico e che produce energia.
Arrivata al culmine della traiettoria l’ala viene messa “a bandiera” e rapidamente recuperata in poche decine di secondi.
Dopodiché riparte un nuovo ciclo “produttivo”, di alcuni minuti.
Nel complesso l’ala passa oltre il 90% del tempo in regime “produttivo” ed il 10% del tempo in fase di recupero, mentre il rapporto tra le energie prodotta e consumata è ancora più favorevole. In pratica dovete immaginarvi un enorme Yo-yo. Enorme, si, ma infinitamente meno invasivo, in termini di paesaggio, di una pala eolica di pari potenza, si veda, a riprova, il filmato da cui ho tratto l’immagine di questo post.
Una configurazione che preveda decine di “aquiloni” che facciano girare una specie di “carosello” è potenzialmente in grado di arrivare a centinaia di MW o addirittura ad un GW, una potenza uguale a quella di una centrale nucleare, sfruttando le correnti d’alta quota.
Ovviamente, se l’idea è intuitiva la tecnologia che sta dietro alla sua concreta realizzazione non lo è affatto e richiede materiali e conoscenze allo stato dell’arte in diversi settori.
Fortunatamente In Italia, a parte l’incrollabile tenacia di Massimo Ippolito e degli altri della KGR, tali eccellenze sono presenti e quindi è in fase di ultimazione il primo prototipo “produttivo” del Kitegen, il cosiddetto “Stem”, che si prevede possa cominciare i primi test già a Settembre.
Non si tratta, quindi di idee futuribili ma ancora sulla carta. Dell’ennesimo annuncio ad effetto seguito poi dal nulla mediatico.
Si tratta di una realizzazione CONCRETA che potrà esser riprodotta in centinaia di esemplari, già immediatamente competitivi con i maggiori generatori eolici tradizionali, in attesa dello sviluppo degli step successivi, di un paio di ordini di grandezza più grandi.
Nel filmato, che tra l’altro comprende anche esempi di funzionamento reale del primissimo prototipo, il KSU1, si vedono due grosse “ventole” che si azionano all’inizio per poi fermarsi quasi immediatamente.
Servono per il lancio “in automatico” dell’ala. Il controllo, infatti è totalmente automatico e sempre in automatico vengono gestite le improvvise anomalie di volo, le raffiche di vento, le turbolenze, etc etc.
Proprio in questo, anzi sta l’originalità e la maggior parte del know-how ( e dei brevetti) originali del Kitegen.
Con la realizzazione dello Stem si aprono scenari di enorme importanza per il nostro paese, una opportunità irripetibile che permetterebbe di trovarci, una volta tanto, ad essere all’assoluta avanguardia, con evidenti clamorose ricadute in termini di occupazione, di competitività industriale, di finanza ed immagine.
Ancora più rilevante risulterebbe la possibilità di renderci energeticamente indipendenti, con evidenti e non trascurabili ricadute in termini di strategie geopolitiche.
Ovviamente l’era dell’abbondanza energetica, se davvero vi arriveremo, porta con se una ENORME responsabilità: come ricorda in modo autorevole Ugo Bardi, in un articolo uscito su TOD, la disponibilità di energia a buon prezzo non evita in alcun modo il collasso sistemico del sistema economico e sociale mondiale, cosi come è strutturato attualmente. Piuttosto lo ritarda, rendendone però più severe le conseguenze.
Il Kitegen, insomma è una grande, straordinaria opportunità.
La sapremo cogliere appieno, utilizzandola per affrontare le immense sfide che ci attendono?
Speriamo.
Se appena rifletto sull’attuale quadro mondiale ecco che mi viene una irrefrenabile voglia di rimettermi a fare la Cassandra…
Commenti
2. Pietro C., undefined, ore 11:11
#2 Ovviamente il fattore sicurezza è AMPIAMENTE discusso.
In sintesi l’evento caduta dell’aquilone è quanto mai poco probabile ed in ogni caso POCO pericoloso. Il motivo risiede proprio nelle tecnologie e nei controlli usati.
Semplicemente allo stato dell’arte del settore e come tale PROVATAMENTE in grado di governare gli imprevisti.
In caso di rottura di una delle funi, ad esempio il kite si mette a bandiera e viene recuperato.
La caduta a terra è sostanzialmente impossibile perche’ i sensori di bordo ( accelerometri a tre assi etc etc) sono in grado di comunicare in tempo reale ed il computer è inn grado di gestire qualunque trubolenza.
In ogni caso anche lo scenario pochissimo probabile di una caduta dell’aquilone si riduce ad un po di stoffa caduta a terra, non esattamente lo stesso nel caso in cui cada una torre eolica o perda una delle pale ( e puo succedere, con una probabilità almeno paragonabile).
Riguardo alla tua idea, se guardi tra i link a idee simili, esiste ma ha una produttività di circa un decimo ( o meno) perche’ l’aquilone spazza una superfice enormemente superiore, cosi “estraendo” energia da un’area anche essa enormemente superiore. Vi sono poi alcuni problemi seri di sicurezza per gli aerostati, in caso di eventi meteo estremi, che qui non approfondirò.Negli stessi casi l’aquilone può essere recuperato in poche decine di secondi.
Questo in sintesi.Ovviamente molto c’e’ da dire e molto c’e’ da conoscere, ad esempio nel settore dell’automazione e della controllistica automatica ( c’e’ anche un po di matematica superiore da conoscere, per convincersi che tali controlli automatici possono funzionare, siamo infatti allo stato dellarte del settore, in un campo dove si fanno i dottorati di ricerca proprio sui fondamenti matematico/numerici della faccenda).
Tutto questo è bla bla bla.
Il punto è che il kite già ESISTE ed ha accumuilato migliaia di ore di funzionamento in cui è stato propro sottoposto a test e stress per verificare il recupero in emegenza etc etc.
Ne è uscito alla grande già il prototipo KSU1 ( che si vede volare in alcuni brevi spezzoni all’interno della demo) e le prospettive per lo STEM sono di gran lunga migliori.
3. AndreaX, undefined, ore 13:21
Speriamo allora che vada in porto, per una volta saremo orgogliosi di essere italiani.
4. Dr Ganzetti Francesco, undefined, ore 13:51
Bene, letto anche l’articolo su theoildrum ; a naso credo anche che il solare a concentrazione di Rubbia abbia una lifespan molto superiore al fotovoltaico ; quello che sottolinerei della tecnologia kitegen, come del solare a concentrazione, fra gli altri aspetti già descritti , è che non è una rinnovabile “democratica”, nel senso che non sarà possibile afffidarlo al singolo privato….Socialmente quindi sarà piutosto differente dal minieolico o dai fotovoltaico su abitazioni private ; cmq non credo sia possibile riconvertire tutti gli occupati nel settore automotive ( o più precisamente quelli che perderanno il lavoro nei prossimi anni) nelle rinnovabili, così come specificatamente in Italia convertire il trasporto su gomma o su nave senza perdere ulteriori occupati…Non si può salvare capra e cavoli : evidentemente non è termodnamicamente possibile.
5. daniele.spagli, undefined, ore 14:24
Il Kitegen mi ha sempre affascinato e devo ammettere che ne sono rimasto subito folgorato… ma questo filmato è davvero entusiasmante.
Da progettista posso dire che il progetto sembra effettivamente la “quadratura del cerchio”… poche volte posso dire di aver visto un progetto così ben calibrato e studiato.
Da Architetto posso notare principalmente gli aspetti strutturale e posso dire che strutturalmente è un capolavoro: l’uso di materiale in tensione e non in flessione-compressione permette di ridurre al minimo il materiale utilizzato(specie se confrontato con le torri tradizionali).
Anche dinamicamente è un piccolo capolavoro: il cambio di forma per il recupero e il comportamento a yo-yo sono esattamente quanto è necessario per sfruttare al meglio le capacità del vento di “tirare” e quindi sfruttare al massimo l’energia del vento.
Il carosello mi aveva sempre lasciato un po perplesso, specie così come era stato rappresentato nel sito del kitegen, ma questo stem mi sembra semplicissimo e sicuramente pronto per la messa in produzione.
I miei più vivi complimenti.
6. Freddoloso, undefined, ore 15:38
Io ritengo che l’energia in abbondanza semi-gratuita per tutti sia invece la chiave di volta per cambiare la societa’ attuale.
Il fatto di non dover pagare la bolletta e fare il pieno di benzina ci permettera’ di vivere con molto meno, specie visti gli stipendi ridicoli che ci sono adesso e la disoccupazione.
In uno scenario di sovrappopolazione mondiale e quindi di sovrapproduzione e’ ovvio che non possono lavorare tutti, perche’ non ce n’e’ abbastanza per tutti. Pero’ tutti hanno bisogno di campare.
Ecco allora la soluzione: meno lavoro per tutti, una vita e una societa’ piu’ umane e solidali. Energia gratis per tutti e piu’ nessuno spettro di crepare di fame.
Bello no?
7. Boston George, undefined, ore 18:06
questi sono ripieghi…
la soluzione stà nella RIDUZIONE DELLA POPOLAZIONE MONDIALE…
con il benessere ed economia che tira… ci sarebbe un aumento di popolazione…probabilmente le soluzioni ci sono già, ma non è possibile che ne traggano beneficio tutti…
ci sono troppi interessi economici…
1. andreaX, undefined, ore 10:44
Dico subito che io approvo comunque chi ha il coraggio di percorrere strade nuove, ma a me questo progetto lascia molto perplesso. Ci rendiamo conto che abbiamo una struttura sospesa in aria in perenne movimento?, la torre eolica è piantata a terra ed occupa spazio solo in verticale, invece questa struttura è composta da una parte in movimento la cui superficie corrispondente al suolo è molto ampia, per ovvi motivi di sicurezza tutta la superficie al suolo deve essere chiusa al pubblico, se poi la parte in movimento si stacca?. A questo punto non sarebbe meglio una pala eolica posta sotto adun pallone aerostatico vincolato al suolo con dei cavi?, rischio per rischio almeno la superficie corrispondente al suolo è minore ed in caso di guasto il pallone aerostatico perde quota lentamente.