Entro la fine del 2015 si inaugura la centrale solare più grande del mondo
Il progetto di costruzione della centrale di Ouarzazate alla presenza del Re del Marocco Mohammed VI, nel 2013.
Nei pressi della suggestiva cittadina di Ouarzazate, in Marocco, scenario per le riprese di alcuni celebri film hollywoodiani come Lawrence d’Arabia e Il tè nel deserto, nascerà il regno solare del Marocco. L’agenzia marocchina MASEN (the Moroccan Agency for Solar Energy) è stata infatti incaricata per sviluppare un piano energetico che cambierà notevolmente l’economia del Paese. Il progetto lanciato nel 2009,con la selezione di 5 aree sparse sul territorio del Maghreb, prevede la costruzione di centrali solari all’avanguardia e si propone di raggiungere 2 GW di potenza entro il 2020, che copriranno il 14%del fabbisogno energetico nazionale.
Ouarzazate sarà la prima ad entrare in funzione, e una volta ultimata, con un estensione di 33 km² sarà la centrale solare più grande del mondo.
Secondo le fonti ufficiali nelle prossime settimane il Noor I di Ouarzazate diventerà operativo. La capacità di questa centrale sarà di 160 MW di potenza e, quando nel 2018 la centrale sarà completamente operativa, con l’ultimarsi del Noor II e del Noor III, la produzione raggiungerà i 500 MW di capacità. È stato inoltre stimato che la riduzione di emissioni scenderà di 760000 t l’anno.
La centrale solare in dettaglio
La tecnologia CSP a cilindri parabolici del campo solare di Ouarzazate.
La centrale utilizza la tecnologia a concentrazione solare CSP (Concentrating Solar Power). Nonostante sia una tecnologia più costosa dei noti pannelli fotovoltaici, permette un sistema di accumulo di energia più efficace, che garantisce la distribuzione di corrente durante le ore di punta, ma anche di notte o in giornate nuvolose.
Il Noor I e il Noor II sono costituiti da un campo solare di circuiti a cilindri parabolici (parabolic troughs). Questa tecnologia CSP utilizza specchi parabolici che possono ruotare sul proprio asse (direzione nord-sud) per seguire il movimento del sole nel cielo. La radiazione solare viene catturata e riflessa in un tubo ricevitore che funge da fuoco. L’energia termica ricevuta per irraggiamento dal sole viene quindi incanalata e assorbita da un fluido termo-vettore (una miscela di sali fusi, dotata di un alto coefficiente di scambio termico e di un’elevata capacità termica) che scorre nel tubo ricevitore. Il fluido riceve calore che gli permette di innalzare la sua temperatura fino a 393°C e, a sua volta, utilizzando uno scambiatore di calore, alza la temperatura dell’acqua facendola evaporare. Il gas, raggiunti i 400°C, viene fatto espandere in turbina per produrre energia elettrica.
L’impianto, inoltre, prevede un accumulatore termico indirect two-tank molten salt storage, componente che simultaneamente immagazzina energia termica. Questo sistema utilizza un circuito diverso dal principale e consiste sostanzialmente in due serbatoi riempiti di sali fusi a temperatura diversa. Il fluido dal serbatoio di stoccaggio a bassa temperatura fluisce attraverso uno scambiatore di calore supplementare, assorbendo calore dal fluido termovettore ad alta temperatura. Il fluido di stoccaggio, riscaldato, fluisce nel serbatoio di stoccaggio dove viene mantenuto ad alta temperatura, mentre il fluido termovettore, raffreddato, ritorna nel circuito dei ricevitori solari.
In questo modo, solo nel Noor I vengono garantite tre ore a pieno carico di energia termica immagazzinata da poter utilizzare all’evenienza.
Circuito semplificato di una centrale solare CSP che utilizza un sistema di accumulo termico indirect two-tank molten salt storage.
Il vapore in uscita dalla turbina deve essere riportato allo stato liquido per poter chiudere il ciclo. Per fare ciò, fluisce in un condensatore, dove cede calore al fluido proveniente dal sistema di raffreddamento. La centrale NoorI utilizza un sistema wet cooling, mentre il Noor II e il Noor III utilizzeranno un sistema di raffreddamento dry cooling.
Il sistema di raffreddamentowet cooling, o evaporating cooling, prevede un ulteriore ciclo. L’acqua a bassa temperatura viene mandata nel condensatore, dove avviene lo scambio di calore con il vapore. L’acqua che fuoriesce, ad elevata temperatura, torna nella torre per essere raffreddata e quindi riutilizzata. Grazie a questo ciclo, solo una piccola percentuale di fluido viene perso per evaporazione nel raffreddamento e deve essere sostituito con nuova acqua.
Sistema di raffreddamento Wet Cooling.
Il wet cooling viene utilizzato quando non sono disponibili grandi volumi di acqua, come nella regione arida di Ouarzazate. La centrale infatti attinge dal bacino idrico di Monsour Eddabhi, a 12 km di distanza. Inizialmente, tramite cisterne, si è realizzato un laghetto provvisorio nei pressi della centrale, e, in seguito, si è costruito un sistema di tubature provvisorie. In futuro le modalità di approvvigionamento idrico saranno determinate dalle aziende che vinceranno l’appalto.
Il dry cooling system utilizza invece aria per raffreddare il vapore che esce dalla turbina. Questo sistema è in grado di ridurre il consumo totale di acqua di oltre il 90%. Se da una lato si ha un notevole risparmio di acqua, dall’altro ci sono maggiori costi e una minore efficienza del sistema, rendendo in generale svantaggioso questo tipo di impianto.
Un altro esempio di tecnologia CSP è il sistema a torre centrale Power Tower, che verrà sviluppata nel Noor III. Si tratta di un campo circolare di specchi piatti (meno costosi rispetto a quelli parabolici), che cattura e riflette la radiazione solare nel ricevitore centrale in cima alla torre. Il calore assorbito viene trasformato in energia elettrica con un procedimento analogo a quello visto in precedenza. Questo sistema, rispetto alla tecnologia a collettori parabolici, permette di raggiungere temperature più elevate del fluido termovettore, e in generale di raggiungere un’efficienza superiore. Tuttavia la torre centrale è una tecnologia che utilizza un tracking and control software piuttosto sofisticato che per il momento la rende impopolare in commercio.
Ogni stazione di alimentazione sarà fornita di un meccanismo di accumulo termico per migliorare la distribuzione di energia. La centrale Noor II avrà una capacità di stoccaggio termico di 2800 MWh, corrispondenti a 5 ore di produzione durante il funzionamento a pieno regime. La centrale Noor III avrà una capacità di stoccaggio di energia termica di 2730 MWh, o 7 ore di produzione durante il funzionamento a pieno regime, aumentando così la capacità totale di stoccaggio di energia termica del progetto di 5530 MWh.
Il ruolo della Banca Mondiale e il piano visionario DESERTEC nelle regioni del EU-MENA
Secondo i dati pubblicati dalla Banca Mondiale (World Bank) il progetto Ouarzazate è costato in totale 2,67 miliardi di dollari ed è stato finanziato dai seguenti istituti: The Clean Technology Fund, The African Development Bank, e diversi altri europei, European Commision, European Investment Bank, French Agency For Development, International Bank For Recostruction And Development, Kreditanstalt Fur Wiederaufbau.
L’impegno della Banca Mondiale rientra in una nuova strategia di investimento nelle regioni del Medio Oriente e del Nord Africa intitolata: Economic and Social Inclusion for Peace and Stability in the Middle East and North Africa: A New Strategy for the World Bank Group. La strategia proposta è un tentativo brillante di risolvere le numerose problematiche che affliggono queste regioni, investendo nello sviluppo economico e sociale. In questo modo si alimenta anche la fiducia tra i cittadini, impotenti di fronte ai conflitti e ridotti alla povertà più estrema.
Al termine di uno studio di ricerca (DESERTEC Concept) per lo sviluppo di un mercato fondato sulle energie rinnovabili nelle regioni EU-MENA (Europe, Middle East and North Africa), condotto in Germania dal 2003 da un’organizzazione volontaria di scienziati ed esperti, nel 2009 è nata una fondazione tedesca no profit chiamata DESERTEC Foundation per realizzare questo piano visionario. Sempre nel 2009, la fondazione ha costituito l’iniziativa industriale Dii Gmbh(DESERTEC Industrial Initiative) designata con lo scopo di valutare la realizzazione del progetto da un punto di vista industriale.
Il progetto, secondo gli studi condotti, avrebbe potuto garantire interamente il fabbisogno energetico nelle regioni MENA e rifornire il 15% del fabbisogno energetico europeo al 2050, con finanziamenti stimati intorno ai 400 miliardi di euro.
Il piano energetico DESERTEC.
Negli ultimi anni il piano è stato fortemente compromesso, dopo l’abbandono di Siemens e Bosch e della stessa fondazione, anche altri degli azionisti iniziali hanno lasciato il consorzio.
Attualmente il progetto, diventato Dii Desertenergy e sostenuto dai tre azionisti “superstiti”(ACWA Power dell’Arabia Saudita, la tedesca RWE e la cinese State Grid) è attivo in Marocco, Algeria, Egitto, Arabia Saudita, Giordania e Tunisia.
Il Marocco, collegato tramite cavo elettrico sottomarino con la Spagna, in futuro potrebbe quindi beneficiare della sua posizione strategica per sviluppare un mercato in uscita sia verso l’Europa, ma anche verso le regioni confinanti del Nord Africa. Tuttavia, per un paese dipendente dai combustibili fossili, che attualmente importa il 94% dell’energia dall’estero, l’obiettivo principale rimane quello di ottenere una maggiore autonomia. Secondo le previsioni dell’agenzia MASEN con l’ultimarsi delle nuove centrali nel 2020, la produzione interna di energia elettrica coprirà il 42% della richiesta nazionale, 14% con il solare, 14% con l’eolico e 14% con l’idroelettrico.
di Andrea Zanon
Linkografia:
http://www.ouarzazatesolar1.com/project.asp
http://edition.cnn.com/2015/11/03/africa/noor-ouarzazate-sola
http://www.worldbank.org/projects/P131256?lang=en
http://www.solargcc.com/morocco-solar/
http://en.grupotsk.com/proyectos/energia-termosolar-5
http://www.nrel.gov/csp/solarpaces/by_project.cfm
http://www.power-technology.com/projects
http://energy.gov/eere/energybasics/articles/concentrating-sola
http://www.archimedesolarenergy.it/it_molten_salt.htm
http://www.worldbank.org/en/region/mena/brief/our-new-strategy
http://www.desertec.org/global-mission/milestones/
http://www.desertec.org/concept/
http://www.rinnovabili.it/storico/rinnovabili-%E2%80%93-aper-contro-la-calabria-distorce-il-mercato/
