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Il potente potenziale eolico della Cina
La Cina ha raddoppiato la sua capacità di energia eolica installata ogni anno negli ultimi cinque anni e quest'anno è pronta a soppiantare gli Stati Uniti come il più grande mercato al mondo per le nuove installazioni. Ma i ricercatori dell'Università di Harvard e della Tsinghua University di Pechino suggeriscono che l'industria dell'energia eolica cinese ha appena iniziato a sfruttare il suo potenziale. Secondo il loro modello meteorologico e finanziario, riportato sulla rivista Scienza la scorsa settimana, in Cina c'è abbastanza vento forte per soddisfare con profitto tutta la domanda di elettricità del paese almeno fino al 2030.
Energia eolica: Centrali eoliche nello Xinjiang, Cina.
Il leader del progetto Harvard-Tsinghua, Michael McElroy, e i suoi colleghi hanno quantificato il potenziale dell'energia eolica cinese modellando prima la disponibilità del vento. Per fare ciò, hanno suddiviso la mappa cinese in parcelle di 3.335 chilometri quadrati ciascuna e hanno utilizzato cinque anni di dati meteorologici recenti per generare un profilo del vento per ciascuna parcella. Successivamente, hanno aggiunto turbine eoliche standard del settore da 1,5 megawatt in ogni appezzamento (esclusi terreni ostili come ripide colline, foreste e aree urbane) nel modello e stimato la produzione di energia di ogni appezzamento. Infine, hanno calcolato il costo dell'energia che potrebbe essere prodotta in funzione del costo di installazione delle turbine.
Il modello rivela vaste regioni, concentrate nella Cina settentrionale e occidentale, dove è possibile generare molta energia a costi simili ai tassi energetici fissati dal governo guadagnati dai parchi eolici stabiliti, che vanno da 0,38 a 0,55 yuan cinesi (da 6 cent a 8 cent). per kilowattora (kwh). Ad esempio, il modello prevede che gli operatori di parchi eolici potrebbero generare con profitto 6,96 trilioni di kwh di energia eolica – più del doppio del consumo energetico annuo della Cina di 3,4 trilioni di kwh e paragonabile alla domanda totale prevista entro il 2030 – a un prezzo contrattuale di 0,516 yuan cinesi. (7,5 centesimi) per kwh.
In altre parole, il vento offre una fonte di energia a emissioni zero per soddisfare il fabbisogno energetico della Cina per i prossimi due decenni. Soddisfare la domanda incrementale con la generazione a carbone, al contrario, genererebbe 3,5 miliardi di tonnellate all'anno di emissioni di anidride carbonica (più gas serra di quelli che l'Unione europea prevede di rilasciare entro il 2030).
McElroy, un professore di studi ambientali ad Harvard, insiste sul fatto che tali visioni ambiziose sono realistiche e vale la pena considerare seriamente. Per prima cosa, 0,516 yuan cinesi si trovano nella fascia bassa delle tariffe per i futuri parchi eolici che il Congresso nazionale del popolo cinese ha approvato il mese scorso. Dall'altro, anno dopo anno l'industria eolica cinese sta già superando gli obiettivi. La Cina raggiungerà il suo obiettivo per il 2020 per l'energia eolica l'anno prossimo, con un decennio di anticipo, poiché la capacità di energia eolica raggiungerà oltre 30.000 MW, secondo l'agenzia con sede a Bruxelles. Consiglio mondiale dell'energia eolica . Secondo l'analisi di una società di consulenza, entro il 2020 è probabile che la Cina abbia installato 135.000 MW di capacità eolica Ricerca energetica emergente , con sede a Cambridge, MA.
Tuttavia, McElroy riconosce che le reti cinesi dovrebbero essere più intelligenti e più forti per adattarsi alla variabilità dell'energia eolica. In effetti, il Global Wind Energy Council afferma che il sistema di trasmissione sottosviluppato della Cina è già un impedimento, ritardando l'inizio della produzione di energia da nuovi parchi eolici. E il gruppo afferma che il problema sta diventando più acuto man mano che gli sviluppi eolici cinesi si spostano verso le regioni ricche di vento ma remote a nord e ovest, dove la rete è più debole della media e l'energia deve viaggiare più lontano per raggiungere i consumatori. Secondo Sebastian Meyer, direttore della ricerca per la società di consulenza Azure International con sede a Pechino, nella regione autonoma settentrionale della Mongolia interna, i limiti della rete limitano i progetti eolici proposti.
Superpotenza eolica: I ricercatori dell'Università di Harvard e dell'Università di Tsinghua hanno unito modelli meteorologici e di turbine eoliche per mappare il potenziale di energia eolica della Cina. La potenza potenziale di turbine eoliche da 1,5 MW è indicata come percentuale della potenza massima nel tempo.
Meyer dice che la sfida sarà tanto amministrativa e finanziaria quanto tecnica. Dice che un imperativo politico per lo sviluppo rurale garantisce che l'energia eolica rimarrà popolare tra i funzionari locali e regionali, ma deve essere risolto come finanziare lo smartening e il bilanciamento della rete. Un sovrapprezzo di 0,001-0,002 yuan cinesi per kWh che i consumatori cinesi pagano per sostenere l'integrazione delle energie rinnovabili copre a malapena il costo diretto dell'integrazione dei parchi eolici nelle reti. Anche per questo uso finale limitato, i fondi sono tornati alle reti locali con notevole ritardo, afferma Meyer.
Inoltre, afferma McElroy, la Cina sta già aggiornando in modo aggressivo le sue reti elettriche per collegare progetti idroelettrici remoti con centri abitati, un processo che potrebbe espandersi fino alla distribuzione di una generazione massiccia da parchi eolici notoriamente imprevedibili. La Cina ha certamente il know-how per costruire sistemi di trasmissione ad alta tensione a lunga distanza, afferma McElroy.
I principali aggiornamenti della rete già in corso in Cina stanno facendo ampio uso di linee a corrente continua ad alta tensione (HVDC) su scala continentale, che rimangono la materia dei progetti di supergrid in Europa e negli Stati Uniti. Sono leader mondiali nell'implementazione di schemi di trasmissione a lunga distanza, afferma Bjarne Andersen, direttore della società di consulenza Andersen Power Electronic Solutions con sede nel Regno Unito ed esperto nella tecnologia HVDC ultra efficiente. Andersen afferma che la Cina gestisce già linee HVDC che trasportano 19.860 MW di potenza, sta costruendo linee per altri 18.900 MW e sta pianificando ulteriori 17.900 MW.
E Andersen afferma che i pianificatori energetici cinesi stanno innovando. Si prevede che un collegamento HVDC da 800 kV dalla provincia centrale dello Yunnan alla costa del Guangdong, che sarà il primo al mondo quando verrà avviato entro la fine dell'anno, dovrebbe perdere il 30% in meno di energia in transito rispetto alle odierne linee da 500 kV. Diverse altre linee da 800 kV sono in costruzione.
Gli attuali aggiornamenti della rete rispecchiano ciò che sarebbe necessario per trasmettere l'energia eolica a distanza. La maggior parte delle nuove linee di trasmissione sono progettate per guidare l'energia dalle dighe idroelettriche occidentali verso le megalopoli orientali come Pechino, Shanghai e Guangzhou, afferma Andersen. Ma ci sono segnali che i pianificatori della rete stiano cominciando a prendere sul serio anche lo sviluppo del vento. La costruzione è iniziata lo scorso anno su una linea da 750 kV AC per trasportare l'elettricità da un parco eolico nella provincia occidentale del Gansu, che è uno dei sei megaprogetti nazionali di energia eolica approvati dal governo. Il parco eolico di Gansu, soprannominato Three Gorges Dam on Land, dovrebbe raggiungere i 20.000 MW entro il 2020, con un costo stimato di 120 miliardi di yuan cinesi (17,5 miliardi di dollari).
McElroy afferma che la situazione politica della Cina potrebbe anche prestarsi all'aggiunta delle linee di trasmissione richieste. Le regioni ricche di vento come il nord-ovest etnicamente uiguro sono tra le più povere della Cina e il governo ha interesse a promuovere il loro sviluppo economico. McElroy aggiunge che è improbabile che l'opposizione locale, che ha ostacolato i progetti di trasmissione in Nord America ed Europa per anni, fermi l'ondata di energia eolica in Cina. Il governo probabilmente ha più potere di istituire un piano una volta approvato.