Le nuvole spazzano un campo con turbine eoliche il 3 gennaio 2018 vicino a Bischofsroda, Germania centrale. Solo pochi giorni prima la vigilia di Natale e una parte del giorno di Natale, i prezzi dell'energia in Germania sono scesi sotto lo zero. JAN WOITAS/AFP/Getty Images Il periodo più bello dell'anno può essere davvero difficile per il tuo portafoglio. C'è l'acquisto di regali, le spese di viaggio e l'occasionale aumento dei prezzi dell'albero di Natale. Le bollette elettriche di Natale sono una particolare fonte di terrore per molte famiglie, soprattutto quelli che danno il massimo sui loro giochi di luce.
Ma a dicembre 2017, alcuni utenti di servizi di pubblica utilità in Germania hanno ricevuto un gradito riempitore di calze. A causa delle infrastrutture energetiche pulite del paese, c'era un surplus di elettricità per la maggior parte della vigilia di Natale e una parte del giorno di Natale. Così, grazie all'energia verde, le persone erano più o meno pagate per usare l'elettricità durante le vacanze.
Quello che è successo? È stato un miracolo di Natale? Difficilmente. In realtà, negli ultimi anni, questo genere di cose è diventato un evento semi-regolare in Deutschland.
Negli ultimi due decenni, il governo tedesco ha adottato misure forti per incentivare l'uso delle energie rinnovabili. Entro il 2040, la nazione prevede di ridurre le proprie emissioni di gas serra del 70% (rispetto ai livelli a cui si trovavano nell'anno 1990). Per usare un eufemismo, questo è un obiettivo ambizioso, complicato dalla decisione della Germania del 2011 di iniziare a eliminare gradualmente l'energia nucleare.
Per contribuire a soddisfare le sue risoluzioni sull'impronta di carbonio, il governo ha distribuito circa 180 miliardi di euro, o circa 222 miliardi di dollari, in sussidi per le energie rinnovabili dal 2000. Un interessante effetto collaterale di questo è il cosiddetto "prezzo negativo".
Qualche volta, il prezzo dell'elettricità in Germania scende sotto lo zero. Quando ciò si verifica (come è successo a Natale 2017), i produttori di energia elettrica finiscono per pagare determinati consumatori per utilizzare l'utilità.
Proprio adesso, le energie rinnovabili come l'energia solare ed eolica forniscono il 35 percento dell'energia della Germania. Nel frattempo, carbone e centrali nucleari sono ancora in uso. Queste strutture condividono tutte la stessa rete elettrica, che è il sistema che trasporta l'energia elettrica dagli impianti alle utenze.
E qui sta il problema. I prezzi dell'energia sul mercato tedesco sono determinati dalla domanda e dall'offerta. Sulle reti elettriche, anche la potenza elettrica deve corrispondere alla richiesta di potenza. Il problema è, la domanda di potere è sempre fluttuante. Durante il giorno, le persone usano più elettricità di quanto non facciano a tarda notte. Allo stesso modo, il consumo di energia diminuisce nei fine settimana e nei giorni festivi, quando le fabbriche sono chiuse e gli edifici per uffici sgomberati.
Se una rete non distribuisce abbastanza elettricità in un'ora di forte domanda, possono verificarsi dei blackout. Ma cosa succede quando la situazione si capovolge? In altre parole, e se ci fosse più elettricità in rete di quella di cui le persone hanno bisogno?
Bene, in un mondo perfetto, quella potenza extra sarebbe stata immagazzinata per un uso successivo. Sfortunatamente, non è sempre possibile. "Le tecnologie di stoccaggio non sono ancora abbastanza avanzate [per] immagazzinare grandi quantità di elettricità, indipendentemente dal fatto che l'elettricità provenga da fonti rinnovabili o da altre fonti, "Esperto di politica energetica e professore associato presso l'Università dell'Indiana Sanya Carley, dottorato di ricerca ci ha detto via e-mail. Ha continuato spiegando che "l'idro-stoccaggio [tecnologia] ... in cui l'acqua viene spostata da un serbatoio basso durante i periodi di alta fornitura di elettricità e bassa domanda, e poi rilasciati durante i periodi di alta domanda e bassa offerta" è un'opzione promettente. Ma tali strutture richiedono serie specifiche di condizioni geografiche e, a tal fine, Il layout fisico della Germania è tutt'altro che ideale.
Le rinnovabili presentano un altro jolly. Per loro stessa natura, l'energia solare ed eolica hanno rendimenti che variano in base alle condizioni meteorologiche. Grazie alle rinnovabili, perciò, la rete tedesca a volte riceve molta elettricità in più nelle ore di scarsa richiesta.
Ci si potrebbe chiedere perché le centrali elettriche tradizionali (ad es. carbone e nucleare) non riducano le loro uscite solo per compensare improvvisi afflusso di energia verde sulla rete. Secondo Scott Burger, un ricercatore presso l'Electric Power Systems Center del MIT, questa strategia non sempre ha senso economico. In uno scambio di email, fa notare che queste centrali elettriche tradizionali tendono ad avere "lunghi periodi di decelerazione... e lunghi periodi di accelerazione".
In alcuni casi, possono volerci otto ore o più per spegnersi completamente. Quindi, il processo di riavvio può richiedere altre otto ore. Più spesso che non, passare attraverso quella seccatura semplicemente non ne vale la pena, soprattutto in considerazione del fatto che i picchi di offerta prodotti dalle rinnovabili tendono ad essere di breve durata.
Quindi, quando l'energia verde sovraccarica la rete, l'opzione più economica per i produttori di elettricità della Germania è pagare la gente per consumare quel succo in più. La Germania può anche esportare la sua elettricità in eccesso nei paesi vicini per bilanciare il mercato.
In alcuni momenti della vigilia di Natale e del giorno di Natale 2017, i proprietari di fabbriche e altri impianti che consumano elettricità in grandi quantità ricevevano fino a 50 euro (circa 60 dollari) o più per megawattora. Ma i consumatori non beneficiano molto di questi prezzi negativi; questo perché solo circa un quinto delle loro bollette energetiche proviene dal costo dell'energia - il resto è costituito da tasse, tasse e oneri per l'utilizzo della rete.
A proposito, questo non è stato un incidente isolato. Nel 2017, La Germania ha registrato prezzi dell'elettricità negativi in più di 100 diverse occasioni. E non è solo limitato alla terra di bratwurst e pretzel. Belgio, Francia, Anche la Svizzera e la Gran Bretagna hanno dovuto affrontarlo. Auspicabilmente, man mano che l'energia rinnovabile continua a crescere in popolarità e con il miglioramento della tecnologia di stoccaggio, le reti europee miglioreranno nel gestire gli aspetti più incoerenti dell'energia verde.
Ora è interessanteSecondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, la turbina eolica media è alta più di 270 piedi (82 metri) e le loro pale sono in genere lunghe circa 170 piedi (51 metri).
