Chilo (k, minuscola), mega, giga e tera (M, G, T, maiuscole) significa migliaia, milioni, miliardi e trilioni (cioè migliaia di miliardi). Invece wattora (Wh) e watt (W) sono unità di energia e di potenza, rispettivamente, cosicché kWh, MWh, GWh, TWh e kW, MW, GW, TW sono i loro multipli detti sopra (chilowattora e chilowatt, megawattora e megawatt, gigawattora e gigawatt e terawattora e terawatt.). Fin qui tutto è chiaro, ma da qui in poi c’è la gran confusione. La colpa della confusione è degli esperti, che sono quasi tutti confusionari e qualcuno anche confuso. Sentite cosa scrivono (cito da alcuni rapporti di agenzie di dati energetici).
«In Italia risultano installati 24 GW fotovoltaici (FV) con una produzione annua di 26 TWh», si legge in un rapporto. Oppure: «Il consumo elettrico italiano si attesta a 325 TWh l’anno», si legge in un altro rapporto. Io non so se a voi questi dati dicano qualcosa. A me niente, o quasi. Certo, da questi numeri potremmo calcolare la percentuale del FV sul consumo, e se facciamo il calcolo abbiamo 26×100/325=8, cosicché ora sappiamo che il FV contribuisce per poco meno dell’8% al fabbisogno elettrico italiano. Ma già per ottenere questa informazione abbiamo dovuto mettere insieme i dati presi da due rapporti diversi, prima, ed esercitare un’antipatica aritmetica, poi.
Le affermazioni virgolettate sopra a me piace dirle così: «I 24 GW FV installati in Italia producono quasi 3 GW d’energia elettrica» e «il consumo elettrico italiano si attesta a 37 GW». Non appena scrivo questo, il Direttore della Verità (ove scrivo da oltre un anno) riceve lettere di protesta per l’ignoranza del sottoscritto che esprimerebbe l’energia in unità di potenza – e lo stesso è accaduto in questo blog, ove i commentatori scrivono da soli le loro proteste. Lettori e commentatori tutti tecnici ed esperti. Proviamo a diradare le nebbie della confusione, ma consentitemi una breve premessa introduttiva di carattere generale (deformazione professionale, spero perdonabile).
Le quantità con le quali trattiamo di solito hanno dimensioni, ma alcune sono adimensionate. Per esempio, probabilità, entropia, e ampiezza di un angolo sono adimensionati, mentre distanza tra due punti, area di una superficie, volume di un solido hanno dimensioni (rispettivamente di lunghezza, lunghezza al quadrato, e lunghezza al cubo). I valori delle quantità – sia adimensionate che dimensionate – possono essere espresse in varie unità. Per esempio, gli angoli in gradi o in radianti, le lunghezze in metri, pollici o loro multipli e sottomultipli, o in qualunque altra appropriata unità vi piaccia.
La cosa importante da osservare è che quantità che sono concettualmente ben diverse tra loro possono avere le stesse dimensioni, e quindi possono essere misurate con le stesse unità. Ad esempio, la temperatura (di solito misurata in gradi Celsius – con la C maiuscola – o in kelvin – con la k minuscola) ha le stesse dimensioni dell’energia (misurata, ad esempio, in kWh), ma nessuno vieta di misurare la temperatura in kWh e l’energia in kelvin: la cosa per lo più (ma non sempre) suona strana, ma è così. Naturalmente, la temperatura non è un’energia.
Un’altra cosa – più che altro d’importanza pratica – è che le unità che uno sceglie devono essere “comode”, ove la parola significa che il numero dichiarato deve essere facilmente intelligibile. Per dire: Roma dista da Milano 600 km lo capiamo al volo, ma se diciamo 600 milioni di millimetri lo afferriamo di meno. Il che spiega perché nei rapporti tecnici citati all’inizio scrivono che la potenza fotovoltaica installata è 24 GW e l’energia elettrica che l’Italia consuma in un anno è 325 TWh: i multipli usati – giga e tera – consentono l’uso di numeri “friendly”.
Ma cosa sono energia e potenza? Cosa è l’energia è una cosa complicata da spiegare – ha a che fare con una proprietà che assumiamo che abbia il tempo, che è la proprietà di essere uniforme – ma qui basta il concetto intuitivo che è nella mente di tutti e che attiene alla quantità di energia che viene trasferita (in particolare prodotta o consumata). La potenza è più facile da capire: è la quantità di energia che viene trasferita nell’unità di tempo. Per esempio, se una lampadina di 100 W sta accesa per 10 ore avrà consumato 100 W x 10 h=1000 Wh=1 kWh d’energia.
Allora, energia e potenza sono due cose che più diverse tra loro non si può immaginare. Confondere energia e potenza è come confondere il luogo ove vi trovate con la velocità alla quale vi state muovendo. Se dico «sto viaggiando da Roma a Milano e, in questo momento, mi trovo a 200 km da Roma e sto guidando guidando alla velocità di 110 km/h» capite bene che i numeri 200 e 110 non hanno alcuna relazione tra loro.
Torniamo ai nostri GW e GWh. Se per l’impianto di casa kW e kWh per potenza ed energia van bene, per un Paese bisogna passare ai giga, cioè ai GW per la potenza. E così la potenza fotovoltaica installata in Italia è 24 GW. E per l’energia? Sembrerebbe naturale il GWh. Siccome però quel che si vuol sapere è l’energia prodotta/consumata in un anno, l’unità più comoda che usano i tecnici è il TWh (ove, ricordo tera=1000 giga). Ma si può fare una cosa ancora più furba: anziché usare per l’unità d’energia il GWh (che è l’energia erogata/consumata da una potenza di 1 GW attivo per 1 h) si può invece usare il GW-anno, che è l’energia erogata/consumata da una potenza di 1 GW attivo per 1 anno!
Si osservi che siccome in un anno ci sono 24×365=8760 ore, allora 1 GW-anno=8760 GWh. La produzione da fotovoltaico italiano è allora non più 26000 GWh/anno ma è 3 GW-anno/anno, perché 26000/8760=3. Ma 3 GW-anno/anno altro non è che 3 GW!
Ohibò: abbiamo espresso la produzione d’energia in unità di potenza!Ma certo che sì: quel che interessa è la quantità d’energia in una unità di tempo (tipicamente l’anno) e, come detto sopra, energia/tempo=potenza. Anche GWh/anno è una unità di potenza, ma quanto mai confusa perché ha l’ora al numeratore e l’anno al denominatore. Lo stesso vale per i consumi d’energia: sono sempre riferiti ad un certo lasso di tempo, tipicamente l’anno. In definitiva: produzione e consumo d’energia sono espressi in unità di potenza e non in unità d’energia. Gli esperti usano il GWh/anno (o il TWh/anno), io che non sono un esperto uso il GW-anno/anno cioè… il GW. Guardate ora quanto è facile ragionare se si fa come dico io.
1. A differenza degli esperti, io dico: «I 24 GW installati in Italia producono quasi 3 GW d’energia elettrica». (Nota: perché 24 GW producono solo 3 GW? Beh, perché il sole non brilla sempre). Questo significa che per produrre 1 GW da FV bisogna installare 8 GW = 8 milioni di kW. Siccome lo Stato italiano paga €2400 per 1 kW di pannelli FV (articolo 119 della legge super-bonus 110%), lo Stato italiano sta spendendo €20 miliardi per impianti che producano 1 GW elettrico.
2. Il costo di una centrale nucleare con 4 reattori da 1.2 GW ciascuno è, chiavi in mano, inferiore a €20 miliardi. Ma quei 4.8 GW di nucleare installato producono, tipicamente, 4 GW. (Nota: perché 4.8 GW nucleare producono 4 GW? Beh, perché ogni tanto i reattori sono in manutenzione). Questo significa che i €20 miliardi, se impiegati nel FV producono 1 GW, ma nel nucleare producono 4 GW. E non basta: gli impianti FV funzionano, se va bene, 30 anni, quelli nucleare funzionano almeno per 60 anni.
3. Siccome in un anno ci sono quasi 9000 ore, i 3 GW prodotti col FV significano, in un anno, quasi 27.000 GWh, cioè 27 miliardi di kWh. Il kWh da FV è sovvenzionato, tipicamente con 30 centesimi, cioè ogni anno il FV si mangia, euro più euro meno, 8 miliardi delle nostre tasse. Il prodotto è sempre l’energia elettrica, ma chi la produce col FV si becca 8 miliardi l’anno in più (oltre al costo del chilowattora come da mercato). Otto miliardi che sono sottratti, per esempio, ai terremotati d’Amatrice.
4. A fronte di 12 GW installati di eolico, la produzione è dell’eolico è 21000 GWh/anno (dicono gli esperti) o, il che è lo stesso, 2.4 GW (dico io). Come dico io, però, valutate subito che per produrre 1 GW elettrico da eolico dovete installare 5 GW di impianti, cioè, a occhio e croce, 5000 pale da 1 MW, che a 1 milione di euro per pala fanno 5 miliardi. Insomma, per la produzione di 1 GW gli impianti eolici costano poco più dei nucleari. Quelli eolici, però, vivono 20 anni, quelli nucleari 60. E poi son 5000 pale! Comunque, certamente l’eolico è economicamente meno dannoso del FV.
5. A differenza degli esperti, io dico: «Il consumo elettrico italiano si attesta a 37 GW». Potete subito dedurre che servirebbero 37 reattori nucleari per soddisfare il 100% del nostro fabbisogno. Non è esattamente così, questo è un conto della serva, ma rende l’idea. Per essere precisi, di quei 37 GW consumati dal Paese, solo 28 GW sono richiesti sempre, H24. Allora, l’ideale è avere circa 28 GW nucleari e soddisfare il resto con carbone, idroelettrico e gas. Una più precisa analisi, che ora vi risparmio, è in grado di dire quale dovrebbe essere il giusto mix: 30-40% da nucleare, 30-40% da carbone, 15% da idroelettrico, meno del 10% da gas. Questo – che è il combustibile più caro che c’è – è da noi usato al 50%. Circostanza questa che, assieme alla sbornia da FV ed eolico, vi fa capire perché le nostre bollette elettriche sono alle stelle.
In conclusione. La potenza è energia erogata nell’unità di tempo e si misura in unità, naturalmente, di potenza, per esempio il GW. La potenza di un impianto (o di una lampadina) non è una potenza nel senso detto nella frase precedente, però è una caratteristica dell’impianto (o della lampadina) che si misura in unità di potenza. Il consumo o la produzione d’energia non sono una potenza nel senso detto, però, lo stesso, si misurano in unità di potenza. (Ricordate? La temperatura non è un’energia, ma ha dimensioni d’energia e in unità d’energia può misurarsi). Insomma, abbiamo tre cose diverse che però si misurano in unità di potenza. In particolare, rammentatelo, produzione e consumo d’energia sono sempre espresse in unità di potenza: se si usa il GW anziché il GWh/anno tutto è più semplice! Non lo fa nessuno, lo faccio solo io, ma tant’è.
Franco Battaglia, 11 ottobre 2022