I Gobi: da deserto a Eden energetico per la Cina

Secondo i dati raccolti dagli scienziati cinesi e riportati da SCMP, la vasta distesa del  deserto dei Gobi e in altre aree desolate della Cina nord-occidentale sta prendendo forma una rete di produzione e trasmissione di energia elettrica “leader a livello mondiale”. L’impresa ingegneristica porta energia pulita e a basso costo nel cuore dell’industria manifatturiera cinese, innalzando il tenore di vita del paese e rafforzando la competitività della Cina nelle gare hi-tech come l’intelligenza artificiale.

Gli scienziati e gli ingegneri a capo di questa rivoluzione energetica stimano che l’attuale capacità installata per la produzione di energia nella Cina nord-occidentale sia di quasi 500 gigawatt. Se si aggiunge l’importante area del deserto del Gobi nella vicina Mongolia interna, la cifra sale a 600GW.

In confronto, tutte le centrali elettriche degli Stati Uniti produrranno circa 1.100GW alla fine del 2022, secondo la US Energy Information Administration.

Inoltre, più della metà di questi impianti energetici nel nord-ovest della Cina sono alimentati dalle forze della natura: l’energia eolica e solare. Nonostante l’imprevedibilità delle fonti rinnovabili, queste centrali verdi raggiungono un’efficienza di utilizzo media superiore al 95%, anche perché i deserti hanno questa caratteristica di essere assolati e praticamente privi di precipitazioni e con venti forti e costanti.

Secondo gli scienziati, finora nessun’altra grande rete elettrica regionale ha integrato senza problemi una porzione così consistente di energia rinnovabile, mantenendo tassi di utilizzo così elevati durante tutto l’anno. La Cina nord-occidentale comprende cinque province interne, tra cui lo Xinjiang. Con una superficie di oltre 3 milioni di chilometri quadrati, è un’area più grande dell’India e da tempo è considerata una delle regioni più sottosviluppate e impoverite della Cina.

Un ricco inferno

La regione del deserto dei Gobi è isolata, inospitale e lontana dal mare. Tuttavia, la regione è ricca di risorse naturali, tra cui petrolio, carbone e un’abbondanza di fonti di energia verde. È la fonte del 60% dell’energia solare cinese e di un terzo dell’energia eolica.
Già negli anni ’80 Qian Xuesen, uno scienziato aerospaziale che ha contribuito a fondare il Jet Propulsion Laboratory della Nasa e che in seguito ha promosso il programma spaziale cinese, immaginava di sfruttare le vaste risorse eoliche e solari del deserto del Gobi per alimentare la nazione. Sembrava poco più di una chimera, visti i limiti tecnologici dell’epoca.

Ma ora, “la rete elettrica del nord-ovest ha già dato vita a una fase iniziale di questo nuovo tipo di sistema energetico”, scrivono il professor Ma Xiaowei e il suo team della filiale nord-occidentale della State Grid Corporation of China e della Xian Jiaotong University in un articolo sottoposto a revisione paritaria pubblicato il mese scorso sulla rivista accademica cinese Power System and Clean Energy.

La capacità installata di energia rinnovabile nella regione ha raggiunto i 230GW, con la metà dell’elettricità trasmessa attraverso 10 linee di trasmissione a corrente continua ad altissima tensione verso le province costiere orientali densamente popolate. Queste linee elettriche si estendono per migliaia di chilometri, attraversando quasi la larghezza della Cina, rendendo la rete elettrica del nord-ovest “la rete elettrica regionale con la più forte capacità in uscita e la più grande scala al mondo”, hanno affermato Ma e i suoi colleghi nel loro articolo.

Per decenni, l’Unione Europea ha sfruttato la sua capacità economica, la sua densa popolazione e i suoi gruppi di difesa dell’ambiente per guidare la transizione verso l’energia verde e combattere il cambiamento climatico. Giganti globali come Siemens in Germania e Schneider Electric in Francia hanno promosso i progressi tecnologici e le competenze in questo settore. Ma dopo un attento confronto, il team di Ma ha scoperto che “la rete elettrica cinese del nord-ovest ha superato l’UE negli indicatori principali di utilizzo delle energie rinnovabili, raggiungendo livelli di supremazia a livello mondiale”.

Se tutti i deserti della Terra fossero ricoperti di pannelli solari e turbine eoliche, l’elettricità generata sarebbe superiore al fabbisogno umano attuale. Ma gli ostacoli ingegneristici hanno da tempo reso impraticabile questa visione: trasmettere grandi quantità di elettricità su grandi distanze è un obiettivo scoraggiante e le reti tradizionali non sono in grado di gestire le fluttuazioni selvagge dell’energia rinnovabile.

Idroelettrico e carbone per compensare la variabilità delle rinnovabili

Gli ingegneri cinesi hanno affrontato queste sfide e hanno imparato alcune lezioni dolorose. Nel 2014, secondo l’articolo di Ma, una turbina eolica ha innescato un sovraccarico di energia che ha percorso 400 km (248 miglia), causando la distruzione di un altro parco eolico.
La crescita esplosiva delle energie rinnovabili in Cina negli ultimi anni ha aggravato questi problemi.

Le variazioni della luce solare e del tempo possono causare fluttuazioni della capacità di alimentazione fino a 50 gigawatt in un solo giorno nella rete del nord-ovest – un divario equivalente alla potenza combinata di tutti i reattori nucleari in funzione in Francia. Il che, però costituisce un problema, perché bisogna compensare le uscite durante le ore notturne, per cui è necessaria una rete molto efficiente che connetta queste forniture con quelle continue e stabili.

Per affrontare questa sfida, la Cina ha costruito le linee di trasmissione ad alta tensione in corrente continua a lunga distanza più avanzate al mondo, riducendo efficacemente la perdita di energia durante la trasmissione a lunga distanza. Gli scienziati e gli ingegneri cinesi hanno anche incorporato l’intelligenza artificiale per poter prevedere la capacità di generazione fino a 10 giorni prima, analizzando grandi quantità di dati dei sensori. “In condizioni meteorologiche stabili, l’accuratezza della previsione è molto elevata”, ha scritto il team di Ma nel documento.

Le centrali a carbone sono state la principale forza stabilizzatrice della rete elettrica cinese, ma non sono più sufficienti nel nord-ovest a causa della rapida crescita dell’energia solare ed eolica. Per colmare questa lacuna, il governo cinese ha costruito centrali idroelettriche a monte del Fiume Giallo, che fungono da spina dorsale per la regolazione e l’accumulo di energia. Secondo il team di Ma, questi bacini non solo irrigano le regioni aride, ma tagliano anche quasi 20 miliardi di yuan (2,8 miliardi di dollari) di costi di regolazione della rete, offrendo enormi vantaggi economici ed ecologici.

Un’altra tecnologia fondamentale consiste nel raggiungere la complementarità tra le energie rinnovabili. Ciò richiede un sistema di rilevamento e controllo delle informazioni robusto e affidabile. Quasi la metà degli impianti di produzione di energia rinnovabile ha aderito a questo sistema di aiuto reciproco, ha dichiarato il team di Ma.

Un imprenditore dell’intelligenza artificiale di Pechino ha affermato che l’approvvigionamento energetico sarà fondamentale nell’incombente competizione per la forza nazionale tra Cina e Stati Uniti sulla AI che, come è noto, è estremamente energivora.