Critiche all'attuale mercato elettrico, incoerenza e prospettive per le energie rinnovabili

[Sebastian L]

Buongiorno,

Volevo scrivere un lungo articolo sul mercato elettrico europeo, la sua mancanza di coerenza in termini di energia rinnovabile, in particolare sull'assenza di un modello economico per lo stoccaggio dell'energia, assolutamente necessario se vogliamo seriamente fare rinnovabile!
Ho quindi presentato una proposta per uno stato di "batteria distribuita virtuale", spiegando cosa sarebbe cambiato.
Per esporre un caso concreto e applicato ho svelato una prospettiva tecnica di accumulo termico di massa attorno a un nuovo complesso nucleare da costruire per dimostrare che è altamente probabile che questo sia il futuro della controllata.

se parlo di nucleare è solo perché è in grado di realizzare una batteria ultra efficiente per gli ENR.
Ciò è dovuto essenzialmente al fatto che una centrale nucleare ha una scarsa efficienza energetica primaria, 34%, che può essere notevolmente migliorata con accumuli termici riscaldati da energie rinnovabili, quindi grazie ad un aumento dell'efficienza primaria mediante un aumento della temperatura della sorgente calda, possiamo ripristinare tutti gli ENR che sono stati iniettati nel riscaldamento dell'accumulo, il che non è davvero banale!

Questa è una riflessione importante da fare, in fretta, prima che inizino i nuovi siti nucleari!
È decisivo per lo sviluppo delle energie rinnovabili ma anche per la redditività del nucleare avere sicurezza


Unico inconveniente, è molto tecnico, sicuramente noioso da leggere e inoltre scrivo male non ho fatto una lettera di bac quindi sta a te vedere, in ogni caso c'è qualcosa per sorprendere più di uno con la mia visione della transizione energetica!

https://medium.com/@nonoceb/paradoxe-du-marché-de-lelectricité-europeen-b8c2eceb0dfb

L'articolo può ancora essere modificato per avere, tra l'altro, una prospettiva fisicamente ed economicamente realistica.
Tuttavia tecnicamente credo che sia stabile e che non si muoverà fondamentalmente.

Buona lettura!
Sebastien

[sicetaitsimple]

se parlo di nucleare è solo perché è in grado di realizzare una batteria ultra efficiente per gli ENR. 
Sebastien

Mio Dio!
Ho letto il tuo articolo.
Al di là del fatto che è tecnicamente impossibile far funzionare una turbina in un tale intervallo di temperatura, hai appena calcolato il volume di accumulo che sarebbe necessario per passare da una potenza di 1000 MW (nucleare puro) a una potenza di 1600 MW (nucleare + accumulo) , questo 24/24? Quale accumulo verrebbe riscaldato con energia elettrica rinnovabile, per poi essere riconvertito in energia elettrica con un rendimento dal 30 al 40%? Con quale elettricità rinnovabile, prodotta quando?

Beh...penso che tu stia sognando, e non ne sai molto. Scusate.

[Sebastian L]

Ciao sicetaitsimple

Grazie prima di tutto per il tuo interesse, entriamo direttamente negli argomenti solitamente divisivi ed è tecnicamente complicato.

Per quanto riguarda ciò che è possibile raggiungere nella temperatura delle sorgenti termali di vapore ho scelto un valore abbastanza realistico di 500°c, alcune turbine a vapore per centrali a carbone funzionano a 550°c. Infatti, la limitazione della temperatura deriva essenzialmente dalla capacità di non ossidare il metallo utilizzato dalla turbina e riguarda solo lo stadio di alta pressione.
Per gli stadi a bassa pressione la limitazione deriva dalla forza centrifuga sulle ultime pale di espansione a bassissima pressione, siamo addirittura passati dalla turbina a 3000rpm a 1500rpm per rispettare questo limite nonostante i maggiori costi di realizzazione del generatore AC che è più pesante e costoso di la versione 3000rpm.

Qui si parla addirittura di turbina acqua-vapore a 610°c https://www.tlv.com/global/FR/steam-the ... steam.html

Per quanto riguarda il volume di accumulo termico, sì il calcolo è stato fatto l'ordine di grandezza è di dieci GWh nel breve periodo 24H-48H, non c'è differenza tra un input di energia elettrica ENR o un input di energia elettrica di origine nucleare. Ciò consente anche un'enorme potenza di ritaglio della centrale nucleare in situazioni in cui l'energia rinnovabile supera la domanda.
Ovviamente la scarica dell'accumulo non è h24, ci sono fasi di carica e fasi di scarica, ma la genialità è che è tecnicamente possibile ripristinare tutta l'energia elettrica immagazzinata migliorando l'efficienza nucleare durante la scarica, in questa fase usiamo meglio l'energia termica nucleare e questo compensa le perdite del ciclo a vapore del destocking... Devi guardarlo bene, so che è complicato

[Obamot]

Ciao e benvenuto Sebastiano,

Non offenderti per le reazioni feroci di alcuni membri (conosciuti qui per questo e che spesso contano per crema), e grazie per aver accettato il gioco del confronto di idee con il tuo approccio originale e il suo aspetto inventivo.

Se capiamo bene e se estendiamo la tua idea, perché non installare siti di accumulo di calore, per realizzare ad es. un nuovo tipo di WWTP — vale a dire stazioni di trasferimento di energia con pompaggio (in questo caso pompaggio di calore durante le ore non di punta — e annesse alle centrali con turbine aggiuntive dedicate, e renderebbe chiaramente possibile aumentare (o addirittura raddoppiare?) la loro capacità di rispondere al fattore di carico della rete, e quindi aumentare la flotta di produzione di energie rinnovabili... (in proporzione)

Per i calcoli, verrà trovato l'optimum! Cosa importa! Ma l'idea è molto buona, grazie alla sua vicinanza ad una fonte di calore, capiamo subito perché... E perché non inserire nella stessa prospettiva anche l'accumulo geotermico?

Ci si chiede addirittura perché l'idea non sarebbe già stata concretizzata? Forse a causa della storica opposizione tra nuke VS EnR...?

[Sebastian L]

Ho appena fatto un calcolo più preciso dell'efficienza elettrica dell'accumulo termico-recupero, è dell'88.6%

Da vapore saturo 70bar 285.80°c 
Entalpia specifica dell'acqua liquida 1267.48 kj/kg 
Entalpia specifica del vapore 2773.51kj/kg 
Calore latente di vaporizzazione 1506.03kj 
Calore specifico 5.0348kj/kg
il vapore a 70bar a 500°C ha un'entalpia di 3411.4kj/kg, quindi dobbiamo aggiungere 638kj/kg su un totale di 3411kj/kg = 18.7% di calore surriscaldato.
Potenza primaria per 1 GW a n=34% = 2.94 GW
Potenza primaria per 1.6 GW a n=44.2% = 3.62 GW
Potenza surriscaldamento 3.62 Gw x 18.7% = 0.677 GW
Potenza del reattore 3.62 Gw x 81.3% = 2.94 GW
Quindi abbiamo un'efficienza complessiva di scarico termico (escluse le perdite dissipative del serbatoio HT) verso l'elettricità di 600MW/677MW = 88.6%
Se c'è, sarà ancora meglio, poiché ci saranno meno travasi da riciclare grazie al vapore veramente secco all'inizio del ciclo.

[Sebastian L]

Se calcoliamo l'aumento del volume di vapore surriscaldato a 70bar con PV = nRT, cioè un rapporto di 773K/558K ovvero il 38.5% in più di lavoro disponibile alla turbina, immettendo il 18.7% di energia surriscaldata.
Sappiamo anche che l'efficienza effettiva della turbina a vapore è del 34% a 285°C, ma è difficile stimare con precisione l'efficienza a 500°C surriscaldata.

Possiamo calcolare il rapporto delle rese di Carnot ai 2 punti di temperatura calda:
1-323/558=42%
1-323/773=58%
Ovvero un rapporto di aumento dell'efficienza del 38%, valore che corrisponde all'aumento del volume del vapore nel gas perfetto. Logica.
Possiamo quindi stimare approssimativamente il nuovo rendimento a 0.34 x 1.38 = 46.9% e rifare il bilancio:

Potenza primaria per 1.6 GW elettrici a n=46.9% = 3.426 GW
Potenza surriscaldamento 3.426 Gw x 18.7% = 0.64 GW
Potenza del reattore 3.426 Gw x 81.3% = 2.785 GW

Quindi, se in precedenza abbiamo iniettato 640 MW nell'accumulo termico, recuperiamo 600 MW, ovvero un'efficienza di accumulo del 93.75%, che è uff

[sicetaitsimple]

Dalla turbina a geometria variabile.....

Se ho capito bene la turbina si usa:
- a 70bar e 286°C per 1000MW in modalità ""solo nucleare"
- a 70bar e 500°C per 1600MW in modalità "nucleare + destoccaggio"
Quale scenario? Diciamo il 90% delle volte solo in modalità nucleare e il 10% delle volte per il resto?

Quello che non va è che la turbina e il resto del ciclo acqua-vapore dovranno essere dimensionati per le condizioni più elevate, cioè 500°C e 1600MW.
Quindi, quando gli mandi vapore a 70bar 286°C, la turbina sarà completamente disadattata e funzionerà con scarsa efficienza (rispetto al 34% di efficienza del ciclo di cui parli per una turbina adattata a valori di 70bar 286° VS). Questo solo sotto l'aspetto termodinamico, dovrebbe comunque funzionare nel tempo.
Degrado significativo il 90% delle volte, per il 10% delle volte andrà un po' meglio.
Salvo inventare la turbina da 1600MW a geometria variabile....

[Obamot]

Non ti ho modestamente suggerito una turbina dedicata?
È così difficile argomentare in senso costruttivo/inventivo/positivo, facendo tecnica 'al servizio di idee e obiettivi' (per quanto è ovvio sui propri limiti) e non un po' sistematicamente contro di loro?

[sicetaitsimple]

Non ti ho modestamente suggerito una turbina dedicata?

Bah, modestamente, se si va su una turbina dedicata, si ripiega sull'efficienza classica di un ciclo acqua-vapore a temperatura/pressione abbastanza usuale, diciamo tra il 35 e il 40% di efficienza.
Ma come hai giustamente detto poco sopra, la vera domanda è "Ci si chiede addirittura perché l'idea non sarebbe già stata concretizzata? "
È un mistero....

[Obamot]

Ebbene sì, immagazzinare energia per sfasamento, sotto forma di calore, è fatto e funziona!

Non ci costringerai all'ennesimo sillogismo!
[se non l'ha fatto "Allora va bene QUELLO]:"
(bla bla bla)

Non stai rispondendo in fondo al mio post, poiché NON stai facendo alcuno sforzo per essere COSTRUTTIVO (ho anche suggerito di abbinarlo all'energia geotermica* ed esiste sotto il concetto CCF => accoppiamento forza-calore => produce contemporaneamente calore ed elettricità. È quindi solo quando ci hanno pensato che il concetto di cogenerazione deve essere esteso/adattato...
(anche se non è esattamente quello che pensavamo fino ad allora) saluto lo "sforzo inventivo" espresso da Sébastien.


*) Cosa sai? forse in tempi di abbondanza i designer non ci hanno pensato o per una questione di costi. Mentre oggi è necessario trovare altre soluzioni nel mix energetico disponibile?