Il Caldo è Nemico della Produzione Energetica

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Il caldo estivo impatta negativamente su quasi tutti i sistemi di produzione energetica.

Durante i mesi estivi, aumenta la domanda di energia elettrica, spesso per il condizionamento degli edifici, purtroppo però il caldo che complica la vita delle persone, ha anche effetti negativi sulla produzione energetica. Nell’estate del 2026, i telegiornali hanno infatti riportato più volte che diverse centrali nucleari europee hanno dovuto ridurre la loro produzione per problemi legati al caldo. Ciò che molti organi di stampa omettono di dire però, è che questi problemi non interessano solo le centrali nucleari, ma anche altri tipi di produzione energetica, rinnovabili incluse.

Alcuni problemi causati dal calore sono insiti nel processo di produzione energetica, altri invece sono di natura ambientale. In questo articolo analizzeremo quali metodi di produzione energetica sono colpiti dal calore troppo elevato ed in che modo.

Energia nucleare

La Francia genera circa il 70% della propria elettricità tramite centrali nucleari. Ragione per cui questo paese è potenzialmente vulnerabile agli effetti negativi delle ondate di calore. Durante l’ondata di caldo di luglio 2026, 8 dei 57 reattori nucleari francesi sono stati spenti e altri hanno dovuto ridurre la potenza, causando un calo di quasi il 9% nella produzione energetica. Non si tratta di un problema nuovo: dal 2003 la Francia ha registrato riduzioni nella produzione nucleare a causa delle ondate di calore in 7 occasioni diverse.

Non si tratta di un fenomeno limitato solamente al nucleare francese: nell’estate 2026 la poca portata d’acqua del Danubio ha impattato negativamente sui reattori nucleari di Romania e Ungheria. Anche in Svizzera, un reattore nucleare è stato chiuso a causa delle elevate temperature del fiume da cui preleva e rilascia acqua.

Come spiega Henry Preston, portavoce della World Nuclear Association, il vero fattore di rischio per le centrali nucleari che utilizzano l’acqua dei fiumi per raffreddare i propri reattori, è la siccità, ancor più che l’aumento delle temperature delle acque. In condizioni di aridità continue, la scarsità d’acqua e i volumi ridotti dei corsi d’acqua non consentono un raffreddamento efficace. Ad aggravare il problema è anche il fatto che le ondate siccitose non si risolvono da un giorno all’altro, ma possono protrarsi per giorni o settimane. Con l’interruzione del funzionamento dei reattori presenti in Ungheria e Romania, fino al 40% della capacità nucleare dell’Europa sud-orientale è andata temporaneamente fuori uso. La situazione può diventare critica in quei paesi che dipendono da un unico impianto: la sola centrale rumena di Cernavodă, ad esempio, copre il 20% del fabbisogno elettrico nazionale.

Il vero problema non è il calore, ma la siccità.

L’impatto dell’aumento delle temperature dell’acqua sulla resa della fissione è di per sé contenuto. Se anche si verificasse un rialzo drastico di 15 °C dell’acqua di raffreddamento, un grande reattore avrebbe una perdita di potenza pari a circa il 6%. In questi casi le centrali vengono fermate per rispettare le normative a tutela degli ecosistemi, piuttosto che per una limitazione tecnologica. L’acqua che le centrali reimmettono nei corsi d’acqua è solitamente di qualche grado superiore rispetto a quando è prelevata. La legge quindi fissa dei valori massimi alla temperatura degli scarichi con lo scopo di tutelare l’ambiente fluviale. Spegnere o depotenziare un reattore durante un’ondata di caldo è diventata la prassi automatica e preventiva allo scopo di rispettare le normative ambientali. Non si tratta di un guasto o un malfunzionamento che può portare a rischi per la centrale o le persone che vivono vicino ad essa.

Per ridurre al minimo l’impatto delle ondate di calore sulla sicurezza energetica e sui costi, i governi e le aziende del settore nucleare stanno valutando diverse soluzioni. Ad esempio, l’operatore francese di centrali nucleari (EDF) sta valutando l’installazione di torri di raffreddamento aggiuntive per i propri siti più esposti agli effetti del riscaldamento climatico.

Centrali a Gas

Innanzitutto è doveroso fare una premessa: una centrale a gas non brucia unicamente gas, ma una miscela tra aria che viene aspirata direttamente dall’ambiente (comburente) e gas (combustibile). Il gas è solitamente considerato una fonte estremamente flessibile e pronta all’uso nei momenti di picco. Tuttavia anche questa risorsa non rinnovabile subisce lo stress termico ed è soggetta a cali di rendimento. Un ambiente troppo caldo impatta in maniera diretta sulla resa delle turbine: a una temperatura di 40 °C, una centrale a gas può registrare un calo del 13% della capacità erogabile e del 7% dell’efficienza rispetto a quando funziona a 20 °C, secondo Electric Insights.

Per spiegare questo fenomeno ci viene in aiuto la fisica: l’aria calda è meno densa di quella fredda ed occupa più volume rispetto ad essa. Se l’aria è calda (e quindi meno densa), contiene meno massa d’ossigeno per unità di volume, riducendo la quantità di comburente che può bruciare insieme al gas in modo efficiente, erogando così meno potenza.

Oltre ad una minore efficienza dovuta al calore dell’aria, le centrali termoelettriche a gas hanno lo stesso problema citato prima nelle centrali nucleari: l’acqua. Le centrali a gas utilizzano i corsi d’acqua con le stesse modalità delle centrali nucleari. E proprio come queste devono rispettare limiti di temperatura per poter rimettere l’acqua nell’ambiente.

Il caldo elevato danneggia anche la produzione energetica eolica

Il caldo ha un impatto indiretto, ma significativo, anche sulla produzione di energia eolica. Le ondate di calore si presentano quasi sempre insieme a sistemi di alta pressione prolungati, durante i quali c’è la quasi totale assenza di vento. Nel mondo, la produzione eolica può subire cali compresi tra il 30% e il 50% durante le ondate di calore. Come se minore vento non fosse già un problema, bisogna anche considerare il fatto che l’aria calda è meno densa rispetto all’aria fredda. Ciò significa che l’aria calda trasporta meno energia cinetica da trasferire alle pale. A parità di velocità del vento, più questo è caldo meno velocemente fa girare le pale eoliche.

Nonostante questi problemi, generalmente gli operatori di rete non considerano questa flessione un motivo di preoccupazione grave. Questo è dovuto al fatto che sono al corrente che la produzione eolica è strutturalmente più bassa nei mesi estivi ed è progettata perché le sue carenze dovrebbero essere bilanciate e integrate dall’aumento della produzione di energia solare. La produzione di energia eolica segue modelli stagionali consolidati (si genera meno energia in estate che in inverno) oltre ad essere progettata per essere complementare con altre tecnologie rinnovabili, come il solare fotovoltaico.

Solare fotovoltaico

Contrariamente a quanto molti credono, il caldo danneggia anche la produzione energetica del solare fotovoltaico. Il funzionamento dei pannelli fotovoltaici infatti dipende dalla luce del Sole, non dal suo calore. Come avevamo già spiegato in questo articolo le alte temperature riducono l’efficienza dei pannelli. Nei giorni particolarmente torridi la superficie di un pannello può raggiungere temperature vicine ai 70 °C. In queste condizioni una parte dell’energia solare non riesce più a trasformarsi in elettricità con la stessa efficienza.

La minore efficienza di conversione non è però grave come lo è ad esempio per l’eolico. Diversi modelli di pannello possiedono diversi coefficienti di temperatura, ma nei moduli moderni la diminuzione dell’efficienza è generalmente compresa tra lo 0,3% e lo 0,5% per ogni grado oltre i 25 °C di riferimento. Questa temperatura però non si riferisce a quella ambientale, bensì a quella della cella fotovoltaica. Significa che a una temperatura ambientale di 30° C, dove un pannello raggiunge approssimativamente i 60° C, la sua capacità di conversione energetica può scendere di circa il 12-13%.

Tuttavia, il caldo estremo si verifica prevalentemente in estate, la minore efficienza di conversione è quindi compensata dalle maggiori ore di irraggiamento solare. Di fatto, l’energia solare è più resiliente rispetto alle altre fonti energetiche durante le ondate di calore e, entro certi limiti, riesce a mantenere delle rese costanti.

Uno dei pregi dell’energia solare fotovoltaica è l’allineamento temporale dei consumi con i suoi picchi di produzione. La curva di massima produzione diurna coincide esattamente con il picco di domanda elettrica dovuto alla necessità di climatizzazione ambientale.

Le ondate di calore sono il peggior nemico delle centrali idroelettriche

Come nel caso di centrali nucleari e a gas, anche per le centrali idroelettriche non è il caldo in sé che compromette la produzione energetica, ma la siccità. Le ondate di calore coincidono con periodi di siccità prolungata durante i quali la portata dei fiumi cala drasticamente. Durante l’estate 2026, la portata dei fiumi europea è scesa anche sotto il 50% ed in molti casi ha fatto registrare i minimi storici.

In queste condizioni, le centrali idroelettriche ad acqua fluente, cioè che sfruttano direttamente i fiumi, non riescono a lavorare con efficienza, arrivando in alcuni casi anche a cessare completamente la produzione elettrica. Un esempio emblematico è quello della centrale idroelettrica di Isola Serafini, sul fiume Po: tra la fine di luglio e agosto 2026, questa centrale ha subito un arresto completo a causa della scarsa portata del fiume.

Seppure in maniera minore, sono colpite anche le centrali che sfruttano grandi bacini o a circolo chiuso. Queste sono infatti colpite dalla naturale perdita dei cicli d’acqua, dalla maggiore evaporazione dovuta al caldo, da minori apporti d’acqua e soprattutto dal dover rilasciare l’acqua per far fronte alle necessità di uso civile e al deflusso ecologico dei fiumi.

 

La produzione di energia idroelettrica italiana, nei 3 mesi estivi del 2026, ha sofferto cali significativi, con flessioni superiori al 30-40% durante le fasi di picco siccitoso rispetto alle medie storiche.

 

Il caldo non danneggia solo la produzione energetica, ma anche l’accumulo di energia.

I sistemi di accumulo, che ora sono principalmente costituiti da batterie a ioni di litio, sono considerati la riserva notturna dell’energia prodotta durante il giorno. Questi permettono infatti di immagazzinare il surplus di energia (solitamente solare) generato durante la giornata, perché possa essere utilizzato durante la sera, quando il sole è ormai tramontato ma la richiesta di elettricità è ancora alta.

Purtroppo però, anche le batterie soffrono lo stress termico dovuto alle ondate di calore. Il caldo eccessivo richiede più lavoro dei sistemi di raffreddamento integrati, con annesso consumo energetico, e può accelerare il degrado delle celle.

Analogamente, come spiegato poc’anzi, i sistemi di accumulo idroelettrico tramite pompaggio risentono negativamente dei periodi di siccità. La più grande centrale idroelettrica d’Italia, l’impianto Luigi Einaudi di Entraque, è un’enorme batteria che pompa acqua durante il giorno nei 3 laghi che la alimentano, per poi utilizzarla durante la notte per produrre energia. La grandezza dei suoi invasi (42 milioni di metri cubi complessivi) protegge l’impianto dai picchi di secca immediati. Ma durante l’estate 2026 anche questo gigante non è stato immune da cali di produzione dovuti alla scarsità d’acqua.

Conseguenze e soluzioni

Se l’ondata di caldo è prolungata e diffusa, la perdita contemporanea di efficienza su molti impianti può costringere i gestori di rete ad attivare centrali di riserva. Solitamente queste operazioni sono costose e inquinanti. Le centrali di backup infatti sono solitamente vecchie centrali a carbone o a gas meno efficienti. Impianti di questo tipo hanno il doppio difetto non solo di far aumentare i costi dell’energia, ma anche di aggravare le ondate di caldo. Trattandosi di centrali termiche che utilizzano fonti non rinnovabili, queste emettono grosse quantità di CO2. Oltre al fatto, in alcuni casi, di avere esse stesse il difetto di essere vulnerabili al calore eccessivo del periodo per le ragioni spiegate in precedenza. Per scongiurare questi scenari e altri ancora peggiori, è necessario arginare il problema prima che questo si presenti.

La soluzione è quindi elaborare 3 strategie fondamentali: gestione integrata delle risorse idriche, adattamento delle infrastrutture esistenti e diversificazione geografica e tecnologica.

Dato che nella maggior parte dei casi ciò che danneggia la produzione energetica è la siccità, investire in piani nazionali volti a combattere la scarsità d’acqua può aiutare a prevenire anche le emergenze energetiche.

Le centrali costruite molti decenni fa erano state progettate considerando un ambiente molto diverso da quello attuale, con fiumi le cui portate erano maggiori anche nei periodi più caldi. Nella progettazione e scelta dei siti dove costruire i nuovi impianti, si deve tenere conto di un ambiente in cui l’acqua dolce può essere sempre più scarsa. Le centrali nucleari situate sulla costa, che utilizzano l’acqua di mare per il raffreddamento, non soffrono i problemi legati alla portata dei fiumi. Tuttavia, nemmeno i siti marini sono del tutto immuni agli effetti del calore: l’innalzamento della temperatura dei mari può favorire la proliferazione eccezionale di meduse o alghe, che rischiano di ostruire le prese d’acqua di raffreddamento (come avvenuto nel sito francese di Gravelines), costringendo gli impianti a lavorare a potenza ridotta o fermarsi temporaneamente.

Le nuove tecnologie nascono e si sviluppano proprio per risolvere i problemi e le sfide climatiche. Pannelli fotovoltaici di nuova generazione meno affetti dal calore, pale eoliche in grado di generare corrente anche con minore vento, e batterie al sodio e batterie a flusso, non solo non patiscono il calore, ma lavorano meglio in un ambiente molto caldo.

Caldo estremo e siccità ormai non si possono più considerare delle emergenze occasionali, ma variabili strutturali di cui il sistema energetico deve tenere conto. Il calore è un nemico trasversale di tutti i tipi di produzione energetica. Prenderne atto è il primo passo per progettare reti più resilienti, trascinando la transizione energetica fuori dalla logica dell’emergenza estiva.

Fonti: https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-nuclear-gas-wind-and-solar-power-are-affected-during-heatwaves