Quanto il caldo estremo sta mettendo a dura prova la rete elettrica: le cause dei blackout e i Paesi colpiti

L' intensa ondata di calore che sta interessando gran parte del continente europeo, associata dal marcato incremento della domanda di energia elettrica dovuta all'utilizzo diffuso di impianti di climatizzazione, sta sottoponendo le reti elettriche a condizioni di esercizio particolarmente gravose. Nelle ultime settimane, in diverse città italiane si sono infatti verificati eventi di blackout localizzati, ossia interruzioni temporanee della fornitura di elettricità. Pur trattandosi, nella maggior parte dei casi, di disservizi di breve durata, tali episodi evidenziano le criticità delle reti di distribuzione dell'energia elettrica che, durante i periodi caratterizzati da picchi eccezionali di domanda, possono operare in prossimità dei propri limiti di capacità, con conseguente incremento dei rischi di guasto o interruzioni del servizio. La domanda che in molti si pongono é semplice: perché durante le ondate di calore i blackout sono più frequenti? La risposta coinvolge diversi fenomeni che agiscono simultaneamente, sia sul piano fisico sia su quello infrastrutturale.

Quali sono le cause dei blackout?

Per comprendere le cause è  utile ricordare, in estrema sintesi, il percorso che l'energia elettrica compie per raggiungere le nostre abitazioni. Dopo essere stata prodotta, l'elettricità viene trasportata sulle lunghe distanze attraverso le reti di trasmissione ad alta tensione fino alle cabine primarie, dove la tensione viene ridotta ai livelli della rete di distribuzione (in media tensione). Da qui, mediante linee prevalentemente interrate, l'energia elettrica raggiunge le cabine secondarie che la trasformano in bassa tensione, per alimentare utenze domestiche e commerciali.

Durante un’ondata di calore, cavi ed altri componenti della rete operano in condizioni particolarmente gravose. Il passaggio di corrente elettrica genera perdite per effetto Joule, che si manifestano sotto forma di energia termica. In condizioni ambientali ordinarie, questo calore viene efficacemente dissipato verso l'esterno, consentendo alle apparecchiature di lavorare entro i limiti di progetto. Quando, invece, la temperature dell'aria o del terreno è già  molto elevata, la capacità di dissipazione si riduce e i componenti raggiungono rapidamente i propri limiti termici. Per evitare danni permanenti alle apparecchiature, entrano quindi in funzione i sistemi automatici di protezione, che possono disalimentare temporaneamente una porzione della rete, provocando un blackout localizzato. Ciò nonostante, la dilatazione termica dei materiali e l'eccessivo surriscaldamento dei componenti possono talvolta causare deformazioni, fessurazioni o guasti, compromettendo l'integrità delle infrastrutture. In questi casi, il ripristino del servizio richiede l'intervento del personale tecnico per la riparazione o la sostituzione delle apparecchiature danneggiate.

A questo fenomeno si aggiunge un secondo fattore determinante: il significativo incremento della domanda di energia elettrica. Nei giorni più caldi cresce, infatti, l'utilizzo di climatizzatori, sistemi di ventilazione e pompe di calore reversibili, determinando picchi di carico particolarmente elevati, sopratutto nelle ore centrali della giornata. L' aumento della corrente che percorre le linee accentua ulteriormente le perdite per effetto Joule e il conseguente riscaldamento di cavi e trasformatori, riducendo la capacità di trasporto e aumentando il rischio di sovraccarico. Anche in questo caso, i dispositivi di protezione possono intervenire per preservare l'integrità delle infrastrutture.

Nella maggior parte dei casi, il problema non riguarda la capacità nazionale di produzione o trasmissione dell'elettricità, bensì la rete di distribuzione locale, che rappresenta l'anello più vulnerabile dell'intero sistema elettrico. Gran parte delle infrastrutture di media e bassa tensione è stata progettata in un contesto caratterizzato da consumi sensibilmente inferiori, da un minore grado di elettrificazione e da flussi di energia prevalentemente unidirezionali, dalle grandi centrali verso i consumatori finali. Negli ultimi decenni lo scenario è profondamente cambiato. La crescente diffusione della climatizzazione e della generazione distribuita ha determinato un significativo incremento dei carichi e una gestione della rete molto più complessa del passato. Basti pensare che il consumo annuo di energia elettrica in Italia è passato da circa 115 TWh (terawattora) all'inizio degli anni Settanta, a oltre 300 TWh negli ultimi anni. Nei contesti urbani ad alta densità abitativa, dove la domanda di energia è fortemente concentrata, queste criticità risultano ancora più evidenti, rendendo le reti di distribuzione maggiormente esposte ai picchi di carico e agli effetti delle temperature esterne.

Quali sono i paesi più colpiti: l’aumento di domanda di elettricità

Le ondate di calore non rappresentano soltanto una minaccia per la salute pubblica, ma determinano anche un significativo incremento della domanda di energia elettrica, dovuto principalmente al maggiore utilizzo dei sistemi di climatizzazione. Per quantificare questo fenomeno, gli analisti di Compare the Market hanno esaminato cinque anni di dati relativi ai consumi elettrici, alle condizioni meteorologiche e alla popolazione dei principali paesi del mondo, con l'obiettivo di valutare in che misura le ondate di calore e il crescente utilizzo dei sistemi di climatizzazione incidano sul fabbisogno energetico. Lo studio ha preso in esame 85 paesi, responsabili complessivamente di circa il 90% dei consumi mondiali di elettricità, confrontando la domanda elettrica registrata durante il 10% dei mesi più caldi di ciascun paese con quella osservata nei periodi caratterizzati da temperature prossime alla media climatica.

I risultati mostrano che gli aumenti più marcati della domanda di elettricità durante le ondate di calore si registrano in Grecia, Montenegro, Turchia, Cina e Messico. Tra questi, la Grecia occupa il primo posto, con un incremento medio della domanda elettrica pari al 38,6% nei periodi caratterizzati da temperature eccezionalmente elevate. Tali incrementi rappresentano un importante fattore di stress per le infrastrutture elettriche, chiamate a sostenere carichi sensibilmente superiori rispetto alle normali condizioni di esercizio

Anche la Cina rientra tra i Paesi in cui le elevate temperature determinano un significativo aumento della domanda di energia, con possibili ripercussioni sull'affidabilità della rete elettrica. Su questo aspetto si è concentrato uno studio, che ha analizzato l'impatto delle ondate di calore sulla continuità del servizio elettrico nel Paese. I risultati evidenziano che gli episodi di caldo estremo determinano un aumento della frequenza delle interruzioni di corrente compreso tra il 3,9% e il 4%, mentre la loro durata aumenta dal 7,9% all'8,3%. Le proiezioni elaborate dai ricercatori indicano che, in assenza di adeguati interventi di adattamento e di potenziamento delle infrastrutture elettriche, il numero delle interruzioni di corrente in Cina potrebbe addirittura incrementare dal 5,2% al 12% entro il 2030 e dal 7,4% al 20,3% entro il 2050.

Quali misure si possono adottare

I blackout associati alle ondate di calore non costituiscono un fenomeno inevitabile, ma possono essere significativamente mitigati attraverso una strategia integrata che coinvolga istituzioni, autorità di regolazione, amministrazioni locali e operatori dell'intera filiera elettrica. Accanto al potenziamento e alla modernizzazione delle infrastrutture, assume un ruolo sempre più rilevante la gestione della domanda di energia elettrica. Favorire una maggiore flessibilità dei consumi, modulando o posticipando temporaneamente quelli non essenziali durante le ore di massimo carico, consentirebbe di attenuare i picchi di domanda e di ridurre il rischio di sovraccarichi della rete. A questo si affiancano interventi di efficientamento energetico e campagne di sensibilizzazione rivolte a cittadini e imprese, con l'obiettivo di promuovere un utilizzo più consapevole dell'elettricità nei periodi caratterizzati da temperature particolarmente elevate. L'integrazione di queste misure rappresenta una delle principali leve per rafforzare la resilienza del sistema elettrico, rendendolo più capace di affrontare gli effetti meteorologici estremi che, in un contesto storico di cambiamento climatico, sono destinati a diventare sempre più frequenti e intensi.

Come i blackout influenzano le condizioni di salute: lo studio dell'University of Michigan

Quando un’interruzione della rete elettrica si verifica durante un’ondata di calore, il rischio per la salute della popolazione può aumentare in modo significativo. In assenza di elettricità, infatti, vengono meno sistemi essenziali come la climatizzazione degli edifici, con la conseguente rapida crescita delle temperature negli ambienti interni. In queste condizioni, l'esposizione combinata al caldo estremo, sia all'aperto sia all'interno delle abitazioni, può raggiungere livelli critici.

Questa dinamica è stata analizzata in uno  studio condotto da ricercatori del Georgia Institute of Technology e dell'University of Michigan, che hanno sviluppato un modello per valutare il rischio di esposizione al calore estremo in scenari caratterizzati dalla concomitanza di ondate di calore e blackout elettrici. La simulazione ha coinvolto circa 2,8 milioni di residenti di tre grandi aree urbane statunitensi – Atlanta, Detroit e Phoenix – rappresentative di differenti condizioni climatiche e infrastrutturali. I risultati mostrano che, in presenza di questi eventi combinati, una quota compresa tra il 68% e il 100% della popolazione urbana potrebbe essere esposta a un rischio elevato di malattie correlate al calore, incluso il colpo di calore, evidenziando come la resilienza delle infrastrutture elettriche rappresenti un elemento fondamentale per la tutela della salute pubblica in un clima sempre più caldo.

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