I grandi progetti idroelettrici convenzionali forniscono attualmente la maggior parte della produzione di energia elettrica rinnovabile a livello mondiale. Con circa 1.170 gigawatt (GW) di capacità globale, l’energia idroelettrica ha prodotto circa 4.370 terawattora (TWh) dei circa 26.000 TWh di elettricità globale totale nel 2020.
I costi operativi dell’energia idroelettrica sono relativamente bassi e l’energia idroelettrica genera poche o nessuna emissione di gas serra. Il principale impatto ambientale è che una diga per creare un bacino idrico o deviare l’acqua verso una centrale idroelettrica modifica l’ecosistema e le caratteristiche fisiche del fiume.
L’energia idrica cattura l’energia dell’acqua corrente in fiumi, torrenti e onde per generare elettricità. Le centrali idroelettriche convenzionali possono essere costruite nei fiumi senza invasi d’acqua (note come unità “ad acqua fluente”) o in combinazione con bacini di stoccaggio dell’acqua, che può essere utilizzata in base alle necessità. Mentre l’acqua scorre a valle, viene incanalata attraverso una condotta o un’altra struttura di presa in una diga (condotta forzata). L’acqua che scorre fa girare le pale di una turbina, generando elettricità nella centrale, situata alla base della diga.
Altre centrali idroelettriche
I piccoli progetti idroelettrici, generalmente inferiori a 10 megawatt (MW), e i microidroelettrici (inferiori a 1 MW) sono meno costosi da realizzare e hanno un impatto ambientale inferiore rispetto ai grandi progetti idroelettrici convenzionali. Nel 2019, la quantità totale di piccoli impianti idroelettrici installati a livello mondiale era di 78 GW. La Cina deteneva la quota maggiore, pari al 54%. Cina, Italia, Giappone, Norvegia e Stati Uniti sono i primi cinque paesi con il più piccolo impianto idroelettrico per capacità installata. Molti paesi hanno obiettivi in materia di energie rinnovabili che includono lo sviluppo di progetti di piccole centrali idroelettriche.
L’energia idrocinetica, che comprende l’energia delle onde e delle maree, è una forma di energia idroelettrica non convenzionale che cattura l’energia dalle onde o dalle correnti e non richiede la costruzione di dighe. Queste tecnologie sono in diverse fasi di ricerca, sviluppo e implementazione. Nel 2011, è entrata in funzione una centrale mareomotrice da 254 MW in Corea del Sud, raddoppiando la capacità globale a 527 MW. Alla fine del 2018, la capacità globale era di circa 532 MW.
L’idroelettrico a basso salto è una fonte di energia idrocinetica disponibile in commercio, utilizzata nelle aree agricole da oltre 100 anni. Generalmente, la capacità di questi dispositivi è ridotta, compresa tra 1 kW e 250 kW.
Le centrali idroelettriche ad accumulo utilizzano elettricità a basso costo (tipicamente durante la notte, durante i periodi di bassa domanda) per pompare acqua da un bacino di accumulo più in basso a un bacino di accumulo situato sopra la centrale, per un utilizzo successivo durante i periodi di picco della domanda elettrica. Sebbene economicamente sostenibile, questa strategia non è considerata rinnovabile poiché consuma più elettricità di quanta ne generi.
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