Il mondo rischia di rimanere a corto di trasformatori di energia, e questo è un problema per la transizione energetica, ma non solo. Queste bizzarre scatole di metallo, che regolano il voltaggio di qualsiasi rete elettrica, sono sparse a migliaia in ogni Paese, e rappresentano a tutti gli effetti l’anello debole delle società moderne: la messa fuori uso anche solo di un trasformatore può causare black-out e malfunzionamenti importanti. Ma uno dei rischi maggiori viene dai cambiamenti climatici e dagli eventi estremi che ne conseguono, perché l’aumento delle catastrofi naturali porterà a una maggiore vulnerabilità dei trasformatori.

A sollevare la questione è Bloomberg, che all’incendio che il 20 marzo ha colpito l’aeroporto di Heathrow, a Londra, dedica la prima puntata della serie “Bottle bottlenecks” (“Colli di bottiglia). Le fiamme sono scoppiate da un trasformatore, da cui sarebbero usciti, prendendo fuoco, circa 25mila litri di olio refrigerante. L’incidente ha causato la cancellazione di oltre mille voli, un esempio perfetto delle problematiche che affronterà il mondo globalizzato in questa crisi elettrica.

Modulare l’energia

I trasformatori di energia non sono oggetto comuni. La loro principale funzione è di aumentare o poi diminuire la quantità di volt prodotti da una centrale elettrica. La corrente, quando viene prodotta da una turbina, viene moltiplicata dai trasformatori e poi incanalata tramite cavi di rame verso gli utenti finali. Prima che la corrente venga consumata, il voltaggio dell’energia elettrica deve essere prima “ridimensionato”. Per esempio in Europa nelle case si usa una corrente di 220V, ma sui tralicci ad alta tensione i volt sono moltissimi di più. Sono i trasformatori che appunto “trasformano” l’energia per renderla accessibile.

Pochi, cari, pesanti e molto vari

Il problema della scarsità della produzione dei trasformatori è distribuito su vari livelli. In prima battuta, i materiali. Le lastre di acciai “granulato” necessarie per creare il campo elettromagnetico che regola il voltaggio della corrente sono prodotte in pochi Paesi del mondo, e risultano difficili da trovare in poco tempo. La fabbricazione, nonostante la struttura dei trasformatori sia la stessa da più di un secolo, è molto complicata, con migliaia di componenti e una carenza sempre maggiore di personale specializzato. Inoltre, i trasformatori sono di qualsiasi forma e dimensione. Sono indispensabili sia per i caricatori dei cellulari che per le centrali fotovoltaiche. Secondo uno studio citato da Bloomberg, solo negli Stati uniti le varietà di piccoli trasformatori sono più di 80mila. Infine, i trasformatori sono pesanti: quello di una turbina eolica off-shore può pesare 300 tonnellate, per esempio.

Tutti questi fattori fanno sì che i trasformatori, soprattutto quelli di grandi dimensioni, siano pochi e prodotti su ordinazione, anche perché il loro costo è molto elevato e i loro tempi di consegna lunghi (tra i tre e i quattro anni).

Rinnovabili e insidie geopolitiche

Secondo Bloomberg la partita intorno ai convertitori di energia elettrica è ampia, e tocca diversi attori. La transizione alle rinnovabili ne è direttamente dipendente, perché l’abbandono dei combustibili fossili prevede un aumento dell’elettrificazione, e quindi dell’utilizzo di convertitori. La scarsità di trasformatori ha per esempio ritardato in Europa la consegna di nuovi impianti di produzione elettrica, e a questo ne è conseguito un aumento del costo dell’energia.

Per quanto riguarda i giochi di potere internazionali, mentre la Cina sta da anni implementando la produzione ed è ormai esportatrice, gli Stati uniti importano invece l’80% dei trasformatori di grande calibro, maggiormente da Canada e Messico. Un fattore di peso all’interno della guerra dei dazi scatenata dal presidente americano Donald Trump. Anche se le intenzioni del tycoon riguardo alla transizione energetica sono di aperta ostilità, la politica tecnologica statunitense si sta decisamente orientando verso lo sviluppo dell’intelligenza artificiale, una tecnologia altamente energivora.

Le soluzioni future

Sarà possibile superare questo “collo di bottiglia” con l’innovazione? La GE Vernova, un’azienda del settore citata nell’articolo di Bloomberg, sta tentando di ridurre le dimensioni e la versatilità dei trasformatori, per adattarli a molteplici esigenze e non dover crearne sempre di specifici per ogni comanda. Altre imprese stanno invece elaborando i cosiddetti “trasformatori allo stato solido”, capaci di comunicare tra loro per evitare che tutta la rete venga sovraccaricata nel caso del malfunzionamento di un solo elemento. Forse queste tecnologie si riveleranno vincenti in futuro. Ma intanto la tensione intorno al controllo della catena di produzione dei trasformatori si sta già alzando.

Copertina: Michael Pointner/unsplash