Cablaggio interrato nella rete ad altissima tensione

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1 Cablaggio interrato nella rete ad altissima tensione Nuove tecnologie nella costruzione delle linee Per un futuro dell energia sostenibile in Svizzera servono la modernizzazione e l ampliamento dell infrastruttura. Vi rientrano in particolare le linee ad altissima tensione per le quali attualmente prevalgono le linee aeree. L utilizzo di cavi interrati nella rete di trasmissione è relativamente nuovo. Le linee aeree e i cavi interrati hanno sia vantaggi sia svantaggi in relazione a progettazione, costruzione ed esercizio e manutenzione. Di conseguenza, per ogni progetto di costruzione della rete, Swissgrid deve verificare con attenzione sia la variante con linee aeree sia quella con cavi interrati. I risultati di tali verifiche servono agli organi competenti come base per le decisioni relative ai corridoi e alle tecnologie. Basi per soluzioni ampiamente accettate Poiché ogni situazione di partenza è diversa, sulla base dello «Schema di valutazione per le linee di trasmissione» vengono costantemente analizzati i fattori sviluppo territoriale e ambiente, così come aspetti tecnici ed economici. I progetti di costruzione delle reti sono quindi molto impegnativi, complessi e costosi. La ricerca di soluzioni ampiamente accettate è un gioco di equilibrio, poiché vanno conciliati molti aspetti e interessi diversi. Nell ambito della procedura ordinaria vengono tempestivamente coinvolti nel dialogo i cantoni e i comuni interessati, le associazioni ambientali e i gruppi di interesse. LA RETE DI TRASMISSIONE 6700 km linee aeree 8 km cavi interrati La percentuale di cavi interrati nella rete di trasmissione di Swissgrid è inferiore all 1 % (situazione al 2016). La distanza tra Berna e Washington D.C. corrisponde alla lunghezza della rete svizzera di trasmissione. Cavo per l altissima tensione 15 cm diametro Moneta da 5 franchi 3 cm diametro Il diametro di un cavo per l altissima tensione da 380 kv ( mm²) corrisponde a 5 volte il diametro di una moneta da 5 franchi. 60 t Il peso di una bobina per cavi corrisponde a un camion e mezzo. 40 t

2 Panoramica sul cablaggio interrato 2 Costruzione tracciati L utilizzo e l esercizio di cavi interrati nella rete di trasmissione sono complessi e impegnativi. 1 Dimensionamento tecnico Un ruolo fondamentale in sede di dimensionamento tecnico è giocato dalle condizioni quadro (per es. efficienza di trasmissione, lunghezza dei tracciati, sfruttamento delle linee, condizioni del terreno, ecc.), che a loro volta influenzano il numero di conduttori, il loro diametro o la scelta del materiale degli stessi. Inoltre è necessario tenere conto anche dei requisiti relativi alla disponibilità e alla ridondanza. Come devono essere dimensionati i cavi interrati per garantire la sicurezza dell approvvigionamento? Ogni ampliamento della rete di trasmissione richiede accertamenti specifici e deve essere valutato tenendo conto della necessità di garantire un esercizio affidabile. I cavi interrati non si vedono dall esterno. La loro posa lascia tuttavia tracce visibili, ad esempio sotto forma di brecce nel bosco, strade d accesso o strutture transitorie. Prima di prendere decisioni in merito al tracciato della linea e al tipo di costruzione del tracciato sono necessari accertamenti dettagliati. Vengono ad esempio analizzati la conformazione geologica del suolo, le infrastrutture del traffico e di approvvigionamento esistenti così come i corsi d acqua ed eventuali falde freatiche e i potenziali progetti edilizi. Tipi di costruzione Blocco di tubi Tunnel Trivellazione guidata I blocchi di condotti in calcestruzzo vengono posati a ca. 1 2 metri di profondità nella costruzione aperta. La larghezza della trincea per cavi ammonta a ca. 5 metri. Per la costruzione è necessaria una larghezza minima di ca. 25 metri. Per posare cavi interrati senza trincee, vengono costruiti tunnel con un diametro di ca. 3 4 metri. I cavi vengono condotti su speciali supporti per cavi. Una punta di trivellazione orientata scava sotto a ostacoli superficiali. Affinchè questi non crollino, dietro alla punta di trivellazione viene pompato un liquido stabilizzante e inserita una condotta per il cavo. Questo tipo di costruzione è adatto per le brevi distanze come il sottopassaggio di corsi d acqua o strade Rappresentazione schematica 3 Passaggio da linea aerea a cavo interrato 4 Guasti Se all interno di una linea vengono utilizzate tecnologie diverse, vanno considerati fattori aggiuntivi. Tra questi c è il fatto che la gestione dei tracciati sarà più impegnativa. Infatti per connettere i cavi interrati con la linea aerea è necessaria una stazione di passaggio grande quanto una pista di hockey. In sede di costruzione di stazioni di passaggio così come per il passaggio dei tracciati della trincea per cavi, diversi elementi come l attraversamento di infrastrutture (del traffico) esistenti rappresentano sfide importanti per la direzione del progetto e per l attuazione dello stesso. La frequenza di disturbi nel caso delle linee aeree è maggiore rispetto al caso dei cavi interrati perché le linee aeree sono più esposte agli influssi naturali (per es. fulmini, ghiaccio, caduta di alberi). C è tuttavia una notevole differenza in relazione ai tempi di riparazione, cosa che influenza la disponibilità. Mentre le linee aeree tornano a essere disponibili nel giro di poche ore, nel caso dei cavi interrati ci possono volere settimane o addirittura mesi. Infatti il guasto di un cavo interrato generalmente significa che c è stato un danneggiamento. Per individuare il guasto, strumenti di misurazione controllano le singole tratte di cavi. La produzione di un nuovo cavo e la sostituzione richiedono molto tempo e sono molto costosi.

3 Materiale di scavo 1,9 m 1,1 m Materiale di scavo Humus 1,5 m 1,55 m 1,5 m 7 m 5 m 5 m 8 m 25 m 5 Logistica e infrastruttura della costruzione La costruzione di linee è molto impegnativa dal punto di vista logistico. Si devono costruire strade di accesso per il trasporto e i cantieri vanno dotati dell infrastruttura necessaria. Nel caso dei cavi interrati, costruzioni temporanee, il parco macchine e il materiale escavato richiedono una superficie molto ampia. Durante la fase costruttiva, la larghezza del tracciato è di circa 25 metri e si riduce a ca. 5 metri durante la fase di esercizio. Dal punto di vista logistico, i cavi ad altissima tensione hanno un peso importante, letteralmente, in ragione della sezione dei conduttori e dell isolamento in plastica. Nel caso delle linee da 380 chilovolt, 1 chilometro di cavo pesa fino a 60 tonnellate. Per portare in loco il cavo per il montaggio e per sostituirlo successivamente devono essere costruite strade adeguate per trasporti eccezionali. 7 Fase di esercizio 6 Gestione del suolo Zona ove è vietato piantare alberi ad alto fusto o con radici profonde In seguito alla costruzione del tracciato il terreno può essere nuovamente utilizzato a scopi agricoli oppure riadibito a zona verde. Poiché le radici possono mettere a rischio i cavi interrati, si prevede una zona ove è vietato piantare alberi ad alto fusto o con radici profonde. A seconda del carico elettrico, le perdite elettriche possono riscaldare il cavo interrato e il sottosuolo circostante. Con l aiuto di installazioni di misurazione si misura e si monitora la temperatura del terreno. Un tracciato a cavi interrati comprende opere di passaggio, i cavi stessi e pozzetti per manicotti. Questi ultimi vengono costruiti per la connessione dei tratti di cavi lunghi ca. 1 chilometro e di norma rimangono accessibili durante l intera fase di esercizio. I manicotti connettono i singoli pezzi di cavo e, insieme ai terminali dei cavi, sono tra i componenti più complessi. In base alle stime attuali, la durata di vita dei cavi interrati è di circa 40 anni. I cavi interrati in un sistema a corrente alternata aumentano la tensione lungo la linea. A partire da una determinata lunghezza dei cavi (ca. 20 chilometri) sono necessari impianti di compensazione che impediscano un aumento eccessivo della tensione. Lo svantaggio di questi impianti risiede nel fatto che le perdite elettriche aumentano. Vale quanto segue: più un cavo interrato è lungo, maggiore è la percentuale di energia elettrica non utilizzabile.

4 Uomo, ambiente, paesaggio Situazione attuale I cavi interrati sono ampiamente diffusi per la trasmissione dell energia nelle reti di distribuzione regionali e vengono sempre più spesso utilizzati nella rete di distribuzione sovraregionale fino a 150 chilovolt. In questi ambiti i cavi interrati sono collaudati, dal punto di vista tecnico come da quello operativo. Nella rete di trasmissione a 380 chilovolt e 220 chilovolt si utilizzano ancora poco tratti di cavi interrati di lunghezza superiore a 1 chilometro e di conseguenza mancano dati empirici relativi all esercizio pluriennale. Cavo interrato Linea aerea Altissima tensione: 380 kv e 220 kv 8 km km Alta tensione: 36 kv a 150 kv 2031 km km Media tensione: 1 kv a 36 kv km km Bassa tensione: 0.4 kv a 1 kv km km Fonte: Rapporto d attività della ElCom 2015 Aspetto paesaggistico Per quanto riguarda l assetto paesaggistico, di norma i cavi interrati danno risultati migliori rispetto alle linee aeree. Mentre nel terreno aperto il tracciato dei cavi non è visibile, nelle aree boschive risulta chiaramente riconoscibile in ragione dei requisiti relativi all area da tenere libera da alberi con radici profonde e ad alto fusto. Nelle zone paludose di rilevanza nazionale, nelle zone ove ci sono acque freatiche protette, prati lungo i fiumi o biotopi le direttive cantonali vietano la posa di cavi interrati. Ove possibile si utilizzano linee aeree oppure il tracciato aggira queste aree. Campi elettrici e magnetici Il campo magnetico dipende dall intensità di corrente (ampere) e dalla disposizione geometrica dei conduttori. Il campo elettrico è dato dalla tensione. Nel caso dei cavi interrati i campi dipendono dalla corrente determinante, dalla profondità di posa e dalla disposizione dei cavi. L estensione spaziale del campo magnetico è inferiore rispetto alle linee aeree, ma la relativa potenza direttamente sopra al cavo interrato è nettamente superiore rispetto a quanto non sia sotto alla linea aerea. Il limite soglia di 1 microtesla risulta rispettato già a una distanza di ca. 6 8 metri dall asse della linea del cavo interrato; la corrispondente distanza per la linea aerea ammonta a ca metri. 1 µt 100 µt m 6 8 m 6 8 m

5 Basi decisionali Ogni progetto di costruzione della rete viene elaborato in una procedura di pianificazione e autorizzazione a più fasi, nella quale sono coinvolti gli uffici federali, le autorità cantonali, le associazioni ambientali, i gestori di rete e i diretti interessati. Mentre nella procedura del piano settoriale la tecnologia e il corridoio di pianificazione vengono stabiliti dalle autorità, nella procedura di approvazione dei piani i diretti interessati possono presentare le loro richieste. Per le decisioni viene utilizzato lo «Schema di valutazione per le linee di trasmissione» che è stato elaborato dagli Uffici federali dell energia (UFE), dell ambiente (UFAM) e dello sviluppo territoriale (ARE) e dalla Commissione federale dell energia elettrica (ElCom). L obiettivo è garantire soluzioni ampiamente accettate. Schema di valutazione per le linee di trasmissione Tutte e quattro le categorie di valutazione, di pari peso, confluiscono nella decisione relativa alla tecnologia. Sviluppo territoriale 1. Tutelare le risorse collegandosi ad altre infrastrutture 2. Proteggere le aree abitate 3. Tenere conto degli obiettivi di pianificazione dello sviluppo territoriale Aspetti tecnici 1. Esercizio della rete Aumento della sicurezza (n-1) 2. Affidabilità e sicurezza 3. Ciclo di vita Perdite di energia e bilancio ecologico Ambiente 1. Protezione dall immissione di radiazioni elettromagnetiche e rumore 2. Tutela del paesaggio Aspetti economici 1. Costi di investimento e di esercizio 2. Analisi costi-benefici 3. Bosco e biotopo 4. Falda freatica/suolo Comparazione dei costi L elemento costi fa parte delle basi decisionali. Si tiene conto dei costi dell intero ciclo di vita che comprendono costruzione, esercizio, manutenzione e perdite di energia elettrica per tutta la durata di vita. A seconda della tecnologia e della situazione locale, i costi di un cablaggio interrato sono superiori rispetto a quelli di una linea aerea. Nei casi con condizioni favorevoli per il cablaggio interrato e condizioni sfavorevoli per le linee aeree, i costi per la prima soluzione possono attestarsi a circa il doppio. Nella situazione opposta il fattore può ammontare fino a dieci o più. Ogni progetto di rete di Swissgrid, che sia per una linea aerea o per un cavo interrato, deve essere valutato dal punto di vista economico dal regolatore ElCom poiché i costi verranno trasferiti sulla bolletta dei consumatori. Swissgrid SA Werkstrasse 12 CH-5080 Laufenburg Dammstrasse 3 CH-5070 Frick Route des Flumeaux 41 CH-1008 Prilly Telefono Fax info@swissgrid.ch BRO5010_i1701 / gennaio 2017