Quanto costa davvero interrare le reti elettriche ad alta tensione

L’urgenza di modernizzare ed espandere l’infrastruttura del reti elettriche si scontra con i tempi autorizzativi dei grandi elettrodotti aerei e con il dissenso delle comunità locali. L’interramento dei cavi ad alta tensione è spesso considerato il fattore chiave per velocizzare l’iter concessorio — sfruttando i diritti di operatore pubblico per evitare lunghe e complesse procedure urbanistiche — ma le barriere finanziarie restano un ostacolo primario. Per fare chiarezza sulla reale fattibilità di un abbattimento dei costi sulle lunghe distanze (tratte da 20 chilometri e 50 chilometri), il dipartimento per la Sicurezza energetica e il Net zero del Regno Unito ha commissionato uno studio di valutazione tecnica ed economica sulle metodologie di posa non convenzionali. Il quadro che emerge traccia una netta linea di demarcazione tra l’illusione di un azzeramento dei costi e le reali opportunità offerte dall’innovazione ingegneristica.

Tecnologie e selezione delle soluzioni vincenti

Il rapporto analizza lo stato dell’arte delle tecniche di perforazione e posa, mettendo a confronto il metodo tradizionale dello scavo a cielo aperto con trincea (cut-and-cover) con sette metodologie alternative: l’aratura dei cavi (cable ploughing), la trivellazione orizzontale guidata (Hdd), il microtunnelling con spingitubo (pipe jacking), la trivellazione a coclea (auger boring) e tre sistemi brevettati (direct pipe, E-power pipe e pipe express).

All’esito di uno vaglio qualitativo parametrato su costi di capitale, fattibilità tecnica, riduzione dell’impatto ambientale e capacità di offrire una soluzione completa lungo il tracciato, la selezione si è ristretta a tre tecnologie principali:

• L’aratura dei cavi (cable ploughing) si è aggiudicata la valutazione più elevata. Questo sistema fende il terreno inserendo direttamente i tubi guida o i cavi a una profondità compresa tra 1,4 e 2,8 metri e richiudendo la fessura in un solo passaggio. La tecnica ha dimostrato la capacità teorica di posare linee da 400 kV fino a una velocità di 1,5 km al giorno per singola macchina, riducendo drasticamente l’uso di carburante a soli 58 litri di diesel per km (rispetto a consumi fino a 15 volte superiori dello scavo tradizionale) e minimizzando il ripristino dei terreni agricoli.
• La trivellazione orizzontale guidata (Hdd) si conferma il metodo di riferimento per il superamento di ostacoli complessi come autostrade, ferrovie o corsi d’acqua. Pur operando a velocità comprese tra 10 e 150 metri al giorno e richiedendo perforazioni multiple per singola fase a causa delle limitazioni termiche, la tecnologia parte direttamente dalla superficie senza bisogno di pozzi di lancio dedicati.
• Il microtunnelling (pipe jacking), pur essendo stato promosso per la sua imbattibile efficacia nel superare qualsiasi condizione geologica o infrastruttura critica mediante tunnel in calcestruzzo con diametro interno compreso tra 2 e 3 metri, è stato successivamente escluso dal modello matematico comparativo dei costi. Gli elevati costi di allestimento, legati alla costruzione dei pozzi verticali di lancio, di ricezione e degli accessi intermedi ogni chilometro, rendono la tecnologia troppo onerosa sulle lunghe distanze se confrontata con i metodi ad interramento diretto.

Analisi dettagliata dei costi e l’impatto determinante dei materiali

L’analisi finanziaria scompone minuziosamente i costi di realizzazione per i diversi scenari. Prendendo come riferimento la posa di una doppia terna ad alta tensione outside urban contest, lo scavo a cielo aperto tradizionale genera costi di costruzione e opere civili compresi tra 6,61 e 11,21 milioni di euro al chilometro per circuiti in corrente alternata (AC) a 400 kV a media capacità. L’applicazione dell’aratura dei cavi stravolge l’incidenza delle opere civili, riducendole a una quota compresa tra il 28% e il 34% rispetto al cut-and-cover, pari a un risparmio netto sulle lavorazioni del terreno compreso tra il 66% e il 72%.

Tuttavia, l’impatto del risparmio sul costo totale dell’opera si ridimensiona in modo significativo. La ragione risiede nel peso finanziario del materiale elettrico: i cavi in rame con sezione da 2.500 millimetri quadrati e le relative giunzioni rappresentano tra il 44% e il 72% dell’intero budget nei sistemi arati. Di conseguenza, il costo complessivo di un progetto realizzato tramite aratura scende soltanto a una percentuale compresa tra il 60% e l’80% rispetto allo scavo tradizionale, traducendosi in un risparmio finale reale variabile tra il 20% e il 40%.

Lo scenario ipotetico in cui l’intero tracciato di 20 chilometri o 50 chilometri venga realizzato unicamente tramite Hdd rivela un quadro opposto: i costi totali risulterebbero superiori da 1,1 a 1,9 volte rispetto allo scavo tradizionale. Tale aggravio è dovuto all’aumento della profondità di posa (tipicamente a 10 metri), dove il minor dissipamento termico del terreno costringe ad aumentare il numero di cavi in parallelo per mantenere la capacità elettrica richiesta.

Reti elettriche: il divario strutturale tra cavi sotterranei e linee aeree

Uno dei punti cardine del rapporto risiede nella comparazione diretta tra i sistemi di interramento e le tradizionali linee aeree (Ohl) su tralicci. Per le tratte in corrente alternata ad alta tensione, il costo di posa con il metodo più economico (aratura con disposizione dei cavi in piano) rimane oltre 5 volte più alto rispetto al costo di costruzione di una linea aerea a doppia terna a media capacità, e dalle 3,5 a 4 volte superiore per le tratte a bassa capacità.

Questa differenza economica è aggravata dai vincoli fisici della corrente alternata. All’aumentare della potenza e della tensione, l’effetto capacitivo dei cavi sotterranei genera un ingente guadagno di potenza reattiva (da 5 Mvar/chilometri a 400 kV fino a 20 Mvar/chilometri per media capacità). Per stabilizzare la tensione della rete ed evitare danni alle apparecchiature, è necessario installare reattori di rifasamento da 200 Mvar (dal costo di circa 5,55 milioni di euro ciascuno) e costruire stazioni intermedie di smistamento (dal costo unitario compreso tra 16,88 e 20,65 milioni di euro) a intervalli regolari di 30 chilometri o 60 chilometri. La presenza di queste infrastrutture elimina qualsiasi economia di scala che si potrebbe generare nel passaggio da tratte di 20 chilometri a tratte di 50 chilometri.

Corrente alternata vs corrente continua: stazioni di conversione

La valutazione cambia se si analizza la trasmissione in corrente continua ad alta tensione (Hvdc). I cavi in corrente continua presentano vantaggi costruttivi ed elettrici sostanziali: richiedono meno conduttori per circuito (4 cavi invece dei 12 necessari per l’alternata a media capacità), permettono distanze di posa più ravvicinate e non generano potenza reattiva, eliminando la necessità di reattori di rifasamento lungo il percorso.

Tuttavia, l’impiego della corrente continua su tratte terrestri brevi o medie (20-50 chilometri) incontra l’ostacolo economico delle stazioni di conversione. L’inclusione di due stazioni di conversione da 2 GW aggiunge un costo supplementare stimato tra 16.500 e 41.300 euro per MW/km, facendo schizzare il costo complessivo dell’opera a valori compresi tra 17.700 e 43.600 euro per MW/km, cifre ampiamente superiori a qualsiasi opzione in alternata.

La tecnologia Hvdc diventa competitiva solo in scenari specifici, ossia quando la connessione avviene tra punti già strutturati in corrente continua, come nel caso del collegamento di un parco eolico offshore dotato di cavo d’esportazione Hvdc direttamente alla rete di trasmissione. Escludendo il costo dei convertitori dal calcolo dell’infrastruttura terrestre, l’interramento in corrente continua abbatte i costi di costruzione ad appena il 50%-65% rispetto ai corrispettivi in alternata. In questo contesto favorevole, l’aratura di un cavo Hvdc porta il costo di realizzazione a circa 2,5 volte quello di una linea aerea per circuiti a bassa capacità e 3,5 volte per media capacità, riducendo considerevolmente il divario economico storico tra le due opzioni.

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