Arrivano sul mercato nuove soluzioni per gli accumuli di lunga durata per le rinnovabili. In altre parole, nuove tipologie di batterie, tali da consentire, finalmente, la svolta nello sviluppo delle fonti green. Ovviando al problema fondamentale di fotovoltaico ed eolico: lo stoccaggio dell’energia prodotta e la sua programmabilità.
Le nuove e diverse tecnologie di “accumuli di lunga durata” (per gli addetti ai lavori, LDES: Long duration energy storage) – batterie a ciclo termodinamico con gas compressi, CO2 in primis, o batterie a flusso ibrido, per esempio – dovrebbero consentire d’immagazzinare energia per almeno 12 ore, diversamente dalle batterie agli ioni di litio utilizzate attualmente, che garantiscono una copertura limitata ad alcune ore.
Accumuli: la lunga durata potrà garantire la redditività delle fonti green
La questione è poter immettere nella rete elettrica anche quando pannelli e pale non producono perché non splende il sole e non soffia il vento. Solo così le rinnovabili saranno davvero competitive. E potranno consentire di raggiungere i target fissati dall’Unione europea per la transizione energetica, da cui l’Italia è ancora ben lontana. L’obiettivo Ue al 2030 è la riduzione delle emissioni di gas serra del 55% rispetto ai livelli del 1990. Ma il Piano nazionale energia e clima del nostro Paese prevede una copertura di energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili che non supera il 60%, troppo poco per ridurre le emissioni nei limiti previsti.
“Il vero problema è che eolico e fotovoltaico devono vendere l’energia che producono nel momento in cui la producono perché ancora non sono commercialmente disponibili batterie sufficienti per accumulare l’energia in eccesso per molte ore”, spiega Giovanni Battista Zorzoli, presidente onorario del Coordinamento Fonti Rinnovabili ed Efficienza Energetica. “Sviluppare perciò nuovi sistemi di accumulo e batterie di lunga durata in grado di immagazzinare energia elettrica fino a dieci ore rappresenterà una delle principali svolte nei prossimi anni per l’evoluzione delle fonti rinnovabili, perché la redditività dei parchi eolici e fotovoltaici aumenterà a dismisura, favorendone a sua volta la diffusione”, prosegue.
Accumuli di lunga durata: la situazione in Italia
A fornire il quadro della situazione sugli accumuli è Anie (Associazione Nazionale Industrie Elettrotecniche, federazione aderente a Confindustria di oltre 1.100 imprese ad alta e medio-alta tecnologia), con il report “Osservatorio sistemi di accumulo” recentemente presentato, che analizza il trend delle installazioni di energy storage in Italia registrati dal sistema Gaudì di Terna, la società responsabile della rete nazionale di trasmissione elettrica. Al 31 dicembre 2023 risultano installati 518.950 sistemi di accumulo (SdA), per una potenza complessiva di3.367 MW e una capacità massima di 6.645 MWh. La potenza installata in California, che da anni punta sull’energy storage, è un termine di paragone utile: ha raggiunto i 6.600 MW, più del doppio del nostro Paese, per una popolazione che è circa il 60% di quella italiana.
Sempre secondo i dati del report Anie, la tecnologia più diffusa continua a essere quella a base di litio (99% del totale). Il 99,9% dei SdA risulta abbinato a un impianto fotovoltaico, di cui il 99,3% di taglia residenziale. La durata media dei sistemi di accumulo elettrochimici di capacità superiore a 1 MWh è di un’ora. La Lombardia è la regione con il maggior numero di sistemi installati, seguita dal Veneto e dall’Emilia-Romagna. In sintesi, un andamento altalenante e una sostanziale frenata del mercato dei sistemi di accumulo a causa delle vicissitudini del superbonus e del blocco delle installazioni rientranti nelle detrazioni con aliquota al 50%.
Accumuli: l’assist dell’intelligenza artificiale
Un assist d’eccezione ai nuovi sistemi di accumulo e alle conseguenti potenzialità delle rinnovabili “non programmabili” arriva dagli sviluppi dell’intelligenza artificiale. Ne è convinto Giovanni Battista Zorzoli, presidente onorario del Coordinamento Fonti Rinnovabili ed Efficienza Energetica. Le previsioni meteo a lungo termine, che l’intelligenza artificiale sta rendendo sempre più precise, moltiplicano infatti le possibilità di programmazione delle rinnovabili; l’accumulo di lunga durata in sinergia con l’intelligenza artificiale permetterà di risolvere la maggior parte delle criticità relative alla programmabilità di eolico e fotovoltaico.
Accumuli: le nuove tecnologie
Ma vediamo più da vicino queste nuove tecnologie di accumulo. Per andare oltre la capacità delle batterie al litio e la tecnologia al momento prevalente dell’idropompaggio (che presuppone la disponibilità di bacini idroelettrici), sono tre i filoni di innovazione su cui si sta lavorando: gli accumuli termici, quelli meccanici e termodinamici e quelli elettrochimici.
Gli accumuli termici utilizzano materiali solidi e poco costosi, come la sabbia o il cemento, per immagazzinare calore fino a 400 gradi; sono già stati portati a scala semi industriale in impianti pilota funzionanti in Finlandia, Norvegia e Francia. Un esempio di batteria termodinamica è invece la CO2 Battery che utilizza CO2 in ciclo chiuso, un sistema di stoccaggio sviluppato da Energy Dome, società italiana nata nel febbraio del 2020. La CO2 è solo il fluido di lavoro, viene caricata all’inizio della vita dell’impianto e non necessita di essere reintegrata.
Dopo un prototipo di impianto industriale, è ora in fase di realizzazione in Sardegna il primo impianto full scale con una capacità di stoccaggio da 20 MW / 200 MWh con 1.000 tonnellate di CO2, che dovrebbe entrare in funzione entro la fine del 2024. Energy Dome sta inoltre lavorando per altri impianti da realizzare anche negli Stati Uniti, in Cile e in Oman. Nel campo elettrochimico, sono molto promettenti le batterie di flusso, chiamate anche a flusso redox, che funzionano tramite reazioni di ossidoriduzione.
Una categoria sfrutta liquidi e gas, come le batterie di flusso con bromo e zinco, una seconda adopera elettroliti liquidi, come le batterie al vanadio. Allo sviluppo di questa tipologia di accumulo – che può immagazzinare molti megawattora di energia e durare nel lungo periodo – sta lavorando anche la start-up italiana Green Energy Storage, con buoni risultati. Mentre già si contano esempi di impianti pilota industriali, come quello realizzato da Endesa in Spagna, con batterie al vanadio.
