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Le super batterie che conservano l’energia

 By Mike Scott

Uno dei problemi principali dell’elettricità è che deve essere usata non appena viene generata, altrimenti va sprecata. Se si potesse conservare l’energia, il quadro cambierebbe completamente: avremmo più energia disponibile nei momenti di picco, riducendone i costi. E’ questo l’anello mancante nella evoluzione dell’economia a basse emissioni di C02. Come fare, dunque? Mike Scott racconta l’ultima frontiera dello stoccaggio attraverso batterie di nuova generazione. Le conseguenze di questa rivoluzione nella capacità di stoccaggio impatteranno sulle famiglie, gli automobilisti, i servizi in generale e i fornitori di energia. Mica solo sull’avveniristica Tesla di Elon Musk…

(Cover foto tratta da blog.gvea.com)

(BatteryBank, foto tratta da www.arpa-e.energy.gov)

Uno dei problemi principali dell’elettricità è che deve essere usata non appena viene generata, altrimenti va sprecata. Nel passato la soluzione è stata di avere un numero sufficiente di stazioni elettriche disponibili per soddisfare la richiesta più alta di energia.

Ma si tratta di una soluzione inefficace perché significa che una buona parte della capacità dell’impianto resta inutilizzata per la maggior parte del tempo, inoltre non è una soluzione efficace per fonti rinnovabili intermittenti quali il solare o l’eolico perché questi producono energia solo quando il sole splende o c’è vento. Anzi, alle volte queste fonti producono un eccesso di energia nei momenti di richiesta più bassa e tale energia va poi dispersa.

Ma se si potesse conservare l’energia, il quadro cambierebbe completamente. La conservazione dell’energia è l’anello mancante nell’evoluzione dell’economia a basse emissioni di carbonio. Significherebbe che più energia sarebbe disponibile nei momenti di picco, riducendone i costi. Migliorerebbe la resa dei progetti per l’energia rinnovabile permettendo loro di vendere una maggior quantità di energia approfittando dei prezzi nei momenti di picco. Renderebbe la rete intera più robusta e affidabile e ridurrebbe la quantità globale di capacità richiesta.

Fonte: US Department of Energy

Attualmente l’accumulo di energia si ottiene quasi dappertutto grazie a impianti idroelettrici di stoccaggio a pompa che possono reagire ai cambiamenti nella domanda in pochi secondi, ri-pompando acqua all’interno dei serbatoi quando la domanda scende. Ma per costruire queste strutture è necessario avere delle particolari risorse geografiche, la maggior parte delle quali sono già state sfruttate. Inoltre, queste sono generalmente lontane dai centri di richiesta dell’energia, quindi non solo bisogna costruire gli impianti idrici ma bisogna anche predisporre una nuova rete di collegamento.

Di conseguenza, molti dei progetti di stoccaggio dell’energia attualmente in esame comportano un accumulo mediante batterie, principalmente usando batterie agli ioni di litio che sono quelle utilizzate in dispositivi come i PC e le auto elettriche. Queste sono ancora troppo care per corrispondere al costo delle fonti energetiche tradizionali ma i prezzi stanno calando. GTM Research stima che il prezzo della conservazione dell’energia scenderà del 40% entro il 2020, mentre la Banca di investimento Lazard stima che i costi scenderanno come hanno fatto quelli delle tecnologie rinnovabili.

“Sebbene sia ancora in uno stadio iniziale, l’industria per la conservazione dell’energia sembra sia ad un punto molto simile a quello sperimentato dall’industria dell’energia rinnovabile circa…otto anni fa”, spiega dice George Bilicic, direttore dell’area energia e infrastrutture di Lazard, “ci aspettiamo dunque una rapida discesa dei costi”.

Mentre le batterie saranno importanti nel mercato della conservazione dell’energia, tutto un insieme di tecnologie diversificate verrà definito per colmare specifiche nicchie di settore, quali super condensatori e volani capaci di reagire velocemente alle fluttuazioni nella fornitura di energia o alle interruzioni di corrente mediante aria compressa; e accumulatori a sali fusi (usati rispettivamente nei progetti eolici e solari concentrati) che forniscono energia per alcune ore ad impianti “power-to-gas” capaci di fornire grandi quantità di energia per settimane, mesi o addirittura intere stagioni.

Il rendering della Tesla Gigafactory in costruzione in Nevada

La capacità di stoccaggio dell’energia lo scorso anno è aumentata a 3,69GW dai 3,5Gw del 2014, secondo il US Department of Energy, anche se il mercato sembra orientato ad accelerare nei prossimi anni. Il Regno Unito da solo è pronto ad aggiungere 1GW di capacità entro il 2020, come ha spiegato Marianne Boust, analista alla IHS Technology, durante un evento del settore tenutosi a Londra recentemente. E’ anche degno di nota che la Tesla’s Gigafactory nel Nevada dovrebbe iniziare a produrre batterie nel 2017.

“Entro il 2020, la Gigafactory raggiungerà la sua piena capacità [di 35GWh all’anno] e produrrà più batterie agli ioni di litio all’anno di quante siano state prodotte nel mondo nel 2013”, promette l’azienda. “Entro la fine del primo anno della produzione in serie del nostro veicolo per il mercato di massa, ci aspettiamo che la Gigafactory abbia fatto scendere il costo KW ora del nostro pacchetto batteria di oltre il 30%”.

Le conseguenze di questa crescita nella capacità di stoccaggio sono profonde: per le famiglie, per gli automobilisti, per i servizi in generale e per chi fornisce le fonti primarie di energia, dal carbone al petrolio fino all’eolico e al solare.

Comprando pannelli solari e un pacchetto batterie, i consumatori potranno progressivamente staccarsi dalla rete e produrre da soli l’energia che necessitano, mentre i conducenti di veicoli elettrici (EVs) diverranno fornitori oltre che consumatori di energia. Se gli operatori della rete comprano energia per i momenti di picco dagli EVs, questi ultimi diverranno più economici e ne aumenteranno le vendite, continuando così a far scendere la domanda di benzina e diesel.

Ma l’impatto più grosso lo avranno i servizi, che vedono i loro modello di vendita via via estinguersi da quando sempre più consumatori generano l’elettricità che usano. Come possano affrontare l’aumento dello stoccaggio di energia resta ancora un mistero, ma una cosa è certa: non possono ignorarlo e, se vogliono sopravvivere, dovranno abbracciare nuovi modelli di business.

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Mike Scott