Rinnovabili • Batterie litio zolfo

Batterie litio zolfo, la ricerca italiana punta a mandare in soffitta gli ioni di litio

Enea studierà l'uso di nanomateriali al carbonio per aumentare il numero di cicli di carica e scarica delle batterie litio-zolfo. Ogni passo avanti rappresenta un’opportunità per il futuro di auto elettriche, aviazione e storage di rinnovabili

Batterie litio zolfo
Foto di Hans Braxmeier da Pixabay

 

I progressi made in Italy delle batterie litio zolfo

(Rinnovabili.it) – Nuovi passati avanti della ricerca italiana verso un efficace sostituto della tecnologia a ioni di litio. L’ENEA, Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, sta portando avanti un lavoro dedicato alle batterie litio zolfo con l’obiettivo di renderle competitive con le attuali opzioni commerciali. La chimica litio zolfo offre di base dei vantaggi interessanti: oltre all’economicità e facilità con cui è possibile reperire lo zolfo, questi dispostivi di accumulo possiedono un’elevata densità di energia. A livello di laboratorio si è arrivati a energie specifiche dell’ordine di 500 Wh / kg , ben oltre quanto possono offrire oggi le batterie a ioni di litio, la cui densità di energia si aggira nell’intervallo 150–250 Wh / kg. In altre parole, possono accumulare la stessa quantità di elettricità delle loro concorrenti ma pesare meno della metà. Inoltre non contengono metalli pesanti o materie prime critiche, rendendo più facile il loro smaltimento.

 

Le prime applicazioni pratiche di questa tecnologia non mancano ma perché possano affermarsi sul mercato dei veicoli elettrici o dello storage di rete, è necessario risolvere prima uno dei maggiori svantaggi: la ridotta vita ciclica. Durante la fase di scarica, infatti, la batteria va incontro al cosiddetto “effetto shuttle”. Di che si tratta? Lo zolfo del catodo produce dei composti intermedi – i polisolfuri di litio – che risultano solubili nell’elettrolita; con il passare del tempo, quindi, l’elettrodo finisce letteralmente per scomparire disciolto nell’elettrolita. “Questo fenomeno – spiega la ricercatrice ENEA Mariasole Di Carli del laboratorio ENEA di “Sviluppo Processi Chimici e Termofluidodinamici per l’Energia” – innesca un processo ciclico che porta a consumare corrente senza che si abbia accumulo di energia e provoca una perdita irreversibile del materiale attivo (zolfo), una rapida diminuzione della capacità specifica con il progredire del numero dei cicli e una ridotta reversibilità tra il processo di carica e scarica”.

 

>>Leggi anche Litio da fonte geotermica, la nuova sfida tecnologica di Enel cerca talenti<<

 

Per risolvere il problema i ricercatori Enea studieranno l’utilizzo all’anodo di nanoparticelle in carbonio. Questi elementi sono dotati di un’elevata area superficiale, che permette loro di intrappolare i polisolfuri di litio. “Nei nostri laboratori  – aggiunge Pier Paolo Prosini, esperto di accumulo elettrochimico presso l’Agenzia nazionale sintetizzeremo nanomateriali a base carboniosa adatti a essere utilizzati nelle batterie litio zolfo, studieremo soluzioni elettrolitiche capaci di trasportare efficacemente ioni di litio e investigheremo l’interazione tra elettrodi ed elettrolita e il comportamento delle celle complete. In questo modo riusciremo a raggiungere la piena comprensione dei fattori che determinano la chimica di queste batterie innovative”.

 

Obiettivo ultimo del progetto, quello di produrre e testare batterie litio zolfo complete (con energia nominale fino a 1.0 Wh), assicurando le replicabilità del processo sul larga scala. Questa nuova linea di ricerca segue un recente brevetto ENEA sulle batterie litio zolfo che utilizza come legante idrosolubile (acquoso) la colla Vinavil. Un’intuizione che ha permesso di fare a meno, nella preparazione degli elettrodi, a di pericolosi solventi organici volatili (VOC).

“Sono tante le applicazioni ad alta densità di energia che potrebbero trarre beneficio dalla nuova generazione di batterie: ad esempio, l’accumulo di energia da fonti rinnovabili, ma potremmo aumentare l’autonomia di smartphone, tablet e computer e, in generale, di tutti i dispositivi elettronici”, aggiunge Di Carli. “Comunque, il mercato in cui potrebbero avere un notevole impatto è quello dell’aviazione, dove droni e aerei elettrici richiedono batterie sempre più potenti, a lunga durata e con grandi capacità di stoccaggio”.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • benefici delle comunità energetiche MEt energia italia

MET Energia Italia: i benefici delle comunità energetiche rinnovabili

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La società è impegnata a sostenere imprese, cittadini e comunità nel percorso verso un futuro energetico sostenibile e inclusivo. In che modo? Attraverso soluzioni innovative “tailor made” e iniziative solidali

benefici delle comunità energetiche MEt energia italia
Via depositphotos

 Il cittadino al centro di un nuovo modello energetico

Quali sono i benefici delle comunità energetiche rinnovabili? Ora che il quadro normativo è completo, la domanda può trovare una risposta più articolata, spalancando le porte ad un nuovo processo di transizione energetica dal basso. Un processo che può contare in Italia anche sull’impegno di MET Energia Italia, la filiale italiana di MET Group, multinazionale energetica basata in Svizzera e attiva nei mercati del gas naturale e delle rinnovabili. La società ha deciso di mettere a frutto la sua esperienza in ambito dei “green asset” e il suo portafoglio clienti in continua crescita per aiutare le comunità locali a far parte di un nuovo modello energetico. Un modello più decentralizzato, inclusivo e sostenibile.  

“Stiamo puntando ad iniziative che pongono il cittadino al centro di un modello efficiente ed efficace basato sulla produzione di energia da fonti rinnovabili, orientando gli utenti verso abitudini di consumo virtuosi”, spiega Vito Carriero, Energy Efficiency Solutions Manager di MET Energia Italia. D’altra parte la sostenibilità è già da tempo la cifra stilistica che contraddistingue il rapporto tra l’azienda e i suoi clienti, grazie ad un’offerta energetica in ambito retail completamente decarbonizzata. L’attenzione verso le nuove configurazioni dell’autoconsumo diffuso appare dunque come la naturale evoluzione. “Il mondo dei servizi energetici per il cittadino si sta evolvendo in maniera drastica e quello delle Comunità Energetiche ne è un esempio lampante. In ambito B2C siamo in un periodo di transizione da quella che per tanto tempo è stata una piccola produzione individuale di energia a quella che sarà una produzione concentrata per un consumo diffuso nelle rispettive aree di pertinenza”.

CER, l’evoluzione normativa

L’impegno di MET Energia Italia si inserisce oggi in un quadro nazionale in pieno mutamento. In Italia le prime esperienze di Comunità Rinnovabili sono nate addirittura agli inizi del 2000. Piccoli esperimenti sostenuti solo dalla coscienza ecologica, senza alcun incentivo o inquadramento normativo dedicato. Con chiari limiti strutturali e nella piena impossibilità di vendere l’energia rinnovabile generata al mercato elettrico. Nel 2016 la Commissione europea ha deciso di cambiare le carte in tavola e nell’ormai celebre pacchetto “Energia pulita per tutti gli europei” ha formalmente riconosciuto il ruolo dei cittadini nella transizione energetica. Non solo. Ha introdotto per la prima volta delle configurazioni con cui far partecipare al mercato energetico gli “autoconsumatori di energia rinnovabile”.

Il processo per trasformare le proposte di Bruxelles in atti giuridici e quindi introdurli nei vari ordinamenti nazionali è stato lungo. Nel Belpaese l’iter si è concluso il 24 gennaio 2024 con l’entrata in vigore del Decreto CACER, recante le nuove le modalità di incentivazione per le Comunità Energetiche Rinnovabili e dall’Autoconsumo Diffuso, a cui sono seguite da lì a poco le regole operative del GSE e l’apertura dei portali dedicati. 

I benefici delle comunità energetiche rinnovabili

E oggi è finalmente possibile godere appieno dei benefici delle CER. A partire dalla capacità di queste configurazioni di portare nuovo valore sul territorio. Le comunità energetiche rinnovabili aiutano a “fare squadra” a livello locale, condividendo l’energia e riducendo i costi per l’approvvigionamento. Contribuiscono alla riduzione delle emissioni climalteranti e alla sicurezza energetica. Permettono di ottimizzare l’uso delle superfici disponibili e di radicare una nuova cultura della sostenibilità. E se tutti questi elementi non fossero già sufficienti, è opportuno ricordare che proprio grazie al Decreto CACER le configurazioni ammesse al servizio per l’autoconsumo possono godere di contributi ad hoc.

Tra i benefici delle comunità energetiche rinnovabili è impossibile, infatti, non citare la tariffa premio elargita sull’energia condivisa. L’incentivo – costituito da una parte fissa ed una variabile –  è riconosciuto dal GSE per un periodo di per 20 anni a partire dalla data di entrata in esercizio di ciascun impianto rinnovabile della CER. Il valore cambia in funzione della taglia dell’impianto e del prezzo di mercato dell’energia: maggiore è la potenza installata minore sarà la parte fissa (e viceversa); maggiore è il prezzo di mercato dell’elettricità, minore sarà la parte variabile (e viceversa).  

A ciò si aggiunge il contributo ARERA per la valorizzazione dell’energia elettrica autoconsumata e, se richiesto, il corrispettivo GSE per il ritiro dell’elettricità. In altre parole, come sottolinea Carriero, “le Comunità Energetiche danno valore alla collaborazione tra persone ed offrono servizi ed opportunità per il territorio, non solo sul piano della sostenibilità ambientale, ma anche a livello economico e sociale”.

Tuttavia, per cogliere appieno i benefici delle CER è necessario poter fare affidamento su realtà che non solo conoscano bene il mercato energetico e delle rinnovabili nello specifico, ma che abbiamo una spiccata sensibilità per il lato sociale. Realtà come MET Group che attraverso MET Energia Italia si sta impegnando attivamente per promuovere soluzioni energetiche innovative, green e su misura degli utenti finali.

L’impegno di MET Energia Italia per le comunità energetiche rinnovabili

Nei piani della società c’è la costituzione di una ESCo (Energy Service Company) con cui in primis migliorare l’efficienza energetica e ridurre l’impatto ambientale in diversi settori industriali e commerciali e quindi realizzare progetti fotovoltaici per le CER. “Stiamo investendo e realizzando impianti fotovoltaici che saranno a disposizione dei nostri clienti ed in generale del gruppo di consumatori che decideranno di aderire alla Comunità Energetica”, aggiunge il manager. “L’obiettivo è quello di lavorare sul fattore di scala al fine ottimizzare gli investimenti e generare un risparmio che sarà distribuito o dedotto direttamente in bolletta”.

Lo scopo, spiega Carriero, è quello di valorizzare i tetti industriali e commerciali generando un risparmio diretto per chi ospita l’impianto ma anche per la comunità limitrofa. “Crediamo molto nel concetto di ottimizzazione ed efficienza energetica, ma soprattutto crediamo molto nel concetto di condivisione di risorse e competenze al fine di generare un valore aggiunto per la comunità energetica e non solo, ma per tutti quelli che ne vorranno fare parte. Lo stiamo facendo da apripista, con le nostre competenze e senza chiedere contributi economici a coloro che stanno aderendo alle nostre iniziative”

La società intende portare avanti una transizione energetica che non lasci indietro nessuno, promuovendo modelli energetici che siano non solo innovativi, efficienti ed ecosostenibili, ma anche democratici ed inclusivi. Ecco perchè non sorprende sapere che MET Group tramite MET Energia Italia e la business unit del gruppo dedicata alle energie rinnovabili, MET Green Assets, ha da poco promosso un concorso dedicato alle Comunità Energetiche Rinnovabili e Solidali. L’evento, organizzato assieme a Legambiente, ha messo in palio 5 premi in denaro e una consulenza gratuita da parte del gruppo a favore delle migliori esperienze in materia di CER e autoconsumo collettivo, che abbiano inglobato nel progetto aspetti di tutela e solidarietà sociale. I vincitori saranno annunciati il 28 maggio.

Rinnovabili •
About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • Solare fotovoltaico in Italia

Solare fotovoltaico in Italia, cosa dice il rapporto GSE

Lo scorso anno sono entrati in esercizio circa 371.500 impianti fotovoltaici in Italia, in grande maggioranza di taglia inferiore a 20 kW, per una capacità complessiva di oltre 5,2 GW. Una crescita che conferma il primato nazionale della Lombardia in termini di potenza installata, seguita con un certo distacco dalla Puglia

Solare fotovoltaico in Italia
via depositphotos

Online il Rapporto Statistico 2023 sul Solare Fotovoltaico in Italia

Ben 5,2 GW di aggiunte che portano la potenza cumulata totale a 30,31 GW e la produzione annuale a quota 30.711 GWh. Questi in estrema sintesi i dati del solare fotovoltaico in Italia, riportati nel nuovo rapporto del GSE. Il documento mostra le statistiche del settore per il 2023, offrendo informazioni importanti non solo sui sistemi ma anche sulla dimensione dei pannelli solari, la tensione di connessione, il settore di attività, l’autoconsumo e persino sull’integrazione di eventuali batterie. Uno sguardo approfondito per capire come sta crescendo il comparto, ma anche per evidenziare potenzialità e criticità.

Solare Fotovoltaico Italiano, la Crescita 2023 in Numeri

Nel 2023 il fotovoltaico nazionale ha messo in funzione 371.422 nuovi impianti solari per una potenza complessiva di poco superiore ai 5,2 GW. La crescita ha ricevuto i contributi maggiori, in termini di numero di sistemi, da regioni come la Lombardia (con il 17,5% dei nuovi impianti fv 2023), il Veneto (13,2%), l’Emilia-Romagna (9,8%) e la Sicilia (6,9%). Scendendo ancora di scala sono invece le provincie di Roma (3,9%), Brescia (3,6%) e Padova (3,1%) quelle a detenere la quota maggiore di aggiunte. Per buona parte dell’anno questo progresso si è affidato ai piccoli impianti di taglia residenziale, che hanno lasciato il posto sul finire del 2023 ad una nuova spinta del segmento C&I.

Produzione fotovoltaica in Italia

Altro dato importante per il 2023: la produzione del solare fotovoltaico in Italia. Lo scorso anno tra nuovi impianti e condizioni meteo favorevoli, il parco solare nazionale ha prodotto complessivamente 30.711 GWh di energia elettrica (dato in crescita del 9,2% sul 2022), con un picco nel mese di luglio di oltre 3,8 TWh.

Se ci si focalizza, invece, solo sull’autoconsumo fotovoltaico, il rapporto del GSE indica che lo scorso 7.498 GWh sono stati prodotti e consumati in loco. Un valore pari al 24,8% della produzione netta complessiva. A livello regionale la percentuale di energia autoconsumata rispetto all’energia prodotta risulta più alta in Lombardia, Liguria e Campania. A tale dato se ne associa un altro altrettanto interessante: quello dei sistemi di accumulo. Lo scorso anno risultavano in esercizio 537.000 sistemi di storage connessi ad impianti fotovoltaici, per una potenza cumulata di 3,41 GW.

leggi anche Direttiva EPBD e fotovoltaico: scadenze e potenzialità

Solare Fotovoltaico, la Potenza in esercizio in Italia

Le nuove aggiunte 2023 hanno portato il dato della potenza fotovoltaica totale cumulata in Italia ad oltre 30,31 GW e quello della potenza pro capite nazionale a 514 W per abitante. Nel complesso sono attivi sul territorio 1.597.447 impianti fotovoltaici, di cui il 94% rientra nella taglia fino a 20 kW. Sono, per intenderci, i piccoli impianti realizzati solitamente sui tetti degli edifici. Non sorprende quindi scoprire che la superficie occupata dagli impianti fotovoltaici a terra a fine 2023 risultava di soli 16.400 ettari. In questo contesto le regioni con la maggiore occupazione di superficie del suolo da parte del solare fotovoltaico risultano essere: la Puglia (4.244 ettari), la Sicilia (1.681 ettari) e il Lazio (1.527 ettari).

Sul fronte della potenza attiva, viene confermato il primato del Nord Italia con il 48,0% del totale nazionale grazie al traino di Lombardia (13,8%), Veneto (10,4%) ed Emilia Romagna (10%). Segue il 34,7% delle regioni meridionali, con la Puglia che da sola fornisce il 10,9% della potenza, e quindi il contributo del Centro Italia.

Leggi qui il report GSE sul Solare Fotovoltaico in Italia

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Rinnovabili • Dl Agricoltura bollinato

Dl Agricoltura bollinato, ecco l’art. sul fotovoltaico a terra

Il testo finale del decreto è stato varato dopo alcune piccole modifiche richieste dal Quirinale. Confermati i paletti sul fotovoltaico a terra salvaguardando gli investimenti del PNRR

Dl Agricoltura bollinato
Foto di Andreas Gücklhorn su Unsplash

Stop del fotovoltaico a terra con una serie di eccezioni

Dopo il via libera del Consiglio dei Ministri, Dl Agricoltura è stato “bollinato” dalla Ragioneria di Stato e quindi varato definitivamente. Ma non prima di alcune modifiche last minute frutto del confronto con il Quirinale. Nessun ritocco significativo, tuttavia, riguarda il tanto criticato articolo di stop al fotovoltaico a terra. Il contenuto, infatti, rimane nelle linee annunciate il 6 maggio dal ministri Pichetto e Lollobrigida, cercando di salvaguardare gli investimenti del Piano nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), punto fermo per il MASE.

L’articolo in questione, che passa dal 6 della prima bozza al 5 nel DL Agricoltura bollinato, riporta alcune disposizioni finalizzate a limitare l’uso del suolo agricolo. L’intervento mira a modificare l’articolo 20 del decreto legislativo 8 novembre 2021, n. 199, con cui l’Italia ha recepito nel proprio ordinamento la direttiva europea sulle rinnovabili RED II. 

In poche parole il testo introduce dei paletti all’installazione degli impianti fotovoltaici con moduli collocati a terra in zone classificate agricole dai piani urbanistici vigenti. Come? Limitando qualsiasi intervento a lavori modifica, rifacimento, potenziamento o integrale ricostruzione degli impianti già installati, che non comportino incremento della superficie occupata. Nessun vincolo invece per il fotovoltaico a terra se installato:

  • in cave e miniere non in funzione, abbandonate o in condizioni di degrado ambientale;
  • porzioni di cave e miniere non suscettibili di ulteriore sfruttamento;
  • siti e  impianti nelle disponibilità delle società del gruppo Ferrovie dello Stato italiane e dei gestori di infrastrutture ferroviarie nonché delle società concessionarie autostradali;
  • siti e impianti nella disponibilità delle società di gestione aeroportuale all’interno dei sedimi aeroportuali;
  • aree adiacenti alla rete autostradale entro una distanza non superiore a 300 metri;
  • aree interne agli impianti industriali e agli stabilimenti.

Salvi, come promesso, anche i progetti fotovoltaici a terra se parte di una Comunità energetica rinnovabile o finalizzati all’attuazione degli investimenti del PNRR.

Il testo del Dl Agricoltura “bollinato” sul fotovoltaico

Riportiamo per intero l’articolo 5 sul fotovoltaico nella versione finale del DL Agricoltura.

ART. 5 (Disposizioni finalizzate a limitare l’uso del suolo agricolo)

1. All’articolo 20 del decreto legislativo 8 novembre 2021, n. 199, dopo il comma 1 è aggiunto il seguente:

‹‹1-bis. L’installazione degli impianti fotovoltaici con moduli collocati a terra di cui all’articolo 6-bis, lettera b), del decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28, in zone classificate agricole dai piani urbanistici vigenti, è consentita esclusivamente nelle aree di cui alle lettere a), limitatamente agli interventi per modifica, rifacimento, potenziamento o integrale ricostruzione degli impianti già installati, a condizione che non comportino incremento dell’area occupata, c), c-bis), c-bis.1), e c-ter) n. 2) e n. 3) del comma 8. Il primo periodo non si applica nel caso di progetti che prevedano impianti fotovoltaici con moduli collocati a terra finalizzati alla costituzione di una Comunità energetica rinnovabile ai sensi dell’articolo 31 del decreto legislativo 8 novembre 2021, n. 199, nonché in caso di progetti attuativi delle altre misure di investimento del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), approvato con decisione del Consiglio ECOFIN del 13 luglio 2021, come modificato con decisione del Consiglio ECOFIN dell’8 dicembre 2023, e dal Piano nazionale degli investimenti complementari al PNRR (PNC) di cui all’articolo 1 del decreto-legge 6 maggio 2021, n. 59, convertito, con modificazioni, dalla legge 1° luglio 2021, n. 101, ovvero di progetti necessari per il conseguimento degli obiettivi del PNRR.››.

2. Le procedure abilitative, autorizzatorie o di valutazione ambientale già avviate alla data di entrata in vigore del presente decreto sono concluse ai sensi della normativa previgente.

Leggi anche Zavorre per fotovoltaico Sun Ballast: dal 2012 una garanzia per gli impianti fv su tetti piani

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