Rinnovabili • Costo livellato dell'energia

Costo livellato dell’energia, accumulo e idrogeno: cosa sta cambiando

I costi delle tecnologie rinnovabili continuano a diminuire a livello globale, anche se a un ritmo rallentato, mentre nuove preoccupazioni nei mercati delle materie prime dell'energy storage

Costo livellato dell'energia
Foto di Boke9a da Pixabay

 Tre report sul costo livellato dell’energia green

(Rinnovabili.it) – La banca d’affari Lazard ha pubblicato in questi giorni i suoi nuovi approfondimenti annuali sul costo livellato dell’energia. Tre report dedicati rispettivamente ai costi della generazione elettrica rinnovabile (LCOE), dell’accumulo energetico (LCOS) e della produzione di idrogeno (LCOH).

Il lavoro nasce con l’obiettivo di monitorare la competitività di alcune tecnologie confrontandole con la generazione energetica “convenzionale “, ossia carbone, nucleare e gas a ciclo combinato. “I nostri tre studi insieme documentano la continua accelerazione della transizione energetica”, ha affermato George Bilicic, vicepresidente e capo del gruppo Power, Energy & Infrastructure di Lazard. “Oggi ci mostrano come la transizione non è dominata da nessuna soluzione in particolare; predomina invece il nuovo approccio ‘tutto quanto insieme’, che include energia rinnovabile, stoccaggio, idrogeno e altre soluzioni. Sarà questa la chiave per effettuare il passaggio permanente a maggiore efficienza energetica e sostenibilità”.

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LCOE di eolico e fotovoltaico

Il rapporto sul costo livellato dell’energia rinnovabile mostra il continuo calo dell’LCOE di eolico e fotovoltaico a livello mondiale, nonostante alcune differenze a livello regionale. Una spirale discendente che tuttavia ha rallentato il ritmo nell’ultimo periodo a causa delle riduzioni dei costi di capitale e un aumento della concorrenza. Nel complesso il comparto registra importanti miglioramenti in termini di scala e tecnologia. 

In un confronto base – vale a dire senza tenere conto dei sussidi, dei costi del carburante o del prezzo della CO2 – il fotovoltaico su scala utility è quello che registra la riduzione più rapida con un LCOE medio che parte da un minimo di 28-37 dollari il MWh (film sottile) ad un massimo di 30-41 dollari/MWh (silicio cristallino). Ma il record di convenienza spetta ancora una volta all’eolico a terra con un LCOE con un minimo di 26 dollari/MWh.

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Credits: Lazard

Quando sono aggiunti sussidi governativi (il rapporto include quelli statunitensi), il costo dell’eolico onshore e del solare su larga scala continua a essere competitivo con il costo marginale della generazione di carbone, nucleare e gas a ciclo combinato. Con valori di media di 27 $/MWh per fotovoltaico e 25 $/MWh per eolico, 42 $/MWh per il carbone, 29 $/MWh per il nucleare e 24 $/MWh per il gas.

Il costo livellato dell’accumulo

Il rapporto sull’LCOS mostra come la preferenza del settore si stia spostando sempre più verso la tecnologia al litio-ferro-fosfato (“LFP”), soluzione meno costosa delle concorrenti agli ioni di litio (soprattutto nelle applicazioni di breve durata) e dotata di  prestazioni termiche più favorevoli, nonostante la minore densità energetica volumetrica.

In questo campo, l’inflazione dei costi a monte (dovuta, tra le altre cose, ai vincoli di offerta nei mercati delle materie prime e nelle attività manifatturiere) sta mettendo sotto pressione i costi di capitale dell’energy storage. Nel frattempo le applicazioni ibride stanno diventando sempre più preziose e diffuse man mano che gli operatori di rete iniziano ad adottare metodologie di Estimated Load Carry Capability (“ELCC”) per valutare le risorse.

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Credits: Lazard
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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 • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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