Firmato l’accordo GSE-Roma Capitale che rafforza la transizione ecologica

Firmato oggi campidoglio un protocollo d'intesa tra il Gestore dei Servizi Energetici e il Comune per promuovere un ampio programma di interventi di riqualificazione energetica dell'edilizia pubblica. Abbracciando anche misure di economia circolare e di autoconsumo collettivo

(Rinnovabili.it) – Solo scuole green per Roma 2030. Nei prossimi 7 anni gli istituti scolastici pubblici della capitale saranno oggetto di un ampio programma di rinnovamento energetico (e non solo) per metterli in prima fila nella transizione ecologica. La notizia arriva oggi direttamente dal Campidoglio dove il sindaco, Roberto Gualtieri, e l’Amministratore unico del GSE, Andrea Ripa di Meana, hanno firmato un protocollo d’intesa con cui sostenere il progetto. Tre anni di collaborazione che vedranno da un lato l’amministrazione comunale impegnata a portare avanti il suo programma di decarbonizzazione tramite investimenti mirati e dall’altro il Gestore che sosterrà passo dopo passo la trasformazione grazie ai propri strumenti di incentivazione, la propria esperienza e know-how.

Per Roma Capitale si tratta quasi di un passaggio obbligato essendo stata inserita, ad aprile 2022, tra le 100 città europee che parteciperanno alla missione comunitaria “100 Climate-Neutral and Smart Cities by 2030“. Di cosa si tratta? Di un’iniziativa finanziata con i fondi del programma Horizon Europe che permetterà a 100 comuni del Blocco di trasformarsi in modelli urbani intelligenti, sostenibili e a zero emissioni entro la fine di questo decennio. Un obiettivo ambizioso che trova nell’intesa tra l’amministrazione capitolina e il GSE uno degli strumenti principe per l’attuazione. 

“Per noi si tratta di una tappa molto importante per i nostri obiettivi di neutralità climatica e carbonica”, ha affermato in conferenza stampa il sindaco Gualtieri.”Per questo consideriamo strategica questa collaborazione con il GSE che intendiamo articolare su molte direttrici”, abbattendo le emissioni e l’inquinamento e riducendo i costi dell’energia. 

L’azione avrà come primo obiettivo la riqualificazione del patrimonio edilizio pubblico con un focus su scuole, uffici pubblici ed edifici residenziali pubblici “su cui abbiamo anche risorse PNRR”, spiega il sindaco. Via libera dunque a misure di efficientamento energetico supportate da strumenti incentivanti come il Conto Termico, ma anche all’installazione di nuovi impianti rinnovabili, fotovoltaico in primis, sfruttando superfici e aree comunali idonee.

Spiega Edoardo Zanchini, direttore dell’Ufficio clima del Comune di Roma: “Stiamo lavorando ad una gara calore e luce per il 2024, in collaborazione con il GSE, in cui divideremo il comune di Roma in lotti. Chi si candida potrà prendere le risorse per degli incentivi fino al 65% previsti da Conto termico”. Tali risorse supporteranno progetti di riqualificazione e gestione, iniziative votate alla riduzione delle emissioni e alla sostituzione del gas fossile con tecnologie energetiche più sostenibili, dal solare alle pompe di calore.

Che il progetto coinvolga in primis proprio le scuole non sorprende dal momento che per questo settore è già iniziato il percorso di transizione ecologica. A luglio dello scorso anno sono state le prime 212 realtà tra nidi, scuole dell’infanzia, elementari e medie della Capitale da convertire in strutture ecosostenibili tramite l’adesione al Contratto Istituzionale di Sviluppo (CIS). Ora l’impegno si amplia e si alza di livello, come spiega lo stesso Gualtieri. “Grazie alla collaborazione con il GSE possiamo puntare a riqualificare da un punto di vista energetico tutte le scuole di Roma entro il 2030, andando a completare il lavoro in corso sulle 212 strutture scolastiche finanziato con il CIS”, ha sottolineato il primo cittadino. “Un intervento senza precedenti che non solo permetterà di avere scuole più belle e cantieri green, ma anche di abbattere bollette, emissioni climalteranti e inquinamento”.

L’obiettivo è anche quello di creare comunità energetiche e gruppi di autoconsumo collettivo, valorizzare gli asset comunali, sviluppare infrastrutture per la ricarica elettrica dei veicoli e curare il mantenimento delle performance tecnico economiche degli impianti solari incentivati realizzati sugli edifici di Roma Capitale. A ciò si aggiunge l’introduzione di modelli innovativi per la chiusura del ciclo dei rifiuti urbani, come gli impianti di biodigestione anaerobica per la produzione di biometano e la produzione di energia elettrica e calore tramite il termovalorizzatore da collegare a reti di teleriscaldamento.

“GSE sostiene Roma Capitale nel percorso verso la decarbonizzazione, apportando la propria consolidata esperienza di collaborazione con molti Enti Locali anche sui progetti del PNRR”, ha aggiunto l’Amministratore Unico del GSE. “La transizione ecologica è un processo sfidante che arreca benefici ai territori in molte forme, dall’installazione di nuova capacità di generazione rinnovabile alla creazione di comunità per la condivisione di energia, dallo sviluppo delle reti di ricarica per la mobilità elettrica sino all’efficientamento del patrimonio edilizio e segnatamente delle scuole, tutti interventi su cui GSE conta di essere utile”. Oltre alle diverse attività di carattere operativo, il Gestore sarà impegnato a sostenere il Comune di Roma Capitale con programmi di formazione, servizi di assistenza tecnica e attraverso un sistema di tutoraggio dedicato.

Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na₂S_x come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

“Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

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L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda. 

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.