Un mondo 100% rinnovabili? Richiede tecnologie di accumulo differenti

Una nuova analisi del NREL mostra che solo impiegando soluzioni di storage differenti è possibile garantire un’alimentazione energetica completamente “verde”

tecnologie di accumulo
Foto di akitada31 da Pixabay

Un sguardo all’evoluzione delle tecnologie di accumulo

(Rinnovabili.it) – L’obiettivo di un mondo alimentato al 100% da energie rinnovabili è ancora lontano. Ma sulla fattibilità i dubbi sono sempre meno. E non solo perché iniziano ad apparire le prime grandi e piccole realtà completamente a zero emissioni a segnare la strada. Diversi studi di settore stanno, infatti, cercando di metter a punto la ricetta perfetta che possa assicurare energia pulita, affidabile ed economica per tutti. Il lavoro non è semplice e il NREL, uno dei più celebri istituti di ricerca del governo statunitense, ha voluto dare il suo contributo. In un recente studio gli scienziati hanno valutato l’apporto delle tecnologie di accumulo rispetto uno scenario di rinnovabili al 100%.

Ma soprattutto hanno spiegato come nessuna tecnologia potrà costituire da sola il cosiddetto “silver bullet”, ossia la risposta miracolosa rispetto tutte le diverse esigenze energetiche. È preferibile piuttosto un portafoglio di soluzioni di stoccaggio differenti, come spiegano nell’articolo pubblicato su Energy & Environmental Science (testo in inglese). Il fatto è che ogni sistema energetico è diverso, con una domanda, una distribuzione di fonti rinnovabili, condizioni meteorologiche, ecc. differenti”, ha affermato Omar J. Guerra, ricercatore NREL e autore principale dell’articolo. “Abbiamo scoperto che l’energy storage consente il minor costo dell’energia in tempi e circostanze economiche diverse su sistemi altamente rinnovabili. Quindi stiamo esaminando una combinazione di tecnologie di accumulo per la rete del futuro”.

Guerra e i ricercatori Joshua Eichman e Paul Denholm hanno utilizzato un modello di ottimizzazione personalizzato ad alta risoluzione per confrontare le combinazioni di accumulo energetico negli Stati Uniti. Ad esempio, la rete California Independent System Operator (CAISO) ha oggi un’elevata penetrazione di impianti solari e trarrebbe vantaggio dall’impiego di stoccaggi stagionali per circa 50 giorni in maniera da coprire i mesi invernali. Al contrario il Midcontinent Independent System Operator (MISO) – la rete che copre il Midwest statunitense e una parte della regione meridionale del Paese – offre una maggiore penetrazione eolica. Qui il modello suggerisce di implementare lo stoccaggio stagionale di breve durata, con una capacità da cinque a 14 giorni. Si tratta in entrambi i casi di durate molto superiori a quelle delle tecnologie di accumulo impiegate attualmente.

Meglio le batterie al litio o l’accumulo ad aria compressa?

Come spiegano gli scienziati, le diverse soluzioni di storage affrontano compromessi fondamentali in termini di efficienza e costi di capitale. Lo stoccaggio di breve durata (intragiornaliero) come quello offerto dalle batterie agli ioni di litio ha efficienze più elevate ma anche costi energetici più elevati. Quello di lunga durata come l’aria compressa o l’accumulo termico ha costi energetici inferiori ma è meno efficiente. green

“Con sistemi ad alta penetrazione di rinnovabili […] dobbiamo essere consapevoli di quale mix di stoccaggio possa essere il migliore in determinate posizioni o sistemi. I costi, inclusi i quelli delle emissioni di CO2 evitate, variano sostanzialmente con la scelta del portafoglio tecnologico“, ha affermato Guerra.

Lo studio ha rilevato che man mano che un sistema si avvicina alla completa decarbonizzazione energetica, una quota crescente del suo mix di stoccaggio trae vantaggio da una capacità d’accumulo più giorni o anche stagionale. Ciò è dovuto a un crescente disallineamento del carico residuo e della fornitura di energia rinnovabile.

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