Rapporto E-mobility di IEA: fondamentale innovare la chimica delle batterie

Puntuale anche quest’anno il nuovo “Global Electric Vehicle (EV) Outlook 2018” dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), scaricabile in calce al post, ci fornisce una puntale fotografia della situazione della mobilità elettrica 2018, concentrandosi particolarmente alla individuazione sia dei punti di forza ma anche delle debolezze del settore.

Secondo il nuovo rapporto a risultare determinate per la definitiva consacrazione del settore, sarà la nuova chimica delle batterie. Come si precisa nel nuovo report, La rapida diffusione dei veicoli elettrici è stata favorita anche dai progressi compiuti negli ultimi anni per migliorare le prestazioni e ridurre i costi delle batterie agli ioni di litio”, precisando anche che  per la rapida diffusione delle auto elettriche “sono essenziali ulteriori riduzioni dei costi e miglioramenti delle prestazioni […] realizzabili con una combinazione di chimiche migliorate e un aumento della scala di produzione delle batterie”.

Il 2017 è stato l’anno nel quale l’e-mobility ha superato il traguardo dei 3 milioni di unità circolanti nel mondo tra auto ibride plug-in e full electric, con la Cina assoluta dominatrice a livello globale con quasi 580.000 e-car vendute in un anno, seguita dagli USA con 280.000 vetture, e i Paesi del nord Europa, con la Norvegia in primis, che rimangono leader per quota di mercato, ossia per la percentuale di veicoli elettrici immatricolati sul totale. Si tratta di trend interessanti che dal settore auto si propagano anche a quello delle flotte di autobus elettrici, che hanno raggiunto i 370.000 mezzi circolanti a livello mondiale e con le e-bike che hanno superato di slancio il traguardo delle 250 milioni di unità. Si tratta di tendenze che per essere ulteriormente accelerate nel medio e lungo termine necessitano di nuovi sforzi su uno degli elementi chiave dei full electric,  e cioè le batterie.

Fonte: IEA “Global Electric Vehicle (EV) Outlook 2018”

Uno dei elementi strategici più importanti sono rappresentati dalle materia prime alla base dei nuovi sistemi di accumulo, sia in termini quantitativi che della loro distribuzione spaziale, con occhi puntati anche sui nuovi materiali rispetto ai minerali attuali di avanguardia come nichel, litio e cobalto. Si tratta infatti di materie prime che si trascinanodietro una varietà di problemi come la loro distribuzione nel pianeta, come ad esempio l’offerta di cobalto, concentrata per ben il 60% nella Repubblica Democratica del Congo, con ben il 90% del minerale grezzo estratto nel paese africano che viene raffinato in Cina, paese che controlla oramai la quasi totalità dell’intera filiera. Al riguardo nel report si rileva come “Anche tenendo conto dei continui sviluppi della chimica delle batterie, la richiesta di cobalto per i veicoli elettrici dovrebbe aumentare tra le 10 e le 25 volte rispetto ai livelli attuali entro il 2030.

In un tale contesto diviene fondamentale la capacità di innovazione e di processi alternativi. Nel nuovo rapporto IEA, si rileva come per garantire la progressiva diffusione della mobilità elettrica nel rispetto di obiettivi di sostenibilità ambientale e sociale, si renderà necessaria l’adozione di standard minimi sul lavoro e sulle condizioni ambientali, che significa anche riuscire a migliorare i processi di riciclo delle batterie a fine vita (vedi post “Sistemi di accumulo: il litio e la sua doppia vita ed oltre insieme ad altri “giovani metalli). “In prospettiva, le politiche di supporto e le riduzioni dei costi potrebbero condurre a una crescita significativa e continua nel mercato dei veicoli elettrici”. Gli scenari elaborati dall’Agenzia prevedono che al 2030 si possa raggiungere un numero di e-car su strada variabile dai 125 ai 220 milioni a seconda del livello d’ambizione profuso.

Scarica il “Global Electric Vehicle (EV) Outlook 2018

Sauro Secci

Annunci
Pubblicato in Mobilità Sostenibile | Contrassegnato , , , , , , | Lascia un commento

L’Italia e i siti inquinati: 12000 morti in 8 anni e troppi giovani

Quando nel nostro paese viene aggiornato lo Studio “Sentieri” (acronimo di Studio Epidemiologico Nazionale Territori ed Insediamenti Esposti a Rischio di Inquinamento), documento di riferimento coordinato dell’Istituto Superiore di Sanità per seguire l’andamento della epidemiologia tra gli abitanti che vivono intorno ai SIN (Siti di Interesse Nazionale).

Si tratta di SIN (Siti di Interesse Nazionale) individuati a cavallo degli anni 2000 e dei maggiori SIR (Siti di Interesse Regionale), caratterizzati da alta concentrazione di inquinamento. Anche quest’anno dati davvero allarmanti quello che giungono dall’aggiornamento di SENTIERI con un incremento del rischio di mortalità del 4-5% degli abitanti coinvolti, rispetto a quelli che vivono fuori da quelle aree. Entrando nello specifico si tratta di incrementi di mortalità del +4% per gli uomini e del +5% per le donne.

Un autentico viaggio nella industrializzazione senza una effettiva coscienza ecologica, ancora lontana dall’affermarsi che caratterizzo la ricostruzione e fino alla fine del XX secolo, accompagnandoci fino ad oggi, che comprende aree come le miniere del Sulcis in Sardegna, le acciaierie dell’Ilva di Taranto, le raffinerie di Gela in Sicilia, l’area ex Caffaro di Brescia, il litorale domizio e flegreo in Campania disseminato di discariche di rifiuti tossici, la città simbolo dell’amianto Casale Monferrato, e molte altre. Un bilancio davvero pesante in termini di vite umane quello tracciato dall’aggiornamento del Sentieri, con 11.992 morti, dei quali 5.285 per tumori e 3.632 per malattie dell’apparato cardiocircolatorio.

Come ha spiegato il  responsabile scientifico del progetto “Sentieri” e grande esperto epidemiologo Pietro Comba (vedi post Ippocampo “Bonifiche Siti di Interesse Nazionale: nasce una rete dei Comuni per la bonifica dei SIN”) durante la presentazione dei risultati nel workshop “Un sistema permanente di sorveglianza epidemiologica nei siti contaminati”, ospitato dal Ministero della Salute: Sono numeri degni di nota e nel complesso tracciano un quadro coerente con quello emerso dalle precedenti rilevazioni. Questo significa che non vi è stato ancora un generale miglioramento della situazione della contaminazione ambientale a livello nazionale. Sui 45 siti sui quali si è focalizzata l’analisi realizzata dal 2006 al 2013 che impattano su un totale di circa 6 milioni di abitanti, residenti in 319 comuni sono stati considerati nove diversi tipi di esposizione ambientale come: amianto, area portuale, industria chimica, discarica, centrale elettrica, inceneritore, miniera o cava, raffineria, industria siderurgica. Una finalità quella dello Studio Sentieri di individuare le aree e gli agenti inquinanti di maggiore critici per guidare opportunamente gli interventi di risanamento ambientale più urgenti da intraprendere per la tutela della salute dei cittadini.

Un ulteriore aspetto di allarme nei dati dell’aggiornamento di Sentieri, è quello legato all’incremento di tumori maligni di ben il 9% nella fascia di età tra 0 e 24 anni. Proprio nella suddetta fascia di età, rispetto a persone non a rischio, è stato riscontrato un aumento del 62% per i sarcomi dei tessuti molli66% per le leucemie mieloidi acute50% per i linfomi Non-Hodgkin. Dati, questi ultimi che riguardano solo 28 del totale dei 45 siti oggetto dello studio Sentieri, corrispondenti solo a quelli quelli dove è presente il registro tumori. Su questo ulteriore allarmante dato il commento fatto all’ANSA di Ivano Iavarone, primo ricercatore Iss e direttore del centro collaborativo OMS Ambiente e salute nei siti contaminati, secondo il quale L’eccesso di incidenza di patologie oncologiche rispetto alle attese riguarda anche i giovani tra 20 e 29 anni residenti nei cosiddetti Siti di Interesse Nazionale, tra i quali si riscontra un eccesso del 50% di linfomi Non-Hodgkin e del 36% di tumori del testicolo.

 Sauro Secci

 

Pubblicato in Impatto Ambientale | Contrassegnato , , , | Lascia un commento

L’agricoltura e la riscoperta dell’irrigazione a energie rinnovabili

Per me che per anni, per lavoro ho attraversato le campagne della Maremma, terra alla perenne ricerca di soddisfare il proprio fabbisogno idrico e costellata per questo dal simbolo dell’antropizzazione di quella terra come le mitiche pompe eoliche multipala della Vivarelli (vedi foto di testata), fa un certo effetto leggere il nuovo rapporto pubblicato dalla FAO che delinea i benefici delle pompe solari per le aziende agricole di tutte le dimensioni nel mondo.

Secondo il nuovo studio FAO dal titolo “The Benefits and Risks of Solar Powered Irrigation – a global overview” puntare sui sistemi di irrigazione a energia rinnovabile di matrice solare, è cosa importante non solo per l’agricoltura dei paesi in via di sviluppo ma anche per quelli industrializzati come la California. Nello studio sono presentati i vantaggi legati alla adozione di tecnologie basate su pompe ad energia solare per l’irrigazione che può portare ad una riduzione delle emissioni di gas serra per unità di energia utilizzata per il pompaggio dell’acqua di oltre il 95% rispetto alle alternative tradizionalmente alimentate per esempio da energia elettrica prodotta con combustibili fossili.

La domanda di irrigazione legata alle esigenze di produzione alimentare che soddisfi la popolazione mondiale è in continuo aumento, contestualmente alla diminuzione delle scorte di acqua dolce che il pianeta deve affrontare ed agli alti costi elevati dell’elettricità o alla mancanza stessa di sistemi elettrici adeguati in contesti rurali. Proprio per questa serie di motivazioni anche congiunturali, l’utilizzo dell’energia solare per l’irrigazione  dell’acqua è una alternativa importante rispetto all’elettricità prodotta con sistemi di pompaggio a base diesel. Si tratta di pompe solari prettamente basate sulla tecnologia fotovoltaica, che ha subito una enorme evoluzione nell’ultimo decennio anche a livello di costi, che converte l’energia solare in energia elettrica per funzionare una pompa idraulica a motore a corrente continua o alternata.

Infografica tratta dal nuovo Rapporto FAO “The Benefits and Risks of Solar Powered Irrigation – a global overview”

Nonostante questo le pompe solari ancora un costo di investimento iniziale relativamente elevato, per il quale si rendono necessari finanziamenti e di sussidi, con particolare riferimento per i piccoli agricoltori. Proprio a fronte di questo aspetto l’invito della FAO ai governi di tutto il mondo è quello di orientarsi verso sussidi verdi abbandonando quelli solitamente legati a combustibili fossili (gasolio agricolo). Un ulteriore significativo vantaggio è poi costituito dal fatti che i pannelli solari producono energia anche nei periodi in cui non è necessaria l’irrigazione, migliorando la gestione di opifici agricoli come mulini, depuratori d’acqua  risaie, etc..

Proprio in questo ambito si colloca la significativa attività di monitoraggio dalla Environmental Protection Agency, sulle emissioni derivanti dalle pompe di irrigazione in California, visto che in quel paese si stima infatti che ben il 70-75% delle risorse idriche e circa l’8-10% della propria energia primaria venga utilizzata per l’irrigazione, con le pompe che consumano circa il 98% dell’energia totale utilizzata nelle aziende agricole californiane.

Incremento dell’efficienza di pompaggio, economicità di gestione, riduzione delle emissioni inquinati e climateranti e perfetta sintonia con la sempre più diffuse pratiche legate a metodi di coltura biologici, sono solo i principali vantaggi che  l’irrigazione ad energia rinnovabile può offrire agli agricoltori. Al riguardo lo stato della California ha già messo in campo una serie di politiche e di pianificazioni finalizzate alla promozione dell’adozione di tecnologie basate sull’energia solare per agricoltori e allevatori. Tra questi, per esempio, si collocano gli incentivi federali a strumenti come il Rural Energy for America Program (REAP) che supporta l’uso delle rinnovabili e il miglioramento dell’efficienza energetica, incoraggiando studi di fattibilità nel campo delle green energy e degli audit energetici. Sono inoltre in corso progetti per l’adeguamento della gestione delle risorse idriche ai cambiamenti climatici supportati da una piattaforma di stakeholder, sotto il nome di “California Water Action Collaborativo” (CWAC).

Al riguardo, proprio uno dei paragrafi dell’Almanacco di Ecofuturo è dedicato ad una bellissima storia tutta italiana di una elio pompa solare della Somor di Lecco, azienda operativa  fino al 1964, prima di soccombere alla prepotenza del boom economico basato sul petrolio che oggi sta mostrando tutto il suo oscuro rovescio della medaglia, andando in liquidazione. Straordinario dopo ben 50 anni, riscoprire quella esperienza da parte di Giordano Mancini, che con la Nuova Somor ha riesumato, attualizzandole con le tecnologie oggi disponibili, quelle antiche tecnologie solari, così attuali oggi in piena crisi della società consumistica, giunta oramai al capolinea (vedi post “Povertà ed accesso all’acqua nel mondo: le grandi risposte delle rinnovabili con l’”eliopompa termodinamica””).

Scarica il Rapporto FAO ““The Benefits and Risks of Solar Powered Irrigation – a global overview” 

Sauro Secci

Pubblicato in Ambiente, Fonti Rinnovabili | Contrassegnato , , , , | Lascia un commento

Certificazione LEED: Savona prima città d’Europa

Sono passati oltre quattro anni da quando avevo dato conto delle attività di ricerca nell’ambito delle nuove reti intelligenti (smart grids, microgrids) che vedevano Savona, città laboratorio per lo sviluppo del primo esempio di microrete energetica intelligente italiana, con la messa a punto di “Smart Polygeneration Microgrid” (SPM) (link articolo), un vero e proprio cantiere laboratorio in ottica smart city, da replicare su scala più ampia in futuro, condotto dall’Università di Genova e da Siemens nel campus universitario.

Una esperienza importante quella avviata oramai quasi 5 anni fa, che ha permesso oggi a Savona di essere la prima città certificata LEED  (link sito Italy Green Building Councilin Europa. Si tratta di un impegnativo sistema di certificazione, orientato alla sostenibilità, alla buona pianificazione e al benessere del cittadino. Prima della città ligure solodue acittà a raggiungere questo grande traguardo come Washington D.C. Phoenix in Arizona. Savona riesce a battere le concorrenti europee ottenendo il livello Gold del programma LEED for Cities. Un sistema di certificazione che valuta tutti gli aspetti legati alla pianificazione e allo sviluppo delle metropoli, finalizzati al miglioramento degli standard di vita dei cittadini in tutto il mondo. Il prestigioso titolo è stato conferito dal Green Building Council statunitense (USGBC) e dal Green Business Certification Inc. (GBCI), istituti che in principio si occupavano esclusivamente del programma di certificazione LEED, il programma di certificazione per i green building capaci di garantire alti standard di sostenibilità (dal risparmio energetico, a quello idrico fino alla riduzione delle emissioni), che hanno recentemente esteso il loro programma di certificazione anche alle città.

Il programma LEED for Cities, come figlio del protocollo LEED, è in grande di misurare e gestire tutti i servizi urbani, come quello idrico, della distribuzione e utilizzazione di energia, della produzione e gestione dei rifiuti, del livello di fruibilità dei servizi di trasporto pubblico. Le città che ambiscono ad ottenere la certificazione LEED vengono valutate su una griglia di 14 parametri come energia, rifiuti, acqua,  trasporti, istruzione, salute, sicurezza e equità sociale. Per la partecipazione e la valutazione delle candidature per conseguire un voto sulle strategie adottate nei diversi  ambiti considerati, le città devono inserire tutti i loro dati sulla piattaforma online Arc, con l’assegnazione di un . Per ogni parametro sarà assegnato alla città un punteggio da 0 a 100.

Come detto in premessa, fondamentale per il conseguimento della prestigiosa attestazione è stato lo Smart Polygeneration Microgrid (SPM), elemento importante della politica energetica di Savona in combinazione con lo Smart Energy Building, è riuscita a creare un sistema in grado di bilanciare la generazioni e i carichi di energia, conseguendo risparmi significativi sia in termini economici che di impatto ambientale. Dal fronte di benessere e salute dei residenti, invece, Savona ha implementato strategie per il miglioramento della qualità dell’aria e e per ottenere risultati sul fronte della mitigazione dell’inquinamento in ambito urbano.

A seguire un breve video che ci accompagna nella “Smart Polygeneration Microgrid” di Savona.

Sauro Secci

 

Pubblicato in Fonti Rinnovabili, Efficienza Energetica, Ambiente, Generazione Distribuita | Contrassegnato , , , , | Lascia un commento

Inquinamento navale: il progetto di elettrificazione del porto di Genova

Il comparto della navigazione è quello che sta registrando ritardi sempre più gravi ed insostenibili, sopratutto in aree come il Mediterraneo, dove sono ancora vigenti limiti alle emissioni sempre più inadeguati, con particolare riferimento allo stazionamento in porto dei natanti.

Finalmente qualcosa si sta muovendo nel porto forse più importante del nostro paese come Genova,  dove l’Autorità di Sistema Portuale del mar Ligure Occidentale realizzerà, con un contratto da 8 milioni di euro, il  progetto “Shore to ship”, un sistema avanzato di alimentazione elettrica che consentirà di garantire l’alimentazione delle navi ormeggiate in porto, garantendone la piena operatività in stazionamento, senza l’accensione dei motori di bordo.

La realizzazione del nuovo progetto sarà affidata a Nidec ASI (link sito), azienda che si è aggiudicata il miglior punteggio tecnico ed economico nella gara d’appalto. Si tratta di una azienda tra i primi player a promuovere l’elettrificazione delle banchine dei porti, attività di adeguamento definita come “cold ironing” e fondamentale per la riduzione dell’impatto ambientale delle attività portuali e per il risparmio energetico. Un progetto essenziale per dare risposte ai nuovo standard previsti dalle direttive dell’Unione Europea che, fino dal 2003, invitano i porti ad adottare sistemi shore to ship per ridurre le emissioni inquinanti delle navi in porto. Una raccomandazione che diventerà vincolante per tutti i porti europei entro il 2025.

Schematizzazione sistema di elettrificazione banchina (Fonte immagine H2it)

Un tale sistema di elettrificazione delle banchine rende possibile la drastica riduzione delle emissioni di SOx, NOx, CO2 e di PM, fonti di inquinamento urbano in città già assediate, come Genova, da altre sorgenti emissive, con evidenti, grandi benefici per la salute pubblica delle “città di mare (vedi post “Il “mal d’aria” nelle città di mare e le “navi killer”: Mediterraneo vilipeso“) . A tutto ciò restano da aggiungere le grandi mitigazioni sul piano della significativa riduzione anche delle emissioni acustiche, altra fonte di grande impatto in città densamente popolate ed ad alta frequentazione turistica. come quasi tutte le nostre città portuali.

Sul nuovo progetto il commento di Kaila Haines, Marketing e PR Director di Nidec ASI, secondo il quale “questo progetto rappresenta un traguardo fondamentale rispetto alla riduzione dell’impatto ambientale delle attività portuali, tema centrale per promuovere un modello di sviluppo sostenibile in un Paese come l’Italia, con 7500 km di coste e 42 grandi porti. La trasformazione dei porti nell’ottica di una maggiore sicurezza e di un risparmio energetico può, inoltre, contribuire ad attrarre un più elevato numero di navi da crociera, con impatti positivi per il commercio e il turismo. Siamo orgogliosi di collaborare con il Porto di Genova apportando la più avanzata tecnologia, unita alla capacità di soddisfare esigenze specifiche attraverso soluzioni personalizzate e a una comprovata esperienza, sviluppata grazie alle diverse applicazioni già installate nel Porto di Livorno, nei Cantieri di Muggiano – La Spezia, nelle Basi Militari Navali di Taranto e a Tolone (Francia)”.

A seguire un video relativo alla tecnologia “Shore to ship” in via di realizzazione nel porto di Genova, di un grosso fornitore tecnico del settore come ABB

Sauro Secci

 

Pubblicato in Ambiente, Mobilità Sostenibile | Contrassegnato , | Lascia un commento

Un futuro nel segno dell’idrogeno anche per l’ILVA?? La soluzione svedese

Nel momento particolare di insediamento del nuovo Governo nel nostro paese, una dei temi di maggiore impatto su ambiente e lavoro è indubbiamente quello della riconversione ambientale e quindi tecnologica, di uno dei più grandi poli siderurgici d’Europa come l’ILVA di Taranto, che ha accumulato ritardi abissali ed insostenibili su questi aspetti. Un fronte di grandissimo impatto, quello di inserire tutte le più avanzate tecnologie per ridurne l’impatto ambientale, in gergo definite “migliori tecnologie disponibile”, tra le quali anche gli aspetti di riduzione delle emissioni inquinanti e climalteranti, con la CO2 dell’industria siderurgica.

Un contributo di grande rilevanza quello del comparto siderurgico alle emissioni di CO2, dal momento che alle sole acciaierie è attribuito circa il 5% della CO2 antropica totale.

Il processo siderurgico emette grandi quantità di CO2 sia per la grande quantità di calore necessaria alle fasi di fusione sia per trasformare l’ossido di ferro dei minerali in ferro metallico, sia per l’utilizzo di carbon coke, il quale, combinandosi ad alte temperature con l’ossigeno del minerale, produce CO2, generando ghisa (ferro addizionato di circa il 5% di carbonio), fusa e pronta per essere colata.

Si calcola che per la produzione di una tonnellata di ferro prodotto servono circa 500 kg di carbone, che a loro volta producono 1,5 tonnellate di CO2. Un dato che proiettato sulla produzione mondiale di acciaio di circa 1,5 miliardi di tonnellate all’anno, determina emissioni per il settore, intorno ai 2 miliardi di tonnellate di CO2, corrispondenti a 5 volte le emissioni annuali totali del nostro paese.

Una nuova prospettiva per la siderurgia potrebbe essere quella che sta nascendo in Svezia, che vede ancora una volta l’idrogeno come elemento fondamentale per la riduzione dell’impronta di carbonio. Si tratta del nuovo processo messo a punto dalla società svedese Hybrit (link sito), frutto di un progetto lanciato circa due anni dalla joint venture fra LKAB, SSAB e Vattenfall e finalizzato alla creazione di una catena del valore nel comparto siderurgico, senza combustibili fossili. Superata la fase di test, il progetto è oggi nella fase di pre-fattibilità, attraverso la prossima realizzazione del primo impianto pilota nella città di Luleå, nel nord della Svezia, ubicata a 250 km dai giacimenti minerari di Norrbotten.

Secondo SSAB, una delle società della jont venture, “L’industria siderurgica è uno dei settori ad alta emissione di CO2, (7% del carbonio rilasciato a livello globale). Si prevede che l’incremento demografico e l’espansione dell’urbanizzazione in espansione determineranno un aumento della domanda globale di acciaio entro il 2050. L’impronta di carbonio nel settore dell’acciaio è quindi una sfida sia per l’Europa che per il mondo”.

Obiettivo di Hybrit è la creazione della prima acciaieria a idrogeno al mondo, con la sostituzione degli altiforni per la fusione del minerale con un sistema di riduzione diretta del ferro a zero emissioni di CO2. Un grande progetto di riduzione di filiera dal momento che attualmente il carbone e il coke utilizzati per ridurre i minerali ferrosi, hanno origine transoceanica, arrivando addirittura da paesi remoti come l’Australia e che il progetto di Hybrit è basato sull’impiego di idrogeno prodotto con l’elettricità da fonti rinnovabili, con le emissioni di acciaieria che si ridurrebbero a semplice vapor acqueo.

La pianificazione del progetto svedese prevede di esercire l’impianto pilota per alcuni anni, fino al 2024. L’impianto pilota dovrebbe avere una capacità di riduzione del ferro di circa 1-2 tonnellate all’ora e sarà impiegato prevalentemente come strumento di sperimentazione e messa a punto di processo. Dal 2025 poi, i tre partner si impegneranno a costruire un’acciaieria a idrogeno dimostrativa che funzioni come una autentica struttura industriale, operativa 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e con una capacità di mezzo milione di tonnellate all’anno.

Si tratta di un progetto che vuole andare oltre la mera fase produttiva, come ha sottolineato Jan Moström, Presidente e CEO di LKAB, secondo il quale: La siderurgia senza fossili inizia nella miniera e attualmente stiamo lavorando intensamente su come progettare la prossima generazione di impianti a pellet e realizzare una futura miniera ‘elettrizzata’ e automatizzata”.

Sul piano dei costi il nuovo processo Hybrit, che ha conseguito anche un finanziamento da parte del governo svedese, presenta attualmente spese di produzione superiori del 20-30% rispetto ai metodi tradizionali, con il tema di progetto che sostiene che il divario di costo “si ridurrà” in una prospettiva evolutiva caratterizzata da prezzi del carbonio in salita e quelli della produzione di energia rinnovabile in diminuzione.

A seguire un bellissimo video animato che ci accompagna nei principi del nuovo progetto svedese.

Sauro Secci

Pubblicato in Impatto Ambientale | Contrassegnato , , , | Lascia un commento

Stoccaggio energia: i vantaggi delle batterie a flusso di elettrolita

La progressiva avanzata delle energie rinnovabili, leva fondamentale per la progressiva decarbonizzazione dei sistemi energetici e la migrazione verso un modello energetico distribuito, sta arricchendo sempre di più lo scenario delle famiglie di tecnologie di stoccaggio dell’energia, fino a qualche anno fa demandate unicamente ai sistemi di pompaggio idroelettrici (immagine di testata: Fonte CellCube).

Infatti ad affiancare le collaudate opzioni tecnologiche delle classiche centrali idroelettriche a pompaggio, oltre alle nuove frontiere di accumulo meccanico, elettrico ed elettrochimico con le batterie al litio, metallo aria, etc, c’è chi sta portando avanti innovazioni alternative nell’ambito dei sistemi di stoccaggio a flusso di elettrolita, come nei laboratori del Centro Ricerche Eni per le Energie Rinnovabile e l’Ambiente di Novara.

Una famiglia tecnologica quella delle batterie a flusso di elettrolita come dispositivi di accumulo ricaricabile, costituita da due serbatoi contenti gli elettroliti e una cella elettrochimica. Una configurazione che prevede che gli elettroliti vengano fatti fluire sugli elettrodi all’interno della cella, dove sono separati da una speciale membrana che permette il solo passaggio dei protoni.  In sostanza una configurazione tipica di un tale dispositivo di accumulo è composta da:

  • stack della batteria;
  • serbatoi di contenimento dell’elettrolita;
  • sistema di pompe e tubazioni per la circolazione dell’elettrolita.

esempio di configurazione di una batteria a flusso di tipo “Zinco-Bromo” (Fonte: ENEA)

Si tratta di una tecnologia che presenta notevoli vantaggi come la capacità di offrire un ciclo di vita molto più lungo rispetto a famiglie concorrenti e tempi di risposta più rapidi.

Altra grande peculiarità che contraddistingue questa tecnologia è l’indipendenza tra energia accumulata e  potenza erogata, dal momento che la prima è dipendente dal volume e dalla concentrazione di elettroliti contenuti nei serbatoi, mentre la seconda è esclusivamente funzione della superficie della membrana attraverso la quale avviene lo scambio ionico e del sistema di conversione della potenza. Si tratta di una configurazione che permette di ridurre drasticamente le problematiche di sicurezza riscontrate nelle batterie al litio, permettendo una certa flessibilità al design  ed evitando il fenomeno dell’autoscarica. Si tratta di un approccio tecnologico capace di esaltarsi proprio in progetti rinnovabili come fotovoltaico o eolico, potendo garantire una fornitura di energia pulita affidabile e costante e con ridotti costi di manutenzione.

Si tratta di un settore che sta registrando continui progressi a livello mondiale, con la sperimentazione di nuovi materiali attivi low cost, architetture semplificate e i primi impianti prototipali, con la ricerca che ha ancora ampi margini di miglioramento. In questo contesto, proprio il Centro Ricerche Eni per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente ha realizzato alcuni prototipi basati su diverse coppie elettrolitiche, conseguendo efficienze molto elevate, tanto che per uno dei progetti portati avanti all’interno del centro, è prevista la messa a punto di un sistema di accumulo basato sulle batterie di flusso realizzato in situ, da integrare direttamente a un impianto fotovoltaico. Ampia flessibilità applicativa per questa soluzione, idonea presta sia per applicazioni di rete che per impianti off-grid.

Sauro Secci

Pubblicato in Energy Storage | Contrassegnato , , | Lascia un commento