Modello energetico distribuito, sistemi di storage e solare: rivoluzione energetica dietro l’angolo

energiasolareSono oramai alcuni anni che le nuove energie rinnovabili e le nuove tecnologie di efficienza energetica hanno finalmente intrapreso la marcia per disegnare finalmente un nuovo modello energetico distribuito e finalmente intelligente e bidirezionale, in luogo di quello concentrato, desolatamente unidirezionale, fatto di grandi poli energetici distanti anche alcune centinaia di chilometri dai luoghi di utilizzazione. Una variabile fondamentale per la crescita della generazione distribuita, come già ampiamente trattato è rappresentata dal costo delle tecnologie di accumulo, sempre più variegate e fondamentali per assicurare la stabilità delle nuove reti intelligenti. Molto interessante al riguardo, le elaborazioni contenute in una relazione, presentata recentemente ad Amsterdam nel corso di EU PVSEC, di un esperto analista del settore fotovoltaico come Winfried Hoffmann, ex capo manager tecnico di Applied Materials. Secondo le elaborazioni, i costi dello storage, potrebbero ridursi con un trend del 7% all’anno. Una previsione quella di Hoffmann che fa seguito a quella, formulata in tempi non sospetti, sulla evoluzione futura dei costi del solare, abbastanza precisamente verificatasi. In una intervista rilasciata a PV Magazine, Hoffmann afferma che applicando per i costi delle batterie agli ioni di litio lo stesso metodo utilizzato per i moduli FV si riesce a dimostrare che la loro riduzione corrisponderebbe a circa il 15-20% per ogni raddoppio della produzione. Al riguardo, un modulo FV nel 2000 costava tra 5 e 6 $/Wp, arrivando agli 0,5-0,6 $/Wp del 2014.
Secondo Hoffmann, saranno le batterie al litio utilizzate per la mobilità elettrica, che riusciranno a scendere sotto la soglia strategica dei 100 $ per kWh di capacità, quando saranno installati volumi per una capacità cumulativa di almeno 1 TWh a livelo mondiale (vedi grafico della curva di apprendimento per le batterie al litio, a cura di W. Hoofmann).

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Ad oggi, le batterie per le auto elettriche rappresentano una capacità di accumulo totale di circa soli 7 GWh. Ma con una crescita annuale del 31%, un obiettivo che potrà essere raggiunto già nel 2030. Uno sviluppo molto realistico, secondo Hoffmann, dal momento che, ad esempio, la potenza fotovoltaica tra il 2000 e il 2010 è cresciuta in media del 41% ogni anno, facendo praticamente registrare un raddoppio in poco più di 2 anni. Il costo di una batteria al litio per auto nel 2012, era di circa 520 $/kWh, con un fattore di peso di ben un terzo, relativo al contenitore o packaging, mentre i restanti due tarzi, di circa 340 $, erano imputabili alle celle, come spiega l’analista. Entro il 2020 è prevista una riduzione del costo del packaging, destinato a scendere ad appena 50 $, con un ulteriore dimezzamento entro il 2030 (vedi grafico seguente).

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Il profilo di batteria presa a riferimento per la elaborazione da Hoffmann, prevede un tipico uso intorno all’80% e un numero di cicli di carica e scarica pari 5mila. Un profilo da cui deriva una stima del costo dell’elettricità stoccata in discesa da 0,20 €/kWh (0,25 $) del 2012 a 0,05 €/kWh (0,06 $) nel 2030. Inoltre, con un costo dell’elettricità solare che potrebbe arrivare a 0,05-0,10 €/kWh, si rivelerebbe molto più conveniente per una famiglia, consumare il kWh generato con il proprio impianto solare, potendo così puntare ad un autoconsumo spinto, invece che acquistare energia dalla rete. Una produzione di energia elettrica rinnovabile distribuita che, in questi mutati scenari, potrebbe avere costi inferiori a quella dei nuovi impianti nucleari e delle centrali a carbone con sequestro e stoccaggio della CO2 (CCS), che dopo anni di sviluppi, studi e ricerche non fa registrare oltretutto segnali incoraggianti (vedi post “Sistemi di cattura della CO2 (CCS): non ci siamo“). Indicazioni davvero importanti, considerata anche l’autorevolezza della fonte, che indicano una imminente svolta dell’attuale obsoleta struttura energetica, legata a fonti fossili o comunque non distribuite come il nucleare, che si aggiunge a tanti altri studi dello stesso segno, soprattutto se contestualizzata anche ad un altro autorevole report “Energy Technology Perspectives”, diffuso in questi giorni da IEA e di cui è scaricabile l’Executive Summary in calce al post, secondo il quale, la famiglia guida tra le energie rinnovabili come il solare, in tutte le sue forme, produrrà oltre il 50% dell’energia elettrica mondiale entro il 2050, raggiungendo quota 4.600 GW, fornendo in totale 6.500 Twh di elettricità all’anno. Ad esporre i risultati del rapporto, il responsabile energie rinnovabili di IEA, Paolo Frankl, nel corso di una conferenza svoltasi ad Amsterdam in questi giorni. Secondo Frankl a trainare il boom del settore solare nei prossimi decenni sarà la continua decrescita dei costi dei componenti da un lato e dei continui progressi tecnologici che proseguiranno inarrestabili, migliorando sia l’efficienza del processo di conversione che la durata dei pannelli.

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Secondo gli analisti IEA, fotovoltaico, solare termico e solare termodinamico a concentrazione, costituiranno, nel 2050, la maggiore fonte di energia elettrica entro il 2050 con il fotovoltaico capace di fornire, in quell’anno, il 16% dell’elettricità mondiale. Secondo Frankl, la cifra del 16%, è nettamente più alta rispetto a stime precedenti, perché una più rapida evoluzione del settore, con il fotovoltaico che è oggi imbattibile e competitivo rispetto a qualsiasi altra tecnologia. Frankl ha tenuto a precisare poi che il solare termico e il solare fotovoltaico, non sono affatto rivali nel mercato energetico ma bensì complementari, con una crescita che nei prossimi anni procederà di pari passo in Paesi come India e Stati Uniti, con le due tecnologie che forniranno energia pulita al mondo. Paese già oggi leader e che vanterà il maggior numero di installazioni nel fotovoltaico sarà la Cina, che entro il 2050 sarà detentore di ben il 37% della capacità fotovoltaica installata in tutto il mondo. Per centrare questo ambizioso obiettivo del 50% al 2050, sarà però necessario superare scogli di non poco conto, come completare armonicamente la migrazione verso le reti elettriche intelligenti (smart grids), base fondamentale per il completamento della rivoluzione energetica, ma soprattutto rendere competitivi e meno rischiosi gli investimenti nei Paesi in via di sviluppo, ed una decisiva azione dei Governi alle imprese, guardando finalmente al solare, non più come un mercato di nicchia, ma finalmente noltre, dovranno poter contare sul sostegno dei Governi. Il mondo intero dovrà cambiare prospettiva guardando al solare non più come un mercato di nicchia, ma come finalmente come una fonte di energia dominante.

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Sauro Secci

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