L’over-produzione nei periodi di eccedenza, richiede l’adozione di sistemi di stoccaggio ad hoc
Rivista: AMBIENTE
Casa editrice: Publindustria srl. Numero 6
Luglio 2011
Articolo: L’energia va immagazzinata
Riassunto a cura di: Roberto Reffo
Istituto: La Meccanica
Lo schema di produzione dell’energia elettrica prevede una copertura di base da parte di grandi centrali poco flessibili (grandi centrali termoelettriche e centrali nucleari) e di centrali a rapido avviamento (centrali a turbogas) per le punte di domanda. Il sistema di produzione manca della possibilità di accumulo dell’energia elettrica nei momenti di scarsa richiesta (a parte le centrali di pompaggio).
L’introduzione delle energie rinnovabili ha aumentato questa criticità del sistema già abbastanza delicato. Infatti il problema delle energie da fonte eolica e FV è la loro discontinuità stagionale e notturna alla quale si sovrappone, nel lungo termine, la imprevedibilità metereologica. Paradossalmente uno studio dell’agenzia tedesca per l’energia (DENA) nel 2005 già prevedeva grossi problemi con possibili black-out per sovracapacità dovuta all’introduzione delle energie rinnovabili e indicava nella quota del 15% il limite massimo di energia intermittente che una rete convenzionale può tollerare.
L’energia va immagazzinata
In attese delle cosiddette “smart grid” (reti intelligenti di distribuzione dell’energia elettrica), l’ideale sarebbero i sistemi di “stoccaggio energetico”.
Qui di seguito illustriamo alcuni dei possibili sistemi di stoccaggio:
Batterie
In Giappone sono stati sviluppati nuovi sistemi di batterie al solfuro di iodio NaS in grado di immagazzinare grandi quantità di energia anche se si prevedono per il futuro batterie al litio-ione molto leggere e con efficienza fino al 97% oppure batterie a flusso con elettrolita a base di sali di vanadio.
Pompaggio
Una tecnologia ben conosciuta per il livellamento della domanda all’offerta è rappresentata dal pompaggio di acqua o aria: di giorno l’acqua di un bacino viene utilizzata per la produzione di energia mentre di notte l’acqua viene ripompata nello stesso bacino: il rendimento del sistema però è molto basso anche se efficace.
Sistema ad aria compressa CAES (Compressed Air Energy Storage): l’energia in eccesso viene utilizzata per comprimere aria entro cavità sotterranee. L’aria compressa viene poi utilizzata come comburente per aumentare il rendimento di turbine a gas. Siti di grandi dimensioni dove stoccare le grandi quantità di aria compressa. non sono però facilmente reperibili e comunque l’allestimento risulta molto costoso.
Sistemi di accumulo avanzati basati sull’accumulo di energia termica: mediante sali fusi o olio diatermico
Impianti a volano: garantiscono rapidità di intervento e rendimento fino al 96%. L’energia meccanica ottenuta da un motore elettrico viene utilizzato per mettere in moto un volano che rende l’energia accumulata al momento opportuno.
Produzione di idrogeno: l’energia in eccesso viene utilizzato nella produzione di idrogeno per scissione termica o per scissione elettrolitica. Manca una rete di distribuzione del gas e l’accumulo in pressione è costoso.
Interessante è l’utilizzo dell’idrogeno per la produzione di metano reagendo con CO2 su catalizzatori a base di rutenio.