Batterie e sistemi di accumulo sono fondamentali in tutti gli scenari sulla transizione energetica: il loro impiego massiccio, in combinazione con le interconnessioni tra sistemi elettrici di paesi diversi, è infatti indispensabile per gestire l’intermittenza delle fonti rinnovabili. Anche il nostro Paese può vantare diverse proposte interessanti in un mercato ad altissimo tasso di innovazione
Negli ultimi anni, si è assistito a un vero e proprio crollo nei prezzi degli accumuli di breve durata, in particolare delle batterie al litio. Secondo i dati elaborati da Bloomberg Nef, tra il 2010 e il 2021 i costi sono scesi dell’80% e si prevede dimezzeranno ancora da qui al 2030, data entro cui, sempre secondo Bloomberg, si potrebbe arrivare a quasi 360 GW di installazioni globali di accumuli, venti volte quelli attuali.
Anche nel nostro Paese, che come molti stati europei ha elaborato una roadmap per arrivare alla carbon neutrality entro il 2050, le prospettive di crescita degli accumuli, anche se più spostate su quelli di grandi dimensioni, sono interessanti, considerato che per quelli con batterie dovrebbe passare da 118 MW del 2021 a quasi 12 GW nel 2050.
Insomma: anche in Italia si sta creando un mercato enorme, con una moltitudine di attori che operano con dinamiche in larga misura diverse da quelle degli attuali mercati e in cui ci sarà spazio per la capacità di innovare e individuare strade nuove.
Una strada radicalmente nuova potrebbe essere quella percorsa da Tersilla Virgili, dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche e da Giulio Cerullo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, che in uno studio pubblicato su Science Advances hanno dimostrato la fattibilità di una batteria quantistica, tecnologia che sfrutta alcuni principi della meccanica quantistica per migliorare le prestazioni delle batterie, che più sono grandi, più velocemente si ricaricano.
In sostanza, i ricercatori sono riusciti a dimostrare il concetto di superassorbimento, centrale nello sviluppo delle batterie quantistiche. Per farlo, hanno costruito diverse microcavità simili a wafer e le hanno poi riempite di molecole organiche, disperse in una matrice inerte, che sono state caricate con un laser.
Come spiegano gli autori dello studio, “ogni molecola rappresenta un’unità che può esistere in uno stato di sovrapposizione quantistica di due livelli di energia” e costruendo la batteria quantistica in modo da permettere alle varie unità di esistere in sovrapposizione, si dà la possibilità al sistema totale di comportarsi collettivamente.
In questo modo, si ha una carica iper-veloce che dipende dal numero delle molecole-unità. L’obiettivo è adesso di sviluppare un prototipo di batteria quantistica completamente funzionante e aprire così la strada a batterie ultra-efficienti da utilizzare nei veicoli elettrici e nei dispositivi elettronici.
La ricerca sta però puntando anche su materiali più tradizionali. Magaldi Green Energy, startup di Magaldi Power, ha presentato di recente il proprio sistema di accumulo, che ha la particolarità di poter essere usato per accumulare sia l’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili sia l’energia termica risultante dai processi industriali.
ll Magaldi Green Thermal Energy Storage è un sistema modulare, con capacità comprese tra 5 e 100 MWh, che si basa sulla fluidizzazione di un letto di sabbia che viene scaldato (con delle resistenze elettriche per l’accumulo elettrico o con uno scambiatore di calore per l’accumulo termico) a una temperatura che può arrivare a 1.000°C.
L’accumulo può essere breve, inferiore cioè a 4 ore, o lungo, superiore alle 4 ore e l’energia accumulata viene scaricata quando il sole e il vento non sono disponibili.
In questo modo è possibile bilanciare lo squilibrio esistente tra domanda e offerta e stabilizzare la rete.
L’articolo Batterie quantiche e accumulo, pilastri della transizione energetica è stato pubblicato su Magazine Green Planner.