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Dalle batterie alla produzione di idrogeno, passando per il fotovoltaico, i veicoli elettrici, il solare termodinamico, le energie marine e tanti altri settori delle fonti rinnovabili: sono i molteplici filoni di ricerca seguiti da tre enti nazionali – Enea, Cnr e Rse – con il Piano triennale della Ricerca di Sistema elettrico 2019-2021.
Progetti e iniziative hanno raccolto finanziamenti complessivi per 210 milioni di euro, di cui circa 67 sono stati utilizzati da Enea, si legge in una nota, per attività finalizzate a sviluppare tecnologie di prodotto e processo, oltre a modelli e strumenti per la transizione energetica e la decarbonizzazione del sistema elettrico nazionale.
Vediamo di seguito, seguendo la sintesi pubblicata da Enea sul suo sito, quali sono i principali settori su cui sta puntando la ricerca italiana nel campo delle tecnologie pulite, guardando ai progetti sviluppati da tre enti nel piano 2019-2021
Sistemi di accumulo
Il progetto ha puntato non solo all’ottimizzazione delle tecnologie di accumulo, ma anche alla loro integrazione e sostenibilità ambientale ed economica.
La ricerca sulle batterie si è focalizzata su materiali e componenti con lo scopo di migliorarne prestazioni, capacità ed efficienza. Per l’accumulo termochimico è stata sviluppata una nuova generazione di materiali a base di microfibre adsorbenti su cui è stata anche condotta un’attività di modellizzazione, che ha dimostrato come il loro uso possa aumentare del 50% l’efficienza di scambio termico del sistema di accumulo.
Si è curata l’intera filiera delle batterie fino alla produzione di accumulatori completi, senza trascurare il riutilizzo delle batterie esauste.
Idrogeno-Power to gas
È stato sviluppato su scala di laboratorio un sistema di taglia complessiva di 100 W che connette l’infrastruttura elettrica con quella per il trasporto del gas, rendendo possibile lo stoccaggio, attraverso la produzione di metano o idrogeno, dell’energia elettrica generata nei momenti di picco dalle fonti rinnovabili.
Implementati diversi processi e tecnologie sia in scala laboratorio che attraverso prototipi, sviluppando quattro diversi processi innovativi per la produzione di idrogeno rinnovabile.
Gli studi sperimentali sull’utilizzo di miscele gas naturale/idrogeno per la generazione di energia elettrica hanno permesso di ottenere un funzionamento stabile di una microturbina con concentrazioni fino al 48% di idrogeno.
Fotovoltaico integrato
La ricerca ha puntato su stampa a basso costo; integrazione delle nuove celle con un sistema di accumulo a microbatterie; celle tandem che accoppiano diversi materiali assorbitori; strategie per lo sviluppo sinergico di fotovoltaico e fotosintesi.
Materiali innovativi
La ricerca si è focalizzata su due filoni che stanno assumendo crescente importanza per una transizione energetica green: lo sviluppo di un’economia dell’idrogeno legata alle tecnologie solari e delle tecnologie eoliche per ambienti marini.
In quest’ultimo ambito, nel luglio scorso, è stato varato in mare il primo prototipo di Hexafloat, un’innovativa piattaforma per turbina eolica galleggiante in collaborazione con Saipem.
Sono stati realizzati microgeneratori basati su materiali di tipo termo e piro-elettrico, sia inorganici che organici.
Inoltre, sono stati sviluppati nuovi materiali metallici (per la realizzazione di scambiatori di calore con applicazione nel campo della refrigerazione di ambienti) e di componenti ceramici (per gassificatori di biomasse).
Energia elettrica dal mare
È stata messa a punto la versione 2.0 del PEWEC (PEndulum Wave Energy Converter), il convertitore di onde marine in energia elettrica per il Mediterraneo, dove le onde sono di piccola altezza e alta frequenza.
Questo sistema low-cost di produzione di energia dal mare si presenta particolarmente interessante per le tante isole italiane non autosufficienti energeticamente, dove la fornitura di elettricità è garantita da costose e inquinanti centrali a gasolio.
Solare termodinamico
Sono state migliorate le performance delle tecnologie individuando e testando nuovi materiali e componenti. Inoltre, per ridurre i costi e aumentare la dispacciabilità dell’energia elettrica sono stati sviluppati modelli di ibridizzazione con il fotovoltaico e integrazione con processi industriali per la fornitura di calore di processo.
Rete energetica
Per incrementare l’efficienza energetica nel ciclo di produzione, trasporto, distribuzione dell’elettricità, la ricerca si è concentrata sulle tecnologie disponibili per la creazione di sistemi energetici locali basati sulla presenza di dispositivi locali di approvvigionamento energetico e di distribuzione locale (Smart grid, Microgrid) concentrando l’attenzione sullo studio, sul monitoraggio e sulla valutazione di “progetti pilota” di Comunità di energia rinnovabile e di schemi di autoconsumo collettivo.
Tra gli altri progetti di ricerca 2019-2021, sono stati analizzati modelli e strumenti di intervento, anche preventivo, per la difesa e il miglioramento della sicurezza e della resilienza delle reti, l’integrazione e il coordinamento del sistema elettrico con altri sistemi (gas e idrico), l’applicazione al sistema elettrico di tecnologie dell’informazione, internet delle cose, peer to peer, per migliorarne la sicurezza e la resilienza.
