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Lo storage: mercato, applicazioni e innovazioni negli studi raccontati da QualEnergia.it

Una sintesi degli ultimi report e documenti su un settore strategico per la transizione verso le rinnovabili: l'accumulo.

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I sistemi di accumulo elettrico (pompaggi e batterie) acquisiranno un ruolo sempre più rilevante nei mix di generazione energetica, vista la necessaria e continua crescita di potenza installata di fonti rinnovabili non programmabili (eolico e fotovoltaico) e i loro costi in rapida discesa.

Ma altre tecnologie storiche e innovative sullo storage vanno guardate con molto interesse per le loro diverse applicazioni.

QualEnergia.it ha potuto illustrare diversi studi e documenti che sono stati pubblicati in questi ultimi mesi (gran parte dei quali scaricabili dagli abbonati PRO). Ne vogliamo rifare una stringata sintesi per delineare l’importante sviluppo di un settore strategico per la transizione energetica, trascurando in questo articolo il tema idrogeno che, potremmo certo associare anche allo storage, ma che tratteremo in altra occasione.

L’accumulo elettrochimico

Partiamo dall’Italia e dall’aggiornamento del Libro Bianco di RSE-Anie Energia, giunto alla terza edizione, sulle nuove regole e opportunità per l’accumulo elettrochimico nel mercato italiano (Libro Bianco 3.0 sugli accumuli).

Lo studio prevede una rapida affermazione di questa tecnologia, grazie anche alle economie di scala che si svilupperanno nei prossimi anni, a seguito della diminuzione dei costi e all’evoluzione di un quadro normativo e di mercato che, oggi, non rende sempre convenienti tali investimenti.

Da Anie Rinnovabili arriva anche l’ultima statistica, al 31 ottobre 2020, l’Osservatorio Sistemi di Accumulo, elaborato sui dati Gaudì-Terna: 36.896 sistemi di accumulo in Italia, con una potenza complessiva pari a 170 MW, mentre la capacità massima utilizzata si attesta sui 267 MWh (Osservatorio ANIE Sistemi di accumulo).

Sempre sui sistemi di accumulo elettrochimici va ricordato che il Gse ha pubblicato a febbraio 2021 un nuovo aggiornamento delle regole tecniche volte a integrare i sistemi di accumulo energetico nella rete elettrica nazionale (Regole tecniche per integrare i sistemi di accumulo nella rete elettrica nazionale).

In Italia va segnalato poi “Il Piano industriale 2021-2025 di Ternache ha come obiettivo di aumentare la capacità di trasporto della rete, investire in sistemi di accumulo (pompaggi inclusi) e fonti rinnovabili, il tutto per migliorare la sicurezza del sistema elettrico.

A dicembre la Commissione europea aveva pubblicato una proposta di regolamento per le batterie “verdi” immesse sul mercato Ue. Gli obiettivi sono ambiziosi: le batterie devono essere sostenibili, altamente efficienti e sicure lungo tutto il loro ciclo di vita. Quindi, vanno realizzate con il minor impatto ambientale possibile, utilizzando materiali ottenuti nel pieno rispetto dei diritti umani e delle norme sociali ed ecologiche (Regulation of the European Parliament and of the Council concerning batteries and waste batteries)

Restando in tema di accumuli elettrochimici, un report di SolarPower Europe a ottobre 2020 valutava come il comparto dei sistemi di accumulo elettrochimico in ambito residenziale sia in forte espansione in Europa e in Italia. Il mercato europeo è però stato trainato solo da una manciata di paesi, dove esiste già un grande mercato fotovoltaico residenziale, cioè Germania, Italia, Regno Unito, Austria e Svizzera. Questi 5 mercati hanno assorbito oltre il 90% di tutte le installazioni BESS nel 2019 e rappresentano quasi 2 GWh di capacità di stoccaggio residenziale in Europa (European Market Outlook For Residential Battery Storage 2020–2024)

Mercom Capital, infine, ci segnala come gli investimenti venture capital (VC) nelle batterie (capitali di rischio con cui gli investitori finanziano aziende con elevate prospettive di crescita) siano ammontati a 1,2 miliardi di $ nei primi nove mesi del 2020.

L’accumulo da pompaggio

Parlare di accumulo dell’energia da rinnovabili senza considerare il pompaggio è un errore, perché è la formula per lo storage di lungo periodo che al momento conosciamo meglio.

Matthew Stocks, ingegnere della Australian National University, ha presentato una ricerca in cui mostra come nel mondo ci siano oltre 616mila località dove potrebbero essere costruiti impianti di pompaggio idro a circuito chiuso, cioè con due bacini, uno in basso e uno almeno 100 metri più in alto e a non più di pochi chilometri fra loro, che si scambiano acqua al solo scopo di accumulare energia. Basterebbe costruirne solo l’1% per stoccare l’energia da rinnovabili che ci serve (vedi “Tutti pazzi per l’idrogeno, ma per l’accumulo di lungo periodo meglio il pompaggio idro”).

Un’idea valutata dal National Institute of Technology indiano spiega che, ad esempio, abbinare FV off grid e accumulo idroelettrico da pompaggio fatto con pozzi e serbatoi può essere una soluzione economicamente vantaggiosa per portare energia rinnovabile nelle regioni in cui la rete non arriva (aree dei Pvs). Ne abbiamo parlato in “Fotovoltaico off-grid e mini-pompaggio idro: il costo è super-vantaggioso”.

Accumuli e innovazioni

Passiamo ora a segnalare studi e ricerche più innovative sullo storage di questi ultimi mesi.

Una panoramica delle applicazioni, casi studio, sviluppi di mercato e innovazioni delle tecnologie per lo stoccaggio di energia termica sono apparse su Innovation Outlook. Thermal Energy Storage. Qui particolare attenzione è stata data agli investimenti in R&S e alle politiche regolatorie e finanziarie da attivare ai fini della loro realizzazione.

Sull’accumulo ad aria compressa e quello termico a sali fusi ci sono interessanti studi e si stanno riproponendo sperimentazioni soprattutto in Israele (Rinnovabili e accumuli: riemergono nuove tecnologie).

Sarà l’intelligenza artificiale a far decollare le prestazioni delle batterie? Un gruppo di ricercatori statunitensi ha elaborato modelli ottimali per la carica veloce delle batterie al litio usando algoritmi di autoapprendimento (Closed-loop optimization of fast-charging protocols for batteries with machine learning).

Anche in un’altra ricerca si utilizzano algoritmi di autoapprendimento per testare le prestazioni delle batterie al litio durante il ciclo di vita, in modo da elaborare modelli predittivi basati su flussi di dati e analisi computazionali con software di intelligenza artificiale (Data-driven prediction of battery cycle life before capacity degradation).

Per ulteriori approfondimenti: Documenti & Report di QualEnergia.it

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