I sistemi di stoccaggio energetico basati sulla compressione dell'aria potrebbero sostituire le batterie elettrochimiche convenzionali come soluzione più economica e di maggiore capacità
CAES vs batterie, la battagli dell’accumulo
(Rinnovabili.it) – Le batterie elettrochimiche sono, insieme all’idroelettrico a pompaggio, la tecnologia principe per l’accumulo energetico stazionario. Ma, nonostante nell’ultimo anno i prezzi delle ricaricabili siano calati in maniera netta, il settore energetico non smette di cercare una soluzione più efficiente e più sostenibile sotto il profilo dei costi e degli aspetti ambientali. Lo stoccaggio ad aria compressa incarna una delle alternative più promettenti e, secondo un recente studio dell’Università di Sharjah, negli Emirati Arabi, potrebbe sostituire le batterie elettrochimiche convenzionali come soluzione più economica e con una migliore capacità.
Come funziona lo stoccaggio ad aria compressa
L’accumulo ad aria compressa (CAES – compressed air energy storage) si basa su un processo di pressurizzazione dell’aria durante i periodi di bassa domanda energetica e la sua conservazione in serbatoi sotterranei o esterni; per poi rilasciarla durante i periodi di domanda elevata da parte della rete. L’aria rilasciata scorre attraverso un espansore che converte l’energia meccanica in energia elettrica. I sistemi CAES includono tipicamente un compressore, un serbatoio di stoccaggio, un espansore, un motore, un generatore e un sistema di controllo. Semplici sulla carta, più complessi nella pratica. Ad oggi esistono solamente due impianti CAES commerciali su larga scala a livello mondiale. Il primo ha iniziato la sua attività nel 1978 in Germania, e offre una potenza nominale di 290 MW. Il secondo, da 110 MW, sorge a McIntosh, negli Stati Uniti, ed è in funzione dal 1991.
Nonostante poche esperienze abbiano raggiunto il mercato negli anni passati, l’odierna corsa alle rinnovabili sta dando nuovo lustro allo stoccaggio ad aria compressa e diverse nazioni ne stanno esplorando le potenzialità. Cina in primis che ha già annunciato la realizzazione del più grande progetto CAES in termini di megawattora: un impianto da 300 MW/1800 MWh situato nella provincia settentrionale del Gansu.
Lo studio dell’Università di Sharjah
I ricercatori, guidati dal professore Abdul Hai Alami dell’ateneo arabo, hanno una prima valutazione sperimentale (testo in inglese) dell’accumulo ad aria compressa come sostituto delle batterie ricaricabili al litio. L’attrezzatura dell’esperimento condotto dagli scienziati era costituita da serbatoi d’aria, turboespansori (motori pneumatici), riduttori e un generatore a magnete permanente CA. “Queste apparecchiature hanno fornito un’efficienza sperimentale di andata e ritorno di circa il 60% con più spazio per miglioramenti futuri”, osservano gli scienziati nel loro studio.
“Ad esempio, – sottolinea il Prof. Alami – la ricerca ha concluso che con una pressione di esercizio di 10–12 bar e una pressione di stoccaggio di 80–100 bar, un’operazione effettuata con una batteria da 12 V equivale allo stoccaggio di 12 m3 di aria nelle condizioni sopra indicate. Inoltre, in termini di economia di scala, è stato raggiunto un costo livellato dell’elettricità per il sistema di accumulo dell’energia ad aria compressa di 8,09 $/kWh/kW, rispetto a quello per una batteria al piombo da 1400 kWh di 44,6 $/kWh/kW”.
