EGP, leader dei sistemi di energy storage all’insegna della sostenibilità

Pubblicato mercoledì, 31 ottobre 2018

“Per Enel Green Power gli impianti rinnovabili integrati con batterie a litio sono una soluzione che ormai fa parte dell’offerta commerciale.”

– Gianluca Gigliucci, Responsabile Energy Storage Innovation in EGP

EGP è tra i leader mondiali nell’utilizzo dei sistemi di energy storage. Una leadership raggiunta grazie ad un’intensa attività di innovazione condotta da diversi anni e che ha l’obiettivo di migliorare sempre più la nostra competenza sulle tecnologie disponibili e sui modi migliori per utilizzarle per rispondere alle esigenze dei nostri clienti e delle reti elettriche.

Lo storage di oggi: le batterie al litio  

I sistemi di storage che si stanno affermando con sempre maggior forza si basano sulle batterie al litio, un insieme variegato di tecnologie in cui l’utilizzo degli ioni di litio per accumulare l’energia è il filo conduttore.

La tecnologia basata su Nichel, Manganese e Cobalto (NMC), quella più adatta per l’utilizzo nei veicoli elettrici, ha conosciuto negli ultimi anni una vera e propria rivoluzione. L’aumento della domanda mondiale di e-car ha spinto infatti i principali produttori ad aumentare la produzione di batterie, dando vita alle cosiddette giga-factories, diffuse soprattutto in asia, in grado di produrre anche decine di GWh di batterie ogni anno. La maggior produzione si è naturalmente riverberata sui prezzi, scesi secondo i dati di Bloomberg di quasi l’80% dal 2010 al 2016.

Il processo virtuoso che si è generato ha a sua volta ha favorito, insieme all’evoluzione della regolamentazione in molti mercati, la diffusione delle batterie anche come efficace strumento per favorire l’integrazione dell’energia rinnovabile nelle reti elettriche, in quanto in grado di sostituire gli impianti fossili in molti dei servizi di regolazione della rete.

Le batterie sostenibili di EGP

Per Enel non c’è innovazione senza sostenibilità, tant’è che stiamo già affrontando il tema dell’intero ciclo di vita delle batterie, a partire dai materiali di origine e fino al termine della loro vita utile.

Dal punto di vista delle materie prime, le batterie al litio utilizzano alcuni materiali difficili da reperire e, fatto ancora più delicato, alcune delle chimiche più diffuse, quali le NMC di cui abbiamo parlato, utilizzano il cobalto, un materiale estratto in zone del mondo instabili politicamente e dove lo sfruttamento del lavoro minorile è purtroppo la norma.

Per questo, costruttori e operatori stanno cercando di diminuire il contenuto di cobalto nelle loro batterie con nuove soluzioni in grado di mantenere le medesime prestazioni in termini di capacità di accumulo e di durata.

In più, come membri della Global Battery Alliance promossa dal World Economic Forum, EGP sta cercando di definire, assieme ai fornitori delle materie prime, ai costruttori e agli utilizzatori delle batterie e alle associazioni internazionali, delle modalità che consentano di tracciare le materie prime a partire dall’estrazione, garantendo una sorta di certificato di origine ai prodotti che arrivano sul mercato.

Vi è poi il tema della gestione delle batterie arrivate al termine della loro vita utile. Secondo i dati del Global Battery Alliance infatti, entro il 2030, ben 11 milioni di tonnellate di batterie agli ioni di litio arriveranno a fine vita, la maggior parte delle quali proveniente da usi nel settore della mobilità. Per questo, EGP sta studiando, assieme alle altre linee di business di Enel, la possibilità di utilizzare le batterie originariamente utilizzate nei veicoli elettrici per la loro integrazione negli impianti rinnovabili e per fornire servizi alla rete elettrica, creando un processo virtuoso di economia circolare.

“Come azienda leader nel campo della sostenibilità, stiamo definendo degli indicatori di sostenibilità per la scelta dei sistemi di accumulo da integrare nei nostri impianti. I fornitori saranno così spinti ad adottare un approccio “design-to-recycle” per i loro prodotti, con vantaggi economici e ambientali.”

– Gianluca Gigliucci, Responsabile Energy Storage Innovation in EGP

Per i sistemi di accumulo che hanno esaurito completamente la loro vita, è necessario prevedere processi di riciclo e recupero efficaci e condotti nella massima trasparenza. Per questo in EGP stiamo definendo degli indicatori di sostenibilità, da includere nella scelta dei sistemi di accumulo da impiegare nei nostri impianti. In questo modo cercheremo di stimolare i fornitori ad adottare un approccio “design-to-recycle” per i loro prodotti, in modo da garantire la massima attenzione all’ambiente e alle risorse che ci mette a disposizione. Tali approcci potranno rivelarsi vincenti anche per la riduzione dei costi dei sistemi di accumulo.

Oltre le batterie al litio

Per Enel Green Power guardare al domani vuol dire sostenibilità e vuol dire innovazione. Su questo secondo punto, il futuro delle batterie è ricco di tecnologie che proveranno ad affiancare il litio nel garantire la flessibilità necessaria a un sistema elettrico basato al 100% sulle fonti rinnovabili.

Le batterie a flusso, ad esempio, sono oggi ad un passo dalla commercializzazione su larga scala e nei prossimi anni potranno trovare uno spazio importante affianco alle loro “cugine” al litio.

Grazie alla loro particolare tecnologia, nelle batterie a flusso l’energia accumulata e la potenza erogata non sono intrinsecamente vincolate, una caratteristica che le rende particolarmente adatte per i sistemi di storage connessi alle rinnovabili, nel momento in cui c’è bisogno di utilizzare l’energia del sole, ad esempio, per i nostri consumi serali e notturni.

Inoltre, le batterie a flusso sono costruite a partire da materie prime molto meno problematiche dal punto di vista della disponibilità e con impatto ambientale limitato rispetto alle cugine al litio, a tutto vantaggio della sostenibilità.

Di contro, però, il loro costo è ancora piuttosto elevato, soprattutto per applicazioni di taglia industriale.  

Accanto alle batterie al flusso, appaiono promettenti anche soluzioni di accumulo dell’energia in forma meccanica, quali ad esempio gli stoccaggi in aria compressa (Compressed Air Energy Storage, CAES) e gli stoccaggi in aria liquida (Liquid Air Energy Storage, LAES). Sono tecnologie piuttosto simili, che usano l’aria compressa o l’aria compressa e raffreddata fino alla liquefazione, per accumulare energia.

I vantaggi potenziali di questa tipologia tecnologica risiedono nell’uso di tecnologie consolidate il cui costo diminuisce notevolmente aumentando la taglia degli impianti e nell’assenza di degradazione significativa della capacità di accumulo nell’arco della vita dell’impianto. D’altro canto, la diffusione di impianti CAES, già dimostrati anche su taglia industriale, è stato finora limitato dalla necessità di avere a disposizione serbatoi naturali come cavità sotterranee, non così diffusi e facilmente impiegabili come si vorrebbe. Il LAES si propone di superare questo limite e presentarsi competitivo alla sfida con le atre tecnologie.

Il futuro che ci aspetta

La spinta verso un mondo 100% rinnovabile, con i conseguenti massicci investimenti nel campo dell’accumulo energetico, sta aprendo spazi enormi allo sviluppo di nuove tecnologie. Ogni giorno si affacciano alle cronache e sul mercato soluzioni che si propongono di aumentare la capacità dei sistemi di storage, di incrementarne l’efficienza, di allungarne la vita utile e di ridurne drasticamente il costo.

Dal punto di vista delle batterie al litio, la ricerca sta spingendo verso l’uso di anodi di silicio o di elettroliti allo stato solido, che sarebbero in grado di incrementare sensibilmente la densità energetica dei sistemi realizzati.

Si parla anche di batterie con nuove chimiche non basate sul litio o anche di sistemi puramente meccanici, che sfruttano la gravità per accumulare energia, sollevando dei pesi a quote elevate quando c’è bisogno di assorbire energia e generando di nuovo energia nel momento in cui i pesi si muovono verso il basso.

E l’idrogeno? Da anni viene utilizzato per piccoli sistemi, soprattutto per applicazioni in aree remote, ma non ha ancora preso piede nella mobilità o nelle applicazioni stazionarie a causa dalla bassa efficienza di conversione e dei costi ancora elevati. Tuttavia, l’idrogeno generato da fonti rinnovabili potrebbe rivelarsi una carta vincente per abbattere le emissioni di anidride carbonica nel settore dei trasporti e in quello industriale. Le auto, o ancor meglio i mezzi pesanti, potranno infatti beneficiare della grande quantità di energia contenuta nell’idrogeno per raggiungere lunghissime percorrenze, mentre l’industria chimica potrebbe fare a meno dell’idrogeno prodotto a partire dal metano, per passare all’idrogeno verde generato tramite elettrolisi a partire dalle fonti rinnovabili.

Fantascienza? Al momento forse, ma nonostante alcune di queste tecnologie stiano ancora muovendo i primi passi, per EGP e per l’intero settore dell’industria elettrica i sistemi di storage sono ormai una realtà e costituiscono un elemento indispensabile per un mondo alimentato al 100% da fonti rinnovabili.