Sebbene diventare neutrali dal punto di vista delle emissioni di carbonio sia un obiettivo difficile, alcuni luoghi sorprendenti hanno segnalato dei progressi. Uno di questi è Cipro, un Paese europeo che, fino a pochi anni fa, era in fondo alla scala delle energie rinnovabili. Ultimamente la nazione sta guadagnando slancio. Cipro sta sperimentando un nuovo sistema di accumulo di energia ad aria compressa che sfrutta la pressione dell’acqua dell’oceano per immagazzinare energia per lunghi periodi di tempo.
Lo stoccaggio di energia a lungo termine per aumentare la produzione di energia rinnovabile
L’Islanda è stato il primo Paese in Europa a raggiungere l’obiettivo di utilizzare esclusivamente energia rinnovabile nel 2015. L’Islanda non è un membro dell’UE, quindi c’è ancora molta competizione per essere il primo Paese dell’UE a eliminare completamente i combustibili fossili dal mix energetico.
Per un po’ è sembrato che Cipro fosse sul punto di scomparire. Tuttavia, il 24 febbraio, il Guardian ha riportato i progressi dell’UE nel campo delle energie rinnovabili, indicando Cipro come uno dei Paesi che hanno fatto registrare significativi guadagni.
Il Guardian afferma che c’è ancora molto lavoro da fare. Secondo una sintesi dei dati del 2022, l’UE consuma in media circa il 41% della sua elettricità da fonti rinnovabili, con Svezia e Danimarca in testa con l’83,3% e il 77,2%, rispettivamente. Malta (10,1%), Ungheria (15,3%), Repubblica Ceca (15,5%) e Lussemburgo (15,9%) si collocano in fondo alla classifica, mentre Cipro (18%) si colloca appena al di sopra degli ultimi posti.
L’accumulo di energia a lungo termine aiuterebbe molto i Paesi come Cipro a salire più rapidamente sulla scala delle energie rinnovabili. Un sistema di accumulo di energia a lunga durata può fornire kilowatt puliti per lunghi periodi di tempo, fino a giorni interi, settimane o addirittura stagioni, a differenza dei sistemi di batterie agli ioni di litio, che normalmente hanno una durata di quattro o sei ore. A quel punto, per una piccola parte del prezzo di una nuova centrale nucleare, le fonti di energia intermittenti, come l’energia eolica e solare, potrebbero offrire stabilità, continuità e affidabilità simili a quelle delle centrali nucleari.
Un tipo di dispositivo di accumulo di energia ad aria compressa
Gli investitori e gli innovatori sono stati molto attivi nel settore dell’accumulo di energia a lunga durata, con alcune delle attività più recenti incentrate sulle nuove tecnologie a lunga durata che utilizzano le leggi della trasmissione termica.
Gli innovatori a lungo termine possono trovare terreno fertile anche nei sistemi naturali della Terra. Ad esempio, di recente è stata presa in considerazione l’energia idroelettrica pompata. Questa tecnologia, consolidata da decenni, funziona perfettamente con l’energia solare ed eolica. Il processo trasferisce l’acqua da un serbatoio superiore a una stazione di generazione inferiore per mezzo della gravità. Idealmente, solo quando c’è un surplus di energia rinnovabile disponibile per alimentare le pompe – si veda il nostro archivio di lunga durata qui – il serbatoio superiore viene riempito.
Un’altra tecnologia di lunga durata che si sta affermando negli anni 2000 è l’aria compressa. Sebbene alcuni dei primi tentativi di utilizzo dell’aria compressa siano falliti, continuano a comparire nuove varianti.
Sebbene ciascuno di essi presenti dei limiti, i sistemi ad aria compressa possono utilizzare strutture costruite dall’uomo o formazioni rocciose sotterranee come piattaforme di stoccaggio. Quando si immagazzinano le merci nel sottosuolo c’è meno possibilità di conflitto con l’uso del suolo in superficie, perché la containerizzazione è robusta e prefabbricata. La geologia delle formazioni rocciose, tuttavia, varia. Sebbene le piattaforme costruite dall’uomo siano più costose e possano entrare in conflitto con usi del suolo concorrenti, hanno il potenziale per coprire una gamma molto più ampia di opzioni di sito.
Basta aggiungere acqua per accumulare energia ad aria compressa
Abbiamo parlato per la prima volta di un sistema di accumulo di energia basato su vesciche nel 2022. Il suo funzionamento è simile a quello di un sistema idroelettrico a pompaggio subacqueo, ma invece di utilizzare la gravità, sfrutta la pressione dell’acqua.
Un approccio alternativo all’uso della pressione dell’acqua per l’accumulo di energia è presentato dalla startup israeliana BaroMar, che ha sviluppato un sistema ad aria compressa basato su un semplice serbatoio sonda. Il sistema è destinato all’uso su isole e in regioni costiere vicine ad acque profonde. I serbatoi saranno posizionati a una profondità di circa 500 piedi, dove c’è abbastanza pressione dell’acqua e meno probabilità di incontrare la vita marina.
BaroMar afferma: “La pressione idrostatica dell’acqua circostante consente di costruire serbatoi di grandi dimensioni e di lunga durata a costi molto bassi”. Un approccio progettuale che si concentra sull’eliminazione delle parti mobili e dei sottosistemi subacquei aiuta a ridurre i costi. Utilizzando acciaio e calcestruzzo già collaudati in mare, i serbatoi vengono costruiti sulla terraferma e poi trainati in posizione.
Anche se il diavolo si nasconde nei dettagli, la cosa sembra abbastanza semplice. La società di ingegneria Jacobs ha rivelato all’inizio di questa settimana di essere stata scelta da BaroMar per creare il progetto preliminare del progetto cipriota, che viene presentato come un “primo progetto pilota sottomarino su larga scala e di lunga durata per lo stoccaggio di energia”.
L’ingegneria energetica e marittima sono campi in cui la soluzione di stoccaggio dell’energia di BaroMar è ben preparata, come ha sottolineato Jacobs. Tuttavia, è un compito delicato combinarli con la pressione idrostatica dell’acqua di mare.
Secondo Fiachra Ó Cléirigh, vicepresidente di Jacobs, “questo progetto richiede ampie indagini geofisiche, geotecniche e batimetriche, indagini, studi di fattibilità e autorizzazioni per l’installazione di serbatoi a profondità elevate per le esigenze delle apparecchiature meccaniche ed elettriche a terra”.
Come funziona?
Secondo Jacobs, la capacità di 4 megawattora del progetto cipriota sarà ottenuta grazie a grandi serbatoi rigidi zavorrati sul fondale marino.
Secondo Jacobs, i serbatoi sono costruiti per resistere ai carichi dell’ambiente marino, dell’aria compressa e della pressione idrostatica dell’acqua, sia in condizioni di installazione che di funzionamento.
Un cavo sottomarino trasporterà l’elettricità in eccesso generata dall’energia solare ed eolica ai serbatoi, dove verranno alimentati i compressori. L’aria compressa viene riportata a terra, espansa e immessa in un generatore quando è necessaria altra elettricità.
Yonadav Buber, il fondatore di BaroMar, è stato intervistato dall’organizzazione no-profit ISRAEL21c lo scorso settembre. Ha spiegato che la costruzione di serbatoi sottomarini è meno costosa perché la pressione dell’acqua di mare agisce da stabilizzatore. Sebbene le isole e le coste siano gli unici luoghi in cui scegliere un sito, queste aree sono anche tristemente congestionate. Le opportunità di stoccaggio di energia su larga scala a terra sono difficili da trovare.
Questa è una soluzione davvero brillante, perché aggira elegantemente il problema. Poiché stiamo parlando di fondali marini, che non sono esattamente immobili di prima scelta, si apre anche la possibilità di immagazzinare energia in modo virtualmente infinito”, ha dichiarato Buber alla scrittrice di ISRAEL21c Naama Barak.
A differenza di altre nuove tecnologie di accumulo di energia a lunga durata attualmente in fase di sviluppo, Buber ha sottolineato che i componenti tecnologici sono già consolidati e non richiedono ulteriori sviluppi significativi. Ha sottolineato che gli ostacoli principali che si frappongono alla diffusione commerciale del progetto pilota sono quelli legati all’ingegneria marina e ai requisiti normativi.
Cipro utilizzerà solo energia rinnovabile entro il 2030, con l’aiuto dello stoccaggio energetico
Buber ha dichiarato a ISRAEL21c lo scorso autunno che Cipro rientra nelle tre principali categorie di clienti a cui BaroMar si rivolge. Le strutture portuali e altri grandi complessi industriali sono tra i grandi consumatori di energia del secondo gruppo, mentre i produttori di energia rinnovabile con energia in eccesso rientrano nel primo.
“E i governi costituiscono la nostra terza categoria di clienti”, ha dichiarato Buber. Per esempio, siamo in trattativa con il governo cipriota per far sì che diventi il primo Stato membro dell’UE a funzionare interamente con energia rinnovabile entro il 2030.
Resta da vedere se questo ambizioso obiettivo potrà essere raggiunto o meno. Tuttavia, come hanno notato i nostri amici di PV Magazine a febbraio, Cipro ha già pianificato di ridurre la sua produzione di energia rinnovabile di un significativo 28% entro il 2024, il che indica che ha un’eccedenza considerevole a disposizione.
PV Magazine ha individuato le cause principali della sovrapproduzione di energia rinnovabile di Cipro nell’assenza di un’adeguata infrastruttura di stoccaggio dell’energia e di collegamenti internazionali.
Cipro è più avanti di voi se state pensando che l’idrogeno verde potrebbe aiutarvi ad assorbire alcuni di quei chilowatt puliti in più. Nel 2022, Cipro è stata classificata come “ritardataria” nelle strategie nazionali dell’UE sull’idrogeno. Tuttavia, l’anno successivo, un gruppo di 27 Paesi si è riunito per proporre che Cipro sia la sede della prima “Hydrogen Valley” dell’UE. Anche se seguiremo gli sviluppi, l’enfasi attuale è sulla produzione di idrogeno verde usando l’acqua come fonte e utilizzando energia da fonti rinnovabili.
