Stoccaggio di energia pulita, "Un maxi impianto al confine tra Messico e Usa"

Stoccaggio di energia pulita, "Un maxi impianto al confine tra Messico e Usa"

13-12-2010

Via libera a un progetto da circa 3 miliardi di euro per la realizzazione di un impianto di stoccaggio dell’energia pulita da 1 GW. Accadrà nella Bassa California, Messico nord-occidentale, al confine con gli Stati Uniti.

Il Messico si lancia nello stoccaggio dell'energia pulita

Il progetto, sviluppato dalla Rubenius, attiva nelle fonti rinnovabili e nelle smart grid, è stato annunciato la settimana scorsa dal presidente messicano, Felipe Calderón, nel corso del vertice sul clima di Cancun.

Riuscire a catturare l’energia del vento e del sole, in maniera da poterla erogare quando richiesto, per soddisfare i picchi della domanda, sopperendo all’intermittenza di queste fonti energetiche, che spesso ne inficia l’enorme potenziale. E' una delle grandi sfide energetiche del futuro, che vedrà il  Messico in prima fila grazie al progetto concepito dalla Rubenius, società con sede a Dubai.

L’obiettivo è realizzare nei prossimi 5- 7 anni, a partire dall’anno prossimo, un mega impianto, composto da batterie a sodio e zolfo, rivolto alle imprese produttrici di energia da fonti rinnovabili, che qui potranno “parcheggiare” i surplus prodotti per poi immetterli nella rete quando ce n’è bisogno.

A questo scopo, la società ha già acquistato un terreno di 140 ettari nei pressi di Mexicali, capitale dello stato messicano della Bassa California (Messico nord-occidentale, al confine con gli Stati Uniti) . “L'immagazzinamento dell'energia è il modo più intelligente per ridurre veramente a zero le emissioni delle energie rinnovabili, che attualmente hanno bisogno di una certa quantità di energia di backup: per esempio le soluzioni più diffuse per l’energia eolica quando cala il vento sono tutte basate sui combustibili fossili. L'immagazzinamento dell'energia potrà risolvere questo problema”, ha spiegato Calderón nel corso di un suo intervento alla Conferenza Onu sul clima di Cancun.

Il sito è stato scelto per la sua posizione all'interno di un distretto tecnologico transfrontaliero: l'impianto servirà sia il Messico sia gli Stati Uniti, che proprio in quella zona stanno sviluppando grandi progetti di energia solare. Per questo la Rubenius progetta anche di stabilire una fabbrica in Messico, mentre un centro di ricerca e sviluppo...

Nanotubi al carbonio per immagazzinare energia

Nanotubi al carbonio per immagazzinare energia

Si tratta di un prototipo di supercapacitore realizzato da un giovane italiano, Riccardo Signorelli, presso il MIT di Boston. Ha potenzialmente diversi ambiti applicativi, ma soprattutto sarà utile per le auto ibride dove può dare diversi vantaggi, meglio delle normali batterie. La commercializzazione dal 2012.

Un supercapacitore sulle turbine eoliche, nelle metropolitane e, soprattutto, nelle auto ibride per immagazzinare e rilasciare molta energia e in poco tempo. Da alcuni giornali italiani erroneamente descritto come una “superbatteria” è uno strumento che promette di rivoluzionare questi ambiti di applicazione. A svilupparlo il trentaduenne ricercatore italiano Riccardo Signorelli (nella foto), che ha portato a termine il progetto con la sua equipe al MIT di Boston, grazie a finanziamenti per 5,3 milioni di dollari erogati dal governo americano e per 2 milioni da investitori privati.

Il prototipo di supercapacitore di Signorelli usa minuscole strutture di nanotubi al carbonio per immagazzinare energia. Funziona in base a un principio fisico, non elettrochimico, come le batterie, e per questo può caricarsi e scaricarsi istantaneamente, fino a un milione di volte. Le pareti dei tubi hanno uno spessore di soli 12 atomi e sono capaci di immagazzinare nei numerosissime interstizi particelle cariche di energia. Visto il tipo di connessione fisica, l'immagazzinamento avviene in maniera quasi istantanea, comportando un'altissima densità di potenza. L'obiettivo del progetto è la commercializzazione entro il 2012.

Chiediamo a Riccardo Signorelli quali cambiamenti promette il suo nuovo supercapacitore.

Innanzitutto chiariamo la differenza tra una batteria, un capacitore e un supercapacitore.

La batteria immagazzina energia seguendo un principio elettrochimico. Il capacitore lo fa secondo un principio elettrico, attraverso l'utilizzo di materiali isolanti. Nel supercapacitore, che funziona in base a un principio fisico, vengono utilizzati dei materiali a elevata porosità ed elevato  assorbimento. Nei normali capacitori gli elettrodi sono planari, nei supercapacitori ci sono parti composte di materiale spugnoso, grazie a queste superfici e all'utilizzo di un elettrolita liquido, la capacità di immagazzinare energia è mille volte maggiore di un capacitore normale.

Il supercapacitore è dunque uno strumento migliore della batteria?

Dipende. Come capacità di immagazzinamento di energia, la batteria rende di più, ma il supercapacitore è molto più potente. Rilascia più potenza a minuto, rispetto a una batteria.

E' come se la batteria fosse un fondista e il supercapacitore un centometrista?

Esattamente. La differenza, poi, è favorevole al supercapacitore anche nella longevità. Se pensiamo ai cicli di carica e scaricamento, questo raggiunge dai 100mila a un milione di cicli. La batteria non arriva a 100mila.

Ma ci sono ancora dei limiti da superare.

I costi sono ancora troppo elevati e la capacità di immagazzinamento troppo limitata, pari a circa il 5% di una batteria convenzionale.

Ed qui che arriva la novità del vostro prototipo di supercapacitore.

La nostra innovazione aumenta la potenza, abbatte i costi e migliora la capacità di immagazzinare energia, portandola a 3-4 volte rispetto agli altri supercapacitori.

Perché è così importante?

Per poter utilizzare il supercapacitore nei veicoli, la sfida è proprio quella di ridurre i costi, il peso, e aumentarne la robustezza, intesa come abilità a funzionare in ambienti duri, sottoposti a sbalzi termici elevati.

Quali sono gli ambiti di utilizzo dei supercapacitori?

Attualmente vengono utilizzati per le pale eoliche. In quelle grandi c'è bisogno di inclinare leggermente le pale quando il vento è troppo forte, e per fare un'operazione così, che richiede molta potenza per breve tempo, il supercapacitore è lo strumento ideale. Alcune compagnie cominciano ad integrarli nelle metropolitane. Visto che i convogli si fermano per poco tempo, 30 secondi circa, e ripartono, i supercapacitori danno la possibilità di immagazzinare e utilizzare la potenza prodotta. Ma l'applicazione per cui stiamo lavorando noi è soprattutto quella delle veicoli di trasporto ibridi.

Perché fa riferimento solo a veicoli ibridi?

Il supercapacitore può essere montato accanto al motore a combustione o a una normale batteria elettrica ed essere sfruttato per accumulare energia durante le frenate e per le ripartenze, permettendo un risparmio di carburante, ad esempio, del 30%.

Ma questa funzione viene già svolta in alcune auto ibride con batterie.

Si, ma le batterie, essendo sovradimensionate, hanno una resa inferiore al supercapacitore. Inoltre attualmente le auto ibride richiedono un investimento, rispetto ad una normale auto a carburante, che viene ripagato con i risparmi sul consumo solo dopo 8-9 anni. E questo le rende poco convenienti.

E voi su cosa puntate?

Noi stiamo lavorando per rendere il supercapacitore più piccolo, leggero ed economico, in modo da permettere a chi acquista il veicolo di recuperare l'investimento iniziale in 2-3 anni, senza finanziamenti governativi.

Però niente auto elettriche a base di soli supercapacitori.

Per quanto riguarda i veicoli elettrici, per avere un'autonomia di 300-400 km, la batteria è più indicata. Ma possiamo rendere il supercapacitore complementare alla batteria in un veicolo, in modo che oltre ad aumentare il risparmio energetico allunghi anche la durata della batteria stessa, perché il capacitore sarebbe quello che lavora di più. L'obiettivo è ottenere un sistema che abbia la stessa durata di sopravvivenza dell'auto.

Quali sono i vostri tempi per la commercializzazione del vostro prototipo?

Nei prossimi mesi produrremo la nostra prima generazione di supercapacitori. Stiamo lavorando con alcune case automobilistiche. In un primo tempo li metteremo in commercio solo per applicazioni industriali. Nel 2012-2013 vorremmo renderlo disponibile per i veicoli.

Da quanto tempo lavorate a questo progetto?

Ci lavoriamo al MIT dal 2003. Nel 2008 sono arrivati i fondi dal governo americano, precisamente dal Dipartimento dell’energia. Nel 2010 si sono aggiunti fondi privati dallo Stato del Massachusetts.

In Italia una sinergia del genere sulla ricerca sembra un miraggio ...

In Italia c'è un enorme patrimonio umano con idee creative, alto valore ingegneristico e attenzione anche alle attività commerciali. La questione è: c'è possibilità di avere finanziamenti dallo Stato per queste ricerche? Ho incontrato anche investitori italiani e non vedo perché non si debba aprire anche in questo paese un settore imprenditoriale di questo tipo. Il ruolo dell'imprenditoria è fondamentale per lo la ricerca.

Dopo il disastro nucleare in Giappone, in molti discutono della necessità di puntare di più sulle rinnovabili.

Sono un sostenitore dell'energia rinnovabile. In Italia ad esempio punterei molto sul geotermico. Anche l'efficienza energetica è molto importante. Risparmiare il 30-40% con un sistema come quello del supercapacitore mi sembra significativo.

 

ARIA ED ENERGIA RINNOVABILE

ARIA ED ENERGIA RINNOVABILE

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Esistono aziende come CalMac che intendono immagazzinare l’energia eolica in forma di ghiaccio, SustainX sta lavorando su un sistema che immagazzina energia sotto forma di aria compressa per un uso successivo. Fino ad oggi possibile solo in caverne sotterranee. Infatti esistono già alcuni impianti ad aria compressa in cui l’elettricità viene utilizzata per pompare aria sotterranea. Una di queste aziende è proprio il colosso PG & E statunitense che è alla ricerca di grotte adatte per lo stoccaggio di aria compressa e afferma di essere in grado di immagazzinare 300 MW ora.  Ma le grotte calcaree sotterranee non sono sempre esattamente dove si ha bisogno che ci siano e soprattutto con gli attributi geologici più adatti e che rendono sicuro il deposito. Tuttavia, SustainX sta lavorando su un sistema compatto che riutilizza i container ermetici per immagazzinare aria.
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Immagazzinare e gestire l’energia rinnovabile in modo efficiente è oggi fondamentale e sta alla base della Smart Grid, la rete elettrica intelligente. La gestione e lo “storage” l’immagazzinamento è necessario soprattutto quando si parla di fonti energetiche intermittenti come l’energia eolica e il solare.  SustainX punta a sviluppare un sistema in grado di immagazzinare circa 4MWh di energia elettrica in un container lungo 10m. Il sistema utilizzerà naturalmente l’eccesso di energia rinnovabile per comprimere l’aria e immagazzinarlo in contener adatti anche al trasporto, aria che può poi essere utilizzata per alimentare una turbina e generare elettricità. Un metodo assai interessante che sottolinea la volontà di ottimizzare qualsiasi forma di energia.
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UNA GROTTA PORTATILE

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L’accumulo di energia sottoforma di aria compressa ha un’enorme potenzialità perché è relativamente poco costoso e la chiave per rendere il sistema efficiente sotto tutti i punti di vista è quello di ridurre la perdita di energia e di aria che può avviene durante la fase di compressione e decompressione dell’aria. Il primo impianto pilota arriva ad un’efficienza del 50% ma nel corso dei prossimi due anni SustainX cercherà di sviluppare una tecnologia in grado di riutilizzare e rilasciare aria per circa il 70%. SustainX ha progettato un sistema che utilizza un pistone idraulico per comprimere l’aria. Quando l’aria viene rilasciata, il motore idraulico collegato si muove e produce elettricità. L’obiettivo? Un sistema di accumulo di energia rinnovabile con la portabilità e la scalabilità di una batteria e soprattutto economico come una grotta. Insomma, una grotta portatile.
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Electricity Storage Association

Electricity Storage Association è un'associazione commerciale internazionale istituita per promuovere lo sviluppo e la commercializzazione di tecnologie di stoccaggio dell'energia. La missione è di promuovere lo sviluppo e la commercializzazione di sistemi di storage competitivo e affidabile erogazione di energia per l'utilizzo da parte dei fornitori di energia elettrica ei loro clienti.

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Early Bird Now Open!

Early Bird è ora disponibile per l' electricity  Storage Association del 21 ° Annual Meeting . Il tasso di early bird sarà disponibile fino al 8 aprile 2011 .
Visita il sito web Meeting annuale per tutti i dettagli:  www.electricitystorage.org / annual_meeeting

Sale fuso per immagazzinare l'energia solare.

L'energia solare è probabilmente la più grande fonte rinnovabile riscontrabile sulla Terra, il più grande problema è la difficoltà o meglio l'impossibilità di immagazzinare ciò che si è riuscito a produrre, dato che nei giorni nuvolosi o quando il sole è totalmente assente, come di notte, l'efficienza di questi impianti è minima rispetto al fabbisogno costante.
SolarReserve dichiara di aver firmato un contratto per iniziare a costruire, in Nevada un grosso impianto per la produzione di energia solare e, soprattutto da utilizzare come deposito per l'energia solare stessa. Questa nuova tecnologia è basata su di un sitema "molten salt storage system", di immagazzinamento grazie all utilizzo di sale fuso. La compagnia dell California con sede a Santa Monica ha stipulato un contratto venticinquennale di acquisto di energia con NV Energy, per circa 480.000 megawatts/ora di elettricità ogni anno. Questa quantità è considerata sufficiente a garantire la fornitura elettrica per circa 70.000 abitazioni.
La capacità di produzione di questo nuovo impianto solare, "concentrating solar system", come viene chiamata questa tecnologia, sarà di 100 MW, l'impianto verrà ubicato nella città di Tonopah in Nye County, Nevada.

Enormi impianti per lo stoccaggio dell'energia solare

Il grosso impianto ad energia solare utilizzerà un intero campo di grossi specchi che tracciando il movimento del sole lo potranno ovviamente seguire, questa tecnologia è chiamta "heliostats".
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Il sale fuso, "liquid salt is heated", viene riscaldato in una torre ad oltre 1.000 gradi Fahrenheit, (circa 540 celsius), e trasferito poi in grossi serbatoi di immagazzinamento.
La compagnia non ha ancora indicato quante ore di immagazzinamento intende ottendere nell'impianto di Tonapah, sostiene però di poter erogare enegia ad altissimi picchi anche quando il sole non sia veramnte forte, ed addirittura di notte.
Questo incredibile impianto nel quale il sale fuso viene impiegato per accumulare energia dovrebbe essere pronto entro il 2010 ma si è ancora in attesa dell'approvazione del Nevada Public Utilities Commission.
Il sud ovest Americano è la terra nella quale si ha la concentrazione maggiore, di impianti che producano energia attraverso una tecnologia solare termica, negli States. In california il problema dell'energia rinnovabile è molto sentito e molti progetti sono in discussione per cercare di arrivare al risultato di consumare molta meno energia derivata da altre fonti non rinnovabili.

Prospettive future: sale fuso ed energia

La stessa compagnia SolarReserve spera di riuscire a costruire 10 impianti di questo tipo nei prossimi 10/15 anni. Questa loro tecnologia è molto simile o meglio si basa su questa precedente "Seville’s solar power tower", Lee Bailey dice "Due to the unique ability of the product to store the energy it captures, this system will function like a conventional hydroelectric power plant, but with several advantages,” il direttore  del US Renewables Group. Quindi la tecnologia non è nuova ma solamente modificata e migliorata nel suo modo di essere applicata e nei materiali utilizzati.
"The addition of a storage system adds to the overall cost per kilowatt-hour of solar. But it allows the power producer to deliver electricity during peak times when the cost of electricity is highest" questo dice Martin LaMonica.
Sembra un idea molto interessante, molto Americana anche ovviamente visto che i costi saranno immensi e le tempistiche di progettazzione e poi di costruzione sono alla portata di pochi paesi, chissà noi in Italia cosa potremmo combinare utilizzando il sale fuso come aiuto per immagazzinare energia solare che tra l'altro ancora produciamo in piccolissime quantità.

Carburanti idrocarburici sintetici

Carburanti idrocarburici sintetici

Il biossido di carbonio è stato, sperimentalmente, convertito in carburante idrocarburico con l'intervento di energia proveniente da altre sorgenti. Per essere utile industrialmente, l'energia plausibilmente dovrà provenire dalla luce del sole usando, forse, future tecnologie di fotosintesi artificiale.^[10][11]. Altra alternativa per l'energia è l'energia elettrica od il calore proveniente dall'energia solare o nucleare.^[12][13]. Comparati all'idrogeno, molti carburanti idrocarburici hanno il vantaggio di essere immediatamente utilizzabili nelle esistenti tecnologie dei motori ed esistenti strutture di distribuzione dei carbutanti. La produzione di carburanti idrocarburici sintetici riduce l'ammomtare di biossido di carbonio nell'atmosfera fino al momento che il carburante viene bruciato, quando lo stesso ammontare di biossido di carbonio ritorna nellatmosfera.