Energy storage in Italia: essenziale per la transizione energetica, occasione per fare sistema

Cresce l’interesse sull’energy storage in Italia, in Europa, nel mondo, e aumentano le applicazioni. BloombergNEF segnala che il mercato globale di accumulo energetico è quasi triplicato nel 2023. Ma lo slancio prosegue e potrebbe essere di grande importanza per l’Europa, se si riuscisse a sfruttare adeguatamente il surplus di generazione da fotovoltaico ed eolico. Ember ha rilevato che nell’UE per l’accumulo energetico “è giunto il suo momento di gloria”. Ha stimato che, entro il 2030, la generazione eolica e solare supererà la domanda UE in determinate ore dell’anno. Se i paesi dell’UE dovessero gestire completamente questo eccesso nel tempo, utilizzando lo stoccaggio (o interconnettori), per sostituire la generazione di gas fossile, ridurrebbero la loro dipendenza dal gas importato ed eviterebbero costi di acquisto questo combustibile fossile per un valore stimato in 9 miliardi di euro.

Il dinamismo del solare è costante, ma sono anche le possibilità offerte dalle applicazioni nella mobilità e nell’edilizia che stimolano l’interesse dell’industria e della ricerca, anche quella dell’Italia, che mostra autentiche eccellenze. Alcune di esse hanno illustrato progetti e stati di avanzamento tecnologico che fanno prefigurare un futuro di significativi cambiamenti e di opportunità.

L’occasione in cui illustrare tutto questo fermento è stato il convegno “Energy storage. Soluzioni e prospettive per un componente chiave della transizione energetica”, organizzato da Prospecta Formazione, prima tappa di avvicinamento verso KEY 2025 (Rimini, 5-7 marzo).

Energy storage in Italia: il mercato è dinamico

A illustrare lo stato di avanzamento dell’energy storage in Italia ci ha pensato Fabio Zanellini, presidente della Commissione Tecnica Gruppo inter associativo Sistemi di Accumulo di Federazione ANIE.

Per quanto riguarda il pompaggio idroelettrico, oggi, in Italia, sono presenti 22 impianti con una potenza massima di circa 7,6 GW, con una capacità di stoccaggio di 53 GWh di cui l’84% riferita ai sei impianti maggiori. Per quanto concerne le soluzioni di accumulo elettrochimico, si contano circa 650mila impianti, per una potenza complessiva di quasi 5 GW e una capacità massima che sfiora i 10 GWh.

Lo sviluppo di questo comparto è evidente, per quanto nei piccoli impianti lo slancio del traino offerto dal Superbonus si stia progressivamente esaurendo. «Gli accumuli premiati nell’asta 2024 del Capacity Market, 2 GW stanno entrando in funzione in questi mesi. Gli accumuli utility-scale, circa 70 GWh, dovrebbero essere finanziati dal MACSE», il meccanismo di approvvigionamento di capacità di stoccaggio che consentirà – come evidenzia Terna – di integrare sempre più energie rinnovabili nel sistema elettrico. «Perché serve così tanto accumulo, soprattutto negli ultimi anni della transizione verso 2030/2032? Perché, se le cose andranno come da quanto prefigurato da Terna, l’Italia sarà un Paese che di giorno andrà quasi totalmente a solare (negli Scenari Terna-Snam, la generazione termoelettrica netta da fotovoltaico quintuplicherà, dal 2019 al 2030, passando da 23 TWh a 101 TWh), in alcuni casi spesso anche troppo, e quindi è necessario spostare questa energia dalle ore di piena insolazione alle ore serali, quindi facendo time shifting giornaliero. Così gli accumuli, nell’idea di Terna, dovrebbero arrivare a funzionare circa 3600 ore equivalenti l’anno. Questo è il motivo per cui servono accumuli da otto ore, in quanto si rende necessaria una capacità giornaliera di stoccaggio».

Le prospettive dell’accumulo energetico

Quale futuro si attende per l’energy storage in Italia? «Per quanto riguarda l’utility scale, il futuro è abbastanza segnato, nel senso che nel momento in cui Terna ne ravvisa l’esigenza, sia in termini di volume che di localizzazione della capacità, ha la possibilità di approvvigionamento o con il Capacity Market o, in particolare, col MACSE – ha prefigurato lo stesso Zanellini –. Lo dimostra anche il fatto che una volta che si è cominciato a parlare di quest’ultimo meccanismo, si è palesato un forte interesse per l’energy storage, testimoniato anche dalle numerose richieste di connessione solo di accumulo elettrochimico».

Per quanto riguarda l’accumulo residenziale, avrà un suo significativo trend di diffusione, perché comunque il fotovoltaico di piccola taglia, esteso anche alle piccole attività commerciali, «ha raggiunto un’attrattività consolidata da motivi economici e di integrazione tecnologica con alte soluzioni, come i dispositivi di ricarica elettrica».

Inoltre, è in atto anche un trend di trasferimento dei consumi che va verso la progressiva elettrificazione: pensiamo alle pompe di calore, ma anche i piani di cottura a induzione, per fare qualche esempio.

«Per quanto concerne il segmento commerciale e industriale, invece, vanno segnalati alcuni progetti pilota che consentono ai distributori di sperimentare l’approvvigionamento di servizi di flessibilità locali».

Energy storage: il ruolo della ricerca in Italia…

Oltre alle attività industriali, l’interesse espresso sull’energy storage in Italia guarda alla ricerca e ai filoni aperti per mettere a punto soluzioni alternative e complementari alle batterie agli ioni di litio, che oggi coprono la quasi totalità delle richieste del mercato.

Di grande interesse va segnalato il lavoro condotto sotto forma di piano triennale di Ricerca di Sistema elettrico, i cui enti affidatari sono CNR, ENEA e RSE e che contempla la collaborazione di diverse università italiane. Tra le attività di ricerca riguardanti lo storage, ci sono i progetti di sviluppo di tecnologie di accumulo elettrochimico e termico, che spaziano dalla ricerca di sistemi innovativi ai materiali avanzati.

Uno dei progetti avviati in seno alla RdS è ORANGEES (ORgANics for Green Electrochemical Energy Storage), finalizzato a porre le basi per le batterie del futuro, e che ha l’obiettivo di studiare e sviluppare materiali innovativi (organici e ibridi) per i futuri sistemi di stoccaggio che possano favorire la sostenibilità ambientale, rendendo sempre più marginale la quota inorganica, potendo anche ridurre ulteriormente i costi. Coordinatrice del progetto è Alessandra di Blasi, ricercatrice CNR-ITAE, che ha illustrato il futuro della ricerca: «stiamo puntando alle soluzioni sodio-ione, che rappresentano oggi l’alternativa, più efficace e più vicina al mercato, al litio, pensandola come complementare alla tecnologia Li-ion, in un’ottica di diversificazione dei sistemi di accumulo. Stiamo anche conducendo studi su tecnologie di frontiera, come le batterie alluminio-ione o le batterie a flusso redox organico. Lavoriamo a ridurre il ricorso alla matrice inorganica e trovare soluzioni alternative e praticabili, focalizzandoci anche sullo studio, il riuso e il ricircolo di altri materiali in grado di sostituirsi ai componenti principali oggi in uso e in commercio».

… e in Europa: un’opportunità per 800.000 persone

Affinché l’energy storage in Italia e nell’UE possa crescere e sia in grado di un sistema coordinato, la ricerca e l’industria devono «creare un’alleanza forte, un ponte – ha evidenziato Silvia Bodoardo, professoressa al Politecnico di Torino, responsabile della task force sulle batterie e guida dell’Elettrochemistry Group –. Per questo motivo in Europa sono state avviate diverse iniziative con la realizzazione della European Battery Alliance, associazione di scopo che ha la finalità di riunire produttori di batterie, ma anche stakeholder come produttori auto, di materiali e di altre soluzioni, per aggredire un mercato da 250 miliardi l’anno previsto per la produzione delle celle. Per mantenerle vive c’è bisogno della ricerca, quella che traguarda il lontano futuro: sto parlando, in particolare di Battery2030+ (iniziativa di ricerca europea su larga scala e a lungo termine) e di Batteries Europe». Quest’ultima è la piattaforma europea per la tecnologia e l’innovazione che mira a identificare, in modo olistico, tutte le esigenze di R&I lungo la catena del valore delle batterie a ogni livello TRL.

«Inoltre, abbiamo bisogno di formare competenze: saranno necessarie 800mila persone pronte nel 2027». Servono, per questo, forti investimenti, per sostenere il percorso verso l’innovazione e la possibilità di creare un sistema forte e in grado di competere ad armi pari con realtà internazionali, già oggi strutturate per farlo.

Conciliare fotovoltaico e storage: un’idea praticabile e vincente

Dalla ricerca nascono anche idee utili a valorizzare esperienze importanti per la transizione energetica come le CER. Le comunità energetiche rinnovabili si stanno sviluppando, ma possono recitare un ruolo ancora più importante nello scacchiere energetico. Come? Generando energia elettrica da fotovoltaico e sfruttandola totalmente per soddisfare i consumi dei membri delle CER, evitando inconvenienti sulla rete. È nata così l’opzione delle comunità energetiche 100% solari, messa a punto dai ricercatori dell’Eurac Research, di cui fa parte, quale senior researcher, Marco Pierro, che ha illustrato modalità e benefici (economici e sostenibili) di questa opportunità che si basa su solare e sullo storage.

L’importanza di contare su sistemi capaci di conciliare accumulo e fotovoltaico sono ormai alla portata di mano di tutti. Occorre puntarci con decisione, perché i vantaggi sono evidenti. Li ha illustrati, a proposito, Raffaele Maffioli, head of Engineering di Senec, realtà italiana specializzata in soluzioni per l’autosufficienza energetica. Ha portato, a supporto, i casi di alcune aziende che hanno puntato sulle soluzioni di accumulo. I vantaggi sono immediatamente percepibili nei grafici che ha mostrato e che illustrano la capacità delle soluzioni di storage di gestire al meglio l’energia prodotta dalle rinnovabili.

Le eccellenze industriali italiane

Sempre a proposito di realtà industriali specializzate sull’energy storage, l’Italia conta su autentiche eccellenze. Tra queste è da segnalare Faam, parte del gruppo Seri industrial, in procinto di avviare la prima gigafactory in Italia per la produzione di celle, moduli e soluzioni battery system. Federico Vitali, fondatore di Faam e vicepresidente di FIB, ha illustrato lo stato di avanzamento e le attività che verranno portate avanti attraverso questa realtà industriale che ha nel riciclo una sua base fondante e nell’innovazione la sua visione. Faam ha puntato, realizzandole interamente in Italia, sulle soluzioni Litio-Ferro-Fosfato (LFP) Water Based, ovvero a base acqua, conciliando sostenibilità e prestazioni.

Lo stesso Vitali ha espresso le due esigenze di cui ha bisogno il nostro Paese per creare le basi per un sistema industriale nazionale ed europeo solido in materia di soluzioni di accumulo. Una, concordando con Bodoardo, è la necessità di fare formazione e creare personale competente. «L’altra, è la filiera. È stato detto che l’Asia domina questo settore, partendo dal mining. Mi permetto di dissentire. L’Asia domina la raffinazione, la produzione delle materie prime, ma non il mining: quest’aspetto è sviluppato in tutto il mondo. Quindi se l’Europa vuole, possiamo impegnarci nella raffinazione, nella produzione della materia prima. Riteniamo, quindi, che si possa competere con l’Asia. Ma, ribadisco, c’è bisogno di una filiera forte e completa».

Le opportunità in Italia per fare filiera e per fare innovazione ci sono. A quest’ultimo proposito vale la pena ricordare Magaldi Green Energy, startup del gruppo Magaldi, che ha messo a punto il sistema MGTES (Magaldi Green Thermal Energy Storage), un sistema di accumulo di energia termica basato sulla tecnologia del letto di sabbia fluidizzato. Si tratta di una soluzione per l’accumulo termico, altro fronte di interesse nel mondo, in grado di aprire scenari e prospettive di grande importanza. Ha avuto modo di sottolinearlo Daniele Coppola, sales & business development manager della società salernitana. «Circa il 50% del consumo energetico totale a livello mondiale è utilizzato per la produzione di calore, per applicazioni residenziali e industriali. La maggior parte di questo calore deriva dalla combustione di combustibili fossili», generando impatti sensibili in termini di emissioni. L’accumulo termico può fornire una risposta preziosa per ridurle, proponendo una soluzione in grado di immagazzinare energia da fonti rinnovabili come calore e rilasciare vapore con un’efficienza superiore al 90%, ottimizzando i costi di generazione del calore, consentendo l’arbitraggio dei prezzi tra fonti energetiche (gas naturale vs. elettricità) e conciliare le fluttuazioni della domanda di energia.

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