Energy storage in Italia: accumulo energetico ad aria compressa, un’opportunità per il Sud

In Basilicata ci sono grandi potenzialità per fare accumulo energetico per gli impianti da fonti rinnovabili, ma anche nelle profondità marine in Sicilia. Startup e ricerca lo mettono in luce

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Energy storage in Italia: accumulo energetico ad aria compressa, un’opportunità per il Sud

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Nel panorama delle soluzioni di stoccaggio energetico da fonti rinnovabili, c’è una tipologia di energy storage che in Italia potrebbe prendere piede, specie nel Sud Italia.

Stiamo parlando dell’accumulo di energia ad aria compressa (CAES) di cui si è parlato in questi ultimi giorni dopo che è diffusa la notizia del primo progetto dimostrativo da 100 MW al mondo, realizzato in Cina, presentato come il più grande ed efficiente sistema CAES finora realizzato. Le condizioni potenziali per sviluppare sistemi ad accumulo pneumatico di taglia importante ci sono anche nel nostro Paese.

Il Sud Italia potrebbe essere un contesto favorevole, in particolare le condizioni geo morfologiche della Basilicata e quelle offerte dalle profondità marine in Sicilia (ma anche nel Golfo di Taranto): esse potrebbero fornire capacità di energy storage per sostenere la produzione elettrica da eolico e fotovoltaico presente già oggi nelle regioni del Sud. Ma, ancor più, potrebbe essere un alleato prezioso per lo sviluppo futuro, contribuendo alla transizione energetica in Italia.

Tali potenzialità emergono da studi condotti da Francesco Iantorno, ingegnere e Ceo della startup innovativa InElectric, e dal team di ricerca coordinato dal professor Gianfranco Rizzo, del Dipartimento di Ingegneria industriale dell’Università di Salerno, nonché Ceo della startup innovativa ePowering.
Ora servono le condizioni perché si possano sviluppare impianti pilota per una futura applicazione su scala industriale.

Accumulo di energia ad aria compressa: cos’è e come funziona

Lo stoccaggio di energia ad aria compressa è, insieme al pompaggio idroelettrico, la soluzione di energy storage su larga scala più adatta all’accumulo energetico.

Il sistema CAES stocca l’energia elettrica prodotta dalle rinnovabili fuori dai periodi di punta per comprimere l’aria e immagazzinarla in un serbatoio. Lo fa utilizzando compressori, un generatore a turbina e un serbatoio. Lo stoccaggio dell’aria compressa avviene grazie ai compressori nelle ore di minore richiesta di energia elettrica; il suo successivo impiego per alimentare le turbine avviene nei momenti in cui si presentano picchi di domanda. Il ricorso al gas per alimentare la turbina può essere azzerato e sostituito dal calore derivante dalla compressione.

Accumulo energetico ad aria compressa: come funziona la soluzione di CAES
Schema di funzionamento della soluzione di CAES

Questo tipo di accumulo energetico presenta diversi vantaggi: offre una grande capacità di storage, un basso costo del capitale, una lunga durata, sicurezza e rispetto dell’ambiente. Inoltre, è una tecnologia conosciuta e sperimentata da almeno un secolo. È riconosciuta come una delle più promettenti per energy storage su larga scala, anche perché gli impianti CAES presentano un costo di capitale favorevole per unità di potenza ed energia.

La transizione energetica, ovvero il passaggio globale verso le energie rinnovabili, ha rinnovato l’interesse per questo tipo di sistemi, in grado di sostenere le fonti di energia intermittenti come il fotovoltaico e l’eolico a soddisfare le fluttuazioni della domanda di elettricità. Non solo: adottare sistemi CAES permette di stabilizzare la rete elettrica.

Energy storage in Italia: l’interesse c’è e le potenzialità in Basilicata…

Si prevede che gli investimenti in sistemi di accumulo di energia collegati alla rete cresceranno notevolmente nei prossimi anni.

Già oggi le soluzioni di energy storage in Italia crescono sensibilmente. Basti guardare il numero di installazioni registrate dal sistema Gaudì di Terna e presentati da ANIE secondo cui a fine giugno risultano installati ben 122.279 sistemi di accumulo, per una potenza complessiva di 720 MW e una capacità massima di 1.361 MWh. A questi si aggiungono gli impianti di Terna per complessivi 60 MW e 250 MWh. “Il trend del 2022, periodo gennaio-giugno, è in notevole crescita per numero, potenza e capacità di accumulo rispetto ai periodi precedenti”, sottolinea ANIE.

Veniamo ora ai sistemi di storage su larga scala: sebbene sia possibile costruire grandi contenitori in acciaio in superficie da utilizzare come serbatoi per l’aria compressa, le caverne saline presenti in natura rappresentano spesso un’alternativa più economica.

Ed è qui che emerge l’interesse per studiare le potenzialità della Basilicata. «Il territorio della regione è un ottimo candidato per la tecnologia di stoccaggio CAES per diverse ragioni, tra queste il più alto numero di impianti eolici installati in Italia e la più alta potenza fotovoltaica installata pro capite in Italia (con Puglia e Marche); inoltre presenta una potenziale disponibilità di cavità sotterranee adatte allo stoccaggio di aria compressa», specifica Iantorno.

… e in Sicilia

Inoltre l’impiego dell’accumulo sott’acqua può aumentare l’efficienza dell’impianto CAES, poiché il compressore e la turbina possono lavorare al regime di progetto, a pressione quasi costante.

L’uso dell’accumulo UW estende l’ubicazione degli impianti CAES ai siti marini.
L’applicazione in Sicilia ha evidenziato benefici significativi in termini di consumo energetico, costi ed emissioni di CO2. L’impronta di carbonio totale della soluzione proposta è di circa 1482 tonnellate, con una riduzione delle emissioni di CO2 del 54%. I costi operativi sono ridotti del 60%.

Ma ci sono altri siti potenzialmente interessanti nel Sud Italia: nel Golfo di Taranto è disponibile una profondità marina fino a mille metri non lontano dalla costa. Questi fondali potrebbero ospitare sacche marine per lo stoccaggio a pressione costante adatte agli impianti CAES.
La combinazione di bacini solari con acqua fredda proveniente da acque profonde consente di aumentare l’efficienza e di generare energia elettrica verde dal mare.
Per tutte queste ragioni si può mettere in atto la progettazione e lo sviluppo di un impianto pilota per consentire di testare concretamente la capacità e i benefici di questa tecnologia.
«Da anni abbiamo sviluppato studi mirati sulla tecnologia e sui sistemi CAES, in particolare sui sistemi sottomarini con un caso concreto in Sicilia», spiega Rizzo.

Sfruttare le cavità lucane per l’accumulo energetico: le potenzialità e gli ostacoli

Francesco Iantorno ha esposto gli studi condotti e le potenzialità sulla Basilicata, anche di sviluppo industriale. Sulla base di studi e ricerche sull’energy storage ad aria compressa svolte all’Università di Salerno a partire dal 2005, la startup innovativa ePowerIng (il cui CEO è Rizzo) collabora con InElectric ed altri partner istituzionali ed industriali all’obiettivo di progettare e realizzare impianti di accumulo con caratteristiche innovative, per far fronte alla prevista crescita della generazione energetica da fonti rinnovabili prevista dal PNRR.

«La Basilicata riveste un ruolo strategico a livello nazionale in tema energetico: basti pensare, per esempio, alle prospezioni petrolifere», rileva il CEO di InElectric. Nella regione, infatti, è presente una situazione geomorfologica particolarmente interessante, identificata con la Fossa Bradanica, al centro dell’interesse per le ricerche di petrolio e gas fin dagli anni Cinquanta del secolo scorso, i cui siti e le relative cavità possono essere riutilizzabili a scopo CAES.

«L’intenzione è creare serbatoi da impiegare per gli impianti eolici, la cui taglia mediamente è di 50-70 MW, o per gli impianti fotovoltaici, potendo così supportare la rete a gestire i picchi di produzione energetica», sottolinea il docente e Ceo di ePowering. Le potenzialità, anche in termini di efficienza: InElectric ha messo a punto WareHouse Exergy, una soluzione di accumulo a “impatto zero” sull’ambiente che sfrutta l’aria come fluido termodinamico, totalmente realizzabile con tecnologia italiana e in grado di sfruttare la possibilità di riconvertire turbine e generatori provenienti da centrali a gas e carbone alimentandole con fonti rinnovabili.
«L’interesse c’è, da parte della stessa Regione Basilicata nonché di alcune aziende. Il PNRR potrebbe dare un’accelerazione allo sviluppo e all’autonomia energetica», conclude Iantorno.

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