Solare termico a concentrazione: l’Italia ospiterà il mondo

Il solare termico a concentrazione è un elemento da considerare nel percorso verso la transizione energetica in Italia. Lo ha confermato ENEA in occasione degli Stati Generali dedicati a questa tecnologia.

Durante l’evento si è evidenziato che il nostro Paese ospiterà l’edizione 2024 della SolarPACES Conference. Si tratta dell’evento mondiale di riferimento per le tecnologie CST, che torna in Europa dopo oltre un decennio di edizioni ospitate in varie parti del mondo. Nell’occasione verranno presentati i principali risultati della ricerca, lo stato di avanzamento dei progetti commerciali e l’analisi delle policy dedicate al CST. L’importanza di questo appuntamento è data dal suo ruolo di “vetrina di primo piano per le eccellenze nazionali del mondo della ricerca e dell’industria”. Non solo: l’Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile ha rilevato che SolarPACES:

“costituirà un momento fondamentale per consolidare la rete italiana degli stakeholder del settore, che ha ripreso a incontrarsi in occasione di una serie di eventi promossi da ENEA”.

L’aspetto di interesse legato alle potenzialità offerte dalla tecnologia CST è che, in termini di radiazione solare, potrebbe «essere utilizzata in quasi tutta Italia», ha evidenziato Walter Gaggioli, Responsabile Divisione Solare Termico, Termodinamico e Smart Network di ENEA, sottolineando che la nuova visione dell’Agenzia nazionale è proporre il solare termico a concentrazione accoppiato ad accumuli efficienti «che possono arrivare anche a 15 ore, abbastanza facili da realizzare e che non impiegano materiali come il litio».

Cos’è il solare termico a concentrazione

Il solare termico a concentrazione è una tecnologia di energia solare che utilizza la luce solare per generare calore. I sistemi CST utilizzano specchi per concentrare un’ampia area di luce solare in una posizione mirata, producendo temperature elevate. Questo calore viene catturato utilizzando un fluido (come il sale fuso), impiegabile per riscaldare l’acqua così da creare vapore per alimentare una turbina e produrre elettricità (in questo caso si parla di concentrating solar power – CSP).

I sistemi CSP possono essere accoppiati a cicli termodinamici cogenerativi, in cui il calore solare trova impiego per produrre acqua dissalata o alimentare sistemi distribuiti di raffrescamento. Il calore può essere usato anche per decarbonizzare alcuni processi industriali.

Il solare termico a concentrazione «si presta a supportare la penetrazione di altre tecnologie a fonti rinnovabili che nel loro incremento pongono un certo livello di penetrazione nel sistema elettrico nazionale, causando problemi di bilanciamento», ha spiegato ancora Gaggioli.

L’energia solare a concentrazione rappresenta una delle soluzioni più promettenti per ridurre l’uso dei combustibili fossili e la dipendenza da fonti energetiche non rinnovabili delle industrie.

Le sue caratteristiche premianti sono la prevedibilità e affidabilità della produzione. A ciò si aggiunge la dispacciabilità, ovvero la capacità di produrre energia elettrica in maniera temporalmente disaccoppiata dalla disponibilità della fonte e quando è richiesta dal sistema elettrico, grazie all’accumulo termico collaudato e altamente efficiente in termini di costi e lo scarso impiego di materie prime critiche.

Quali possono essere le applicazioni? Sono principalmente tre: lato elettrico, permette accumuli di lunga durata ed economici, consentendo a sistemi intermittenti di generazione energetica rinnovabile come fotovoltaico ed eolico, debitamente combinati, di aumentare il capacity factor.

L’altro grande punto di forza in termini di applicazione del solare termico a concentrazione è la produzione di calore da rinnovabili. Interessante in questo senso è quanto sta portando avanti Magaldi, con la tecnologia STEM che ha sviluppato e brevettato per produrre energia elettrica e termica dalla radiazione solare. La stessa azienda spiega che per rimanere competitivi con il fotovoltaico, la tecnologia Concentrated Solar Power (CSP)/Concentrated Solar Thermal (CST) include un sistema di accumulo termico (TES) per dispacciare energia su richiesta.

La stessa spiega che:

“L’utilizzo dei TES negli impianti CSP/CST consente la produzione di energia elettrica e termica ben dopo il tramonto del sole, mettendo la tecnologia in grado di trattenere una percentuale maggiore del mix energetico.”

L’azienda ha ricordato che il calore rappresenta circa il 45% delle emissioni legate all’energia e più della metà del consumo globale di energia di tutti i settori.

“Le applicazioni industriali rappresentano la quota maggiore del consumo di calore, pari al 40% della domanda totale di calore, e circa il 70% di questa domanda è soddisfatta da fonti fossili (Fonte: NET-Zero Heat, LDES-McKINSEY).

A questo proposito riporta che: “La tecnologia STEM^®– CST – Solar Thermo Electric Magaldi risponde alle esigenze di decarbonizzazione del settore industriale grazie ad avanzati sistemi di conversione della radiazione solare in energia termica, integrati a soluzioni di energy storage per rilasciare l’energia all’occorrenza anche in assenza della fonte solare.”

Il solare termico a concentrazione grazie alla possibilità di generare energia termica in un range di temperatura tra 150 e 550 °C si propone «come un sistema rinnovabile in grado di produrre energia dispacciabile e per le lunghe ore di funzionamento», ha illustrato ancora Gaggioli, segnalando che questa tecnologia è ideale per processi termici che vanno dall’industria alimentare alla metalmeccanica, compresa l’industria energetica e quella vetraria e della ceramica.

Inoltre si apre anche a potenziali impieghi nel teleriscaldamento e persino per le unità UVAM.

L’evento mondiale e il ruolo dell’Italia nella ricerca su CST/CSP

Arriviamo così alla SolarPACES Conference 2024. “La conferenza – ha evidenziato Gaggioli – arriva in Italia nel momento migliore per consolidare le competenze nazionali sul tema: il primo impianto commerciale CSP a sali fusi da 5 MW con 15 ore di accumulo è recentemente entrato in funzione in Sicilia e un secondo verrà completato nei primi mesi del prossimo anno”.

A livello di ricerca sul solare termico a concentrazione, l’Italia è messa molto bene. Si va dall’ENEA al CNR, dal Politecnico di Milano e di Torino fino all’Università di Palermo. «Esistono diversi progetti che supportano sia a livello nazionale sia a livello europeo la tecnologia del CST». Va ricordato a questo riguardo il Progetto 1.9 Solare Termodinamico del Piano Triennale della Ricerca di Sistema Elettrico (RdS) finanziato dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica.

L’unico neo riguarda l’assenza dall’infrastruttura di ricerca europea ERIC dedicata proprio a CST e CSP.

In ogni caso va evidenziato che sul tema del solare termico a concentrazione l’Italia ha visto crescere una comunità di stakeholder nazionali molto attiva nel campo della ricerca a livello internazionale e nello sviluppo di impianti commerciali altamente innovativi, sottolinea ENEA.

A tutto questo si aggiunge, inoltre, il fatto che il solare termico a concentrazione sia inserito nel PNIEC come tecnologia innovativa, su cui lo stesso piano prevede 2 miliardi di euro tra 2030 quanto a costi cumulati. «Si parla nel CST anche di sistemi ibridi per l’integrazione di impianti».

Riguardo alle potenzialità commerciali, si dovrà comprendere bene quanto emergerà dal tanto atteso decreto FER 2.

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