Una tecnologia trascurata per quasi 50 anni, il primo impianto di accumulo di energia ad aria liquida, è finalmente pronto per l'accensione nel 2026 nel Regno Unito, con la speranza di competere con le batterie al litio su scala di rete e l'energia idroelettrica per immagazzinare energia pulita e ridurre la necessità di ripiegare sui combustibili fossili.
Regno Unito: nel 2026 sarà avviato il primo impianto di accumulo di energia ad aria liquida
Con l'aumento dell'uso mondiale di elettricità rinnovabile, che per la prima volta supera il carbone, la necessità di immagazzinare quell'energia quando il sole non splende e il vento non soffia sta crescendo di pari passo. Mentre alcuni si rivolgono alle batterie al litio su scala di rete e altri all'idroelettrico a pompaggio, un settore piccolo ma in crescita è convinto che esista una soluzione ancora migliore: batterie che si basano sull'aria.
Vicino al villaggio di Carrington, nel nord-ovest dell'Inghilterra, si stanno gettando le basi per il primo impianto di stoccaggio di energia ad aria liquida su scala commerciale al mondo.
Il sito ospiterà una serie di macchinari industriali e grandi serbatoi di stoccaggio, riempiti con aria che è stata compressa e raffreddata così tanto da diventare liquida, utilizzando l'energia rinnovabile in eccesso per la domanda. L'energia immagazzinata può essere scaricata in un secondo momento quando la domanda supera l'offerta.
Se il progetto avrà successo, ne seguiranno altri. Gli sviluppatori del sito, Highview Power, sono fiduciosi che l'accumulo di energia in aria liquida renderà più facile per i Paesi sostituire i combustibili fossili con energia rinnovabile pulita, anche se al momento la tecnologia è costosa. Ma con l'aumento della necessità di stoccaggio di energia pulita, scommettono che l'ago della bilancia penderà a favore dell'aria liquida.
Il passaggio alle energie rinnovabili è essenziale se il mondo vuole ridurre le emissioni di gas serra ed evitare i peggiori impatti del cambiamento climatico. Ma ciò pone sfide per le reti elettriche.
Le centrali elettriche che bruciano combustibili fossili come carbone e gas possono essere accese e spente in gran parte a piacimento, offrendo una fornitura prevedibile di elettricità che può essere abbinata alla domanda.
Al contrario, le energie rinnovabili sono intermittenti. Ciò significa che a volte non c'è abbastanza elettricità prodotta, con il rischio di interruzioni di corrente, e a volte ce n'è troppa, come nelle giornate molto ventose, che potrebbe danneggiare la rete.
Gran parte della soluzione consiste nell'immagazzinare l'energia in eccesso in modo che possa essere rilasciata quando è necessaria. Questo aiuta a garantire un'approvvigionamento affidabile e riduce al minimo il rischio di danni alla rete. Con l'aumento dell'uso delle energie rinnovabili, è diventato sempre più importante aumentare la capacità di stoccaggio su scala di rete.
Per decenni, la principale forma di stoccaggio dell'energia è stata l'idroelettrico a pompaggio. L'elettricità in eccesso viene utilizzata per pompare l'acqua in salita, dove si trova dietro una diga. Quando l'energia è necessaria, l'acqua può fluire attraverso le turbine, generando elettricità. Nel 2021, il mondo aveva 160 gigawatt di capacità idroelettrica di pompaggio.
Più recentemente, con l'aumento della domanda di accumulo di energia, sono stati costruiti sistemi di accumulo a batteria su larga scala. Questo sta accadendo rapidamente e sta accelerando. Secondo l'Agenzia internazionale dell'energia, lo stoccaggio di batterie su scala di rete è cresciuto da 1 GW nel 2013 a oltre 80 GW nel 2023, con oltre 40 GW aggiunti solo nel 2023.
L'accumulo di energia ad aria liquida, al contrario, è una tecnologia relativamente nuova sul mercato. L'idea di base è in circolazione dal 1977, ma ha ricevuto poca attenzione fino a questo secolo.
Il processo funziona in tre fasi. In primo luogo, l'aria viene prelevata dall'ambiente circostante e pulita.
In secondo luogo, l'aria viene compressa ripetutamente fino a raggiungere una pressione molto elevata. In terzo luogo, l'aria viene raffreddata fino a quando non diventa liquida, utilizzando uno scambiatore di calore multi-flusso: un dispositivo che include più canali e tubi che trasportano sostanze a temperature diverse, consentendo il trasferimento del calore tra di loro in modo controllato.
Quando la rete ha bisogno di energia extra, l'aria liquida viene messa al lavoro. Viene pompato fuori dal deposito ed evaporato, diventando di nuovo un gas. Viene quindi utilizzato per azionare le turbine, generando elettricità per la rete. Successivamente, l'aria viene rilasciata nuovamente nell'atmosfera.
La sfida consiste nell'implementare una quantità sufficiente di stoccaggio di energia nell'aria liquida per accelerare in modo significativo la transizione verde.
Il nuovo stabilimento di Manchester è la prima impresa su scala commerciale al mondo. È stato costruito da Highview Power, che sviluppa l'accumulo di energia ad aria liquida da 20 anni. Segue un impianto dimostrativo nella vicina Pilsbury. L'impianto di Carrington sarà in grado di immagazzinare 300 megawattora di elettricità, sufficienti a colmare un breve divario di energia per ben 480.000 case.
Nell'agosto 2026 la turbina dovrebbe entrare in funzione. Questo non genererà elettricità, ma contribuirà a stabilizzare la rete elettrica. Nel 2027 l'accumulo di aria liquida dovrebbe entrare in funzione. Highview intende guadagnare vendendo elettricità alla rete quando è più necessaria.