Lo stoccaggio dell’energia è la chiave per allontanare l’energia dal petrolio e dal gas. Il prestigioso Watt d’Or ha appena premiato un progetto che utilizza l’energia solare immagazzinata in inverno e prodotta in estate, grazie ad una tecnologia di accumulo poco costosa a lungo termine.
Bruno Knellwolf / cap media
Un odore sgradevole aleggia intorno al nuovo impianto di lavorazione delle carcasse di animali a Frauenfeld (TG). Benjamin Fumey dell’Università di Lucerna (HSLU) si trova davanti alla porta dietro la quale si trova il primo impianto dimostrativo di stoccaggio energetico a lungo termine da lui sviluppato. Insieme al suo partner industriale Matica, ha ricevuto a Berna il prestigioso Watt d’Or dell’Ufficio federale dell’energia (Ofen) nella categoria “Tecnologie energetiche”.
Da molto tempo ormai, la ricerca sta esaminando le modalità di conservazione a lungo termine. In effetti, lo sviluppo delle energie rinnovabili porta a fluttuazioni stagionali nella produzione di elettricità: troppa in estate, non abbastanza in inverno. Inoltre, a causa delle numerose pompe di calore installate nelle abitazioni, il consumo di energia elettrica per il riscaldamento è in forte aumento.
Un supporto di memorizzazione economico di lunga durata
La soda caustica è la risposta di Benjamin Fumey. Questo liquido, idrossido di sodio disciolto in acqua, immagazzina energia come il petrolio, ma impiega milioni di anni. Con la soda caustica va molto più veloce.
Lì viene immagazzinata l’energia rinnovabile in eccesso prodotta dai pannelli fotovoltaici, dagli impianti solari termici o dall’energia eolica in estate. Dopo 20 anni di ricerca, l’idea ha ora raggiunto il suo primo obiettivo. Marc Lüthi di Matica spiega:
«Un secondo impianto dimostrativo verrà inaugurato quest’estate a Kaltenbach, in Turgovia, nei pressi del nuovo centro di distribuzione della Posta»
Un terzo sarà costruito in un complesso residenziale in Germania.
I serbatoi contengono il mezzo di stoccaggio, la soda caustica e l’acqua da essa disciolta.Immagine: Niklas Thalmann
Nell’impianto dimostrativo, finanziato da BGE e situato nell’edificio delle scorte morte, ci sono otto serbatoi riempiti con soda caustica o acqua. Accanto ad esso, uno scambiatore di massa e di calore, denominato SeasON, che gestisce i flussi energetici.
Da aprile a ottobre la soda caustica si carica di energia rinnovabile. Ciò significa che l’acqua contenuta nella soda caustica evapora e rimane una soda caustica più concentrata. “Questa soda concentrata immagazzina il potenziale per fornire calore in seguito”spiega Benjamin Fumey. Maggiore è la concentrazione di soda caustica, maggiore è l’energia immagazzinata.
In inverno questa energia viene prelevata dalla soda caustica concentrata, che viene così scaricata. L’estate successiva, la soda caustica viene nuovamente caricata con l’elettricità solare proveniente dal tetto dell’impianto di lavorazione delle carcasse di animali. Un circuito chiuso. La pompa di calore è alimentata con mezzi chimici e non elettrici come le comuni pompe di calore aria-acqua.
Benjamin Fumey (a sinistra), ricercatore energetico dell’Università di Lucerna e vincitore del premio Watt d’Or.Immagine: Niklas Thalmann
Benjamin Fumey spiega:
“Per un grande serbatoio stagionale che non viene caricato e scaricato quotidianamente, è essenziale che il mezzo di stoccaggio sia economico”
Questo è proprio il caso della soda caustica, perché è uno scarto della produzione della plastica. Anche il volume di stoccaggio può essere facilmente aumentato. “Basta aggiungere più taniche di soda caustica”spiega il ricercatore energetico. Se in inverno la casa o l’azienda non dispone di energia per il riscaldamento, è possibile ricaricarla anche con soda caustica concentrata.
Ogni metro cubo di soda caustica immagazzina circa 200-350 kilowattora di calore. Questa densità di stoccaggio della soda caustica è quindi sei volte maggiore di quella di un serbatoio di acqua calda. Per una casa unifamiliare sono necessari circa 8-10 metri cubi di soda caustica per un inverno, a seconda dello standard della casa e della sua ubicazione.
Dall’idea al prodotto commerciabile
“La soda caustica è molto stabile, non ci sono perdite nel sistema chiuso e non si decompone», spiega Benjamin Fumey. Si tratta semplicemente di un processo di carico-scarico che oscilla tra soda caustica concentrata e diluita. La soda caustica quindi non viene consumata. Il ricercatore continua:
“Se un impianto del genere dovesse essere dismesso dopo 40 anni, la soda caustica sarebbe ancora la stessa”
Benjamin Fumey ha esplorato per la prima volta l’idea con Robert Weber per 14 anni nell’ambito di un progetto europeo presso l’Empa. Tre anni fa ha poi portato queste ricerche a Lucerna. D’ora in poi non si tratterà più di costruire un ponte tra ricerca fondamentale e ricerca applicata. Questa idea ora deve diventare un prodotto commerciabile. “Oggi è chiaro che funziona”conclude Benjamin Fumey.
(Tradotto e adattato da Chiara Lecca)
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