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Cop27: l’accumulo di lunga durata di energia termica per la transizione all’energia pulita

Attualmente, a livello globale il 70% della domanda di energia del settore industriale è richiesta come calore, nella maggior parte sotto forma di vapore per alimentare i vari processi industriali. Circa il 90% di questa domanda è soddisfatta con le fonti fossili. I sistemi di accumulo di lunga durata sono fondamentali per garantire continuità all’utilizzo di energia da fonti rinnovabili e superare così l’intermittenza che le contraddistingue dovuta alle condizioni climatiche (assenza di sole e di vento).  MA oggi, il  Long Duration Energy Storage Council  (LDES Council) e McKinsey & Company  hanno presentato alla COP27 Unfccc in corso in Egitto il rapporto “Net-zero heat Long Duration Energy Storage to accelerate energy system decarbonization”  che quantifica l’impatto dell’accumulo di energia termica (TES) per arrivare a fornire calore net zero a basso costo, affidabile, sicuro e pulito, integrato da altre tecnologie di accumulo di energia a lunga durata (LDES). Il  rapporto è il risultato di un lavoro durato un anno dal quale viene fuori che «L’accumulo di energia termica può consentire l’elettrificazione e la decarbonizzazione economicamente vantaggiose delle applicazioni di calore più utilizzate (vale a dire vapore e aria calda)». I risultati indicano anche che, quando la domanda finale è calore, il firming heat può essere efficiente in termini di costi.

Il rapporto rileva che «Il TES può raddoppiare il potenziale di capacità stoccaggio di energia di lunga durata (LDES) globale ed espandere il potenziale di capacità installata complessiva di LDES da 2 a 8 TW entro il 2040 (contro 1 – 3 TW senza TES). Questo si traduce in un’opportunità di investimento cumulativa compresa tra 1,6 e 2,5 trilioni di dollari. Questi risultati stabiliscono la necessità che l’accumulo termico sia parte di un sistema energetico integrato che includa l’accumulo elettrico e molecolare al fine di accelerare ulteriormente un sistema energetico decarbonizzato».

Secondo Julia Souder, direttrice esecutiva del LDES Council, «Le tecnologie di accumulo di energia a lunga durata offrono soluzioni flessibili, affidabili e sicure. Uno dei risultati chiave del rapporto è che quando l’accumulo termico fa parte di un sistema integrato di accumulo di energia, la capacità globale di LDES viene raddoppiata, il che si traduce in un risparmio a livello di sistema fino a 540 miliardi di dollari l’anno. Più LDES consente una produzione accelerata di energie rinnovabili e una maggiore ottimizzazione dell’utilizzo della rete. Quando l’accumulo di energia termica fa parte del mix di diverse tecnologie LDES»,

Ecco i principali approfondimenti del rapporto:

Dato che la produzione di calore rappresenta circa il 45% delle emissioni legate all’energia, la sua decarbonizzazione è fondamentale per realizzare il net zero.  L’accumulo di energia termica (TES) offre già una soluzione di decarbonizzazione economicamente vantaggiosa per la maggior parte delle applicazioni di calore.

Il TES fornisce una soluzione di accumulo di energia a lunga durata (LDES) per elettrizzare e stoccare il calore, consentendo un accumulo di calore a lungo termine fornito da elettricità (pulita) o calore di scarto.

E’ probabile che i costi LDES scendano in modo significativo, con riduzioni dei costi del 25-50% per nuovi LDES di alimentazione e riduzioni dei costi del 5-70% per TES entro il 2040.

Il LDES può garantire fino a 540 miliardi all’anno di risparmi a livello di sistema per un sistema a energia net zero attraverso 2-8 TW di capacità installata entro il 2040, supportato da investimenti cumulativi di 1,7 – 3,6 trilioni di dollari.

Business leaders, policymakers e investitori hanno un ruolo importante nell’aiutare a sbloccare il potenziale il TES, principalmente creando un ecosistema di supporto per casi d’utilizzo della flessibilità come TES.

Le tecnologie TES sono già disponibili in commercio e affrontano un’ampia gamma di durate e temperature di conservazione e tra queste ci sono gli innovativi storage basati sulla fluidizzazione della sabbia brevettati dall’italiana Magaldi Green Energy (Mge).

Le “batterie di sabbia” sviluppate dal Gruppo Magaldi vengono prodotte a Buccino, in provincia di Salerno. L’impianto sviluppa la tecnologia MGTES (Magaldi Green Thermal Energy Storage), sistema di accumulo basato su un letto di sabbia fluidizzato (Energy from the sand), alimentato esclusivamente da energie rinnovabili. Si tratta di un impianto replicabile e idoneo per utilizzi di tipo commerciale e industriale. MGTES genera vapore a temperature elevate, a partire dai 150 – 400 gradi, necessarie alle industrie energivore (carta, food & beverage, chimica, plastica ecc). Il sistema può essere caricato con energia elettrica e termica in eccesso riuscendo a immagazzinarla per un intervallo compreso tra le 4 a oltre 10 ore (Long Duration Energy Storage) fino a settimane con perdite molto limitate per poi scaricarla quando il sole e il vento non sono disponibili. In questo modo il sistema permette di immagazzinare energia rinnovabile quando è in surplus e di rilasciare energia termica verde per i consumi industriali, bilanciando lo squilibrio esistente tra la domanda e l’offerta e contribuendo a stabilizzare la rete. Il sistema di fluidizzazione della sabbia presenta notevoli vantaggi: grandi capacità di accumulo termico (fino all’ordine dei GWh); elevata efficienza termica; tempi di risposta rapidi; nessun impatto ambientale grazie all’impiego di materiali naturali. Ogni modulo MGTES può conservare 50 Mw termici.

Letizia Magaldi, del Board of Directors dell’LDES Council ed vicepresidente esecutivo di Mge, sottolinea che «Nella logica del business as usual, si è sempre dato per scontato che l’energia termica necessaria per le industrie potesse essere generata bruciando combustibili fossili. Oggi vediamo che i cambiamenti climatici e il caro energia che sta colpendo l’attività produttiva e industriale dell’Italia, ad esempio, sono il risultato di questa dipendenza. Per superarlo è necessario puntare sempre di più sull’autonomia energetica mediante l’utilizzo di rinnovabili e risorse largamente disponibili sul territorio. Oltre a essere sostenibile per ambiente e consumi, la sabbia è anche geopoliticamente neutra».

Fulvio Bassetti, technologic director di Mge, conclude: «Sistemi come Mgtes rappresentano un valido alleato per dotare l’industria del cosiddetto green heat, energia termica verde e pulita, necessaria per soddisfare il fabbisogno energetico 24 ore al giorno. E’ indispensabile lavorare a soluzioni praticabili per raggiungere la decarbonizzazione ed elettrificazione dei processi industriali in ottica di sostenibilità e riduzione dei rischi operativi per il futuro».

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