Le batterie ad aria rappresentano una delle soluzioni più promettenti per risolvere il problema dello stoccaggio energetico a lungo termine, fondamentale per garantire un’energia continua da fonti rinnovabili come il solare e l’eolico. In una rete elettrica che si affida principalmente a pannelli solari e turbine eoliche, la produzione di energia dipende dalle condizioni climatiche. Quando il cielo è coperto o l’aria è immobile, la produzione di energia cala drasticamente, mentre la domanda di elettricità continua a crescere. Per non rimanere al buio, è necessario disporre di sistemi di accumulo che possano immagazzinare grandi quantità di elettricità da restituire quando le fonti rinnovabili non sono disponibili.
Come funzionano le batterie ad aria: compressione e raffreddamento dell’aria
Un gruppo di ricerca del MIT e dell’Università norvegese NTNU ha trovato una soluzione sorprendente: l’uso della compressione e del raffreddamento dell’aria fino a farla diventare liquida. Il processo funziona in modo semplice ma estremamente efficace: quando sulla rete c’è un surplus di energia, dei compressori aspirano aria, la purificano, la raffreddano a circa duecento gradi sotto zero e la trasformano in un liquido. Questo “carburante” viene conservato in grandi serbatoi coibentati, simili a giganteschi thermos. Quando l’elettricità è di nuovo necessaria, basta riscaldare il liquido e pomparlo nella turbina. L’aria ritorna allo stato gassoso, si espande e genera elettricità, pronta per essere immessa nella rete.
I vantaggi economici delle batterie ad aria rispetto ad altri sistemi di stoccaggio
Questa tecnologia ha numerosi vantaggi rispetto ai sistemi di stoccaggio tradizionali. Non utilizza materiali rari né sostanze tossiche; l’unico elemento coinvolto nel processo è l’aria, che viene semplicemente compressa e poi rilasciata. I ricercatori hanno costruito un modello economico che simula vent’anni di operatività di un impianto da cento megawatt, testando la sua applicabilità su diciotto mercati elettrici statunitensi con diversi scenari di decarbonizzazione. In uno scenario ambizioso, che mira alla produzione di elettricità a zero emissioni entro il 2035, la tecnologia risulta già conveniente in stati come Texas e Florida. Nei casi più lenti, potrebbe diventare competitiva con un supporto pubblico che copra circa metà del costo iniziale, simile agli incentivi attuali per solare ed eolico.
Un altro punto di forza di questa tecnologia riguarda i costi: lo stoccaggio di energia con aria liquida ha un costo complessivo di circa 60 dollari per megawattora, molto inferiore alle batterie al litio e agli impianti idroelettrici a pompaggio, che finora sono stati i leader nel campo dello stoccaggio energetico a lungo termine. Dal punto di vista pratico, i depositi di aria liquida possono essere costruiti ovunque ci sia spazio disponibile, senza la necessità di dighe o montagne, come avviene per altre tecnologie. Inoltre, accanto a impianti che generano calore di scarto, questi sistemi diventano ancora più efficienti, poiché quel calore può essere utilizzato per riscaldare l’aria liquida durante la fase di scarica.
La tecnologia pronta a decollare: la decisione politica è fondamentale
La ricerca ha concluso che migliorare l’efficienza tecnica dei macchinari incide poco sui costi, mentre gli incentivi economici sono cruciali per il successo di questa tecnologia. In altre parole, la tecnologia è già pronta e non dipende da scoperte futuristiche, ma richiede una decisione politica che riconosca lo stoccaggio a lunga durata come una risorsa strategica, pari a quella delle reti elettriche e delle infrastrutture stradali. Senza sistemi di stoccaggio come quello delle batterie ad aria, sarà difficile abbandonare completamente le centrali a gas durante i periodi di picco. Tuttavia, con l’adozione delle batterie ad aria, è possibile superare i limiti delle batterie tradizionali, che offrono solo un accumulo di energia per poche ore, garantendo una fornitura continua di elettricità anche per intere settimane.
La tecnologia delle batterie ad aria liquida non è più solo un’idea da laboratorio. I componenti esistono già, i costi sono competitivi e le analisi mostrano che con il giusto supporto economico, questa soluzione potrebbe decollare in tempi brevi, rivoluzionando il modo in cui immagazziniamo e utilizziamo l’energia rinnovabile.
