Stoccaggio dell’energia con la sabbia silicea

11 Ottobre 2021
Stoccaggio dell’energia con la sabbia silicea

Una nuova tecnologia di storage punta sull’accumulo termico con la sabbia per stoccare energia in modo più economico efficiente ed ecologico rispetto alle classiche batterie


Le batterie agli ioni di litio hanno indubbiamente un’eccezionale densità di accumulo di energia, qualità rilevante per alcuni settori dove il peso conta come i trasporti, ma il costo è elevato. Alla ricerca di una maggiore economia, i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory Usa (NREL) stanno testando il prototipo di una nuova soluzione di storage che utilizza la poco costosa sabbia silicea come mezzo di stoccaggio.

 

La tecnologia si chiama ENDURING, ossia Economic Long-Duration Electricity Storage by Using Low-Cost Thermal Energy Storage and High-Efficiency Power Cycle – accumulo economico di elettricità a lunga durata utilizzando lo stoccaggio di energia termica a basso costo e un ciclo di alimentazione ad alta efficienza – e promette di accumulare energia a costi inferiori, a più lunghe durata e con capacità maggiori di quelle che offrono le batterie.

Il sistema utilizza l’elettricità in eccesso da eolico o fotovoltaico per riscaldare la sabbia a 1.200°C. Le particelle riscaldate vengono successivamente versate in silos di cemento coibentati. Quando è necessaria energia, le particelle calde vengono riversate in uno scambiatore di calore, riscaldando e pressurizzando un gas per azionare turbine e generatori, che riconvertono l’energia in elettricità per la rete. Una volta ‘scaricate’, le particelle di sabbia fredde vengono nuovamente immesse in silos coibentati, fino a una nuova ricarica. Il sistema di base è progettato per una capacità di ben 26.000 MWh di energia, ma, grazie a un design modulare, la capacità può essere aumentata o diminuita con relativa facilità. In sintesi, utilizzando una pompa di calore un’unità di energia elettrica viene trasformata in due o tre unità di calore, che possono essere immagazzinate nel sistema di accumulo dell’energia termica a particelle e successivamente fornite all’utente finale.

Lo storage di energia termica con la sabbia è una forma di accumulo meno densa di energia, ma è molto economico: circa 2-4 $ per kWh di energia termica con una differenza di temperatura tra carica e scarica di 900 ° C. Tra i vantaggi di ENDURING c’è, infatti, in primis l’ampia disponibilità della sabbia silicea, che ha un valore di mercato di 30-50 $/ton e ha un impatto ecologico limitato, sia nell’estrazione che alla fine del ciclo di vita. Il sistema che si sta testando ha in più il pregio non trascurabile di poter essere realizzato interamente con tecnologie e componenti già esistenti, utilizzate nelle centrali termolettriche, cosa interessante anche per un riutilizzo degli impianti a gas e a carbone destinati allo spegnimento. Altro punto forte è la sicurezza, dato che l’energia è accumulata nell’inerte sabbia silicea, il che rende ENDURING un candidato ideale per l’immagazzinamento di energia di massa e di lunga durata, senza particolari vincoli di ubicazione.

Oltre a fornire stoccaggio elettrico alla rete e riscaldamento degli edifici, ENDURING potrebbe garantire una fonte costante di calore per processi industriali e chimici, altrimenti incompatibili con l’intermittenza associata all’energia solare ed eolica.

 

 

 

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