Accumulo e riutilizzo; le centrali a fonti fossili ospiteranno batterie ai sali fusi

La ricerca nel settore dei sistemi di accumulo energetico è diventata incredibilmente vivace e quasi ogni giorno capita di leggere qualche notizia a riguardo; in particolare, i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando soluzioni alternative al litio e sistemi di accumulo abbastanza performanti – ed economici – da poter essere utilizzati in ambito industriale.

A rispondere ad entrambe le necessità potrebbe essere il sodio, in questo caso precisamente l'idrossido di sodio, una volta risolti i problemi di corrosione. A tale proposito una recente ricerca della società danese Seaborg Technologies, destinata in origine ai reattori nucleari a sali fusi, ha portato l'azienda a sviluppare un metodo per controllare la corrosione dell'idrossido di sodio, rendendo effettivamente possibile l'adozione di questa sostanza nei sistemi di accumulo.

Un anno fa è stata quindi fondata una start up appositamente per questo scopo, la Hyme Energy, con un investimento di circa 10 milioni di euro; ora l'azienda ha unito le forze con Bornholms Energi & Forsyning (BEOF) per inserire un impianto dimostrativo all'interno di un contesto operativo. Il progetto pilota avrà una capacità di accumulo fino a 20 MWh e produrrà circa 1 MW di energia in forma di calore, elettricità e servizi ausiliari alla rete. La centrale dimostrerà che la tecnologia di Hyme Energy può essere implementata senza soluzione di continuità durante il funzionamento, sia in impianti combinati di calore ed elettricità, sia in siti industriali.

Il progetto fa parte del programma Horizon Europe e verrà inserito nella centrale nella centrale di Rønne, la principale città dell'isola energetica danese di Bornholm, entrando in funzione nel 2024.

L'isola di Bornholm è alimentata al 100% da energia ricavata da fonti rinnovabili (in parte importata) ed entro i prossimi tre anni punta ad autoprodurre in loco tutto il calore e l'elettricità di cui necessità. "Invece di chiudere gli impianti obsoleti a combustibili fossili e demolire beni per un valore di miliardi, possiamo riutilizzare queste centrali termiche ed elettriche per ospitare un accumulo di energia all’avanguardia che riusa, ad esempio, le turbine e le unità di trasformazione esistenti. Questo approccio renderebbe la transizione del settore energetico meno costosa, risparmierebbe risorse e, cosa importante, consentirebbe alle centrali elettriche tradizionali e di cogenerazione di continuare a svolgere l’importante ruolo di stabilizzazione della rete", si legge sul sito di Hyme.

La tecnologia a sali fusi dell'azienda sarà implementata nell'ambito di un progetto più ampio, 2nd Life in Power Plants, che mira a far conoscere le diverse tecnologie di accumulo utilizzabili anche nella riconversione di centrali fossili in disuso, elettriche tradizionali o cogenerative "per eliminare gradualmente i combustibili fossili in modo efficiente in termini di costi, per prendere il loro posto nel garantire la sicurezza dell’approvvigionamento come supporto alle energie rinnovabili intermittenti". La fase successiva, spiega Hyme, prevede l'implementazione su scala commerciale: impianti da 200 MWh fino a 10 GWh o più.

Hyme non è l'unica a seguire la strada dei sali fusi come sistema di accumulo; alcuni scienziati del Pacific Northwest National Lab (Pnnl), infatti, hanno intravisto in questa tecnologia una soluzione ai problemi che affliggono i sistemi di accumulo tradizionali, ovvero l'escursione termica caldo – freddo. Negli storage stagionali, in particolare, il brusco abbassamento di temperatura rischia di portare la carica delle batterie a zero.

Il team ha deciso di trasformare questo problema nella soluzione, creando un sistema in grado di conservare l'energia per mesi utilizzando tecniche di congelamento e scongelamento.

La batteria progettata dal Pnnl si basa su un elettrolita composto da sali fusi che diventa liquido quando la cella viene riscaldata a 180 gradi, permettendo agli ioni di passare. Una volta che la temperatura scende, i sali si solidificano e intrappolano gli ioni rimangono così intrappolati all'interno della struttura.

In altre parole, il gelo che inibisce la tenuta di energia in una batteria tradizionale, rafforza il controllo sulla carica accumulata in quella ai sali fusi del Pnnl. 

I ricercatori hanno pubblicato i risultati del loro studio sulla rivista Cell Reports Physical Science.