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Fonti di energia rinnovabile e sistemi di accumulo, un loro uso sapiente potrebbe rendere l'Italia autonoma e funzionante

Fonti di energia rinnovabile e sistemi di accumulo, un loro uso sapiente potrebbe rendere l'Italia autonoma e funzionante

Uno studio redatto da Aspo Italia e dal CNR ha immaginato uno scenario ipotetico (o prossimo) in cui ogni attività svolta in Italia verrebbe alimentata unicamente da fonti rinnovabili e sistemi di accumulo. Luca Pardi, ricercatore del CNR ed uno degli autori dello studio, ne ha spiegato i dettagli

di pubblicata il , alle 09:31 nel canale Energie Rinnovabili
 

Lo sviluppo delle tecnologie legate alle FER (Fonti di Energia Rinnovabile) e dei sistemi di accumulo (sia ad uso domestico che industriale) sta concretizzando la possibilità di un futuro privo di combustibili fossili, ma non di tutte quelle comodità cui siamo abituati.

Una prospettiva che in Italia potrebbe concretamente realizzarsi, secondo quanto viene delineato nello scenario energetico ipotizzato da Aspo Italia (sezione italiana dell'associazione scientifica che studia il picco del petrolio) e dal CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), che potete scaricare a questo link.

Luca Pardi, ricercatore del CNR e autore "corrispondente" per lo studio, durante un'intervista rilasciata alla testata QualeEnergia, ha voluto spiegare i dettagli della ricerca e anche sottolineare come essa non abbia "l'ambizione di proporre un piano energetico" quanto più uno scopo "didattico ed esemplificativo… Si tratta di uno studio di sensibilità, per comprendere meglio come i diversi interventi previsti nella transizione energetica potrebbero contribuire alla copertura del fabbisogno".

Pardi parte spiegando come si è arrivati a prendere 700 Twh/anno di domanda energetica italiana (che andrebbe a coprire ogni attività svolta): Aspo e CNR si sono avvalsi del diagramma del Lawrence Livermore National Laboratory per l'anno 2017, sono definiti "Energy Services".

Italia 100% rinnovabile

Con questa definizione si intende l'energia necessaria per riscaldare e illuminare gli ambienti, muovere persone e merci e far funzionare le macchine da cui siamo circondati (insieme che comprende le macchine industriali, gli elettrodomestici e i computer).

Il valore è da considerarsi privo di perdite, quindi è la metà circa di quella che normalmente è definita "energia per usi finali", pari a 1.460 TWh per l'Italia nel 2017. Dalla metà, pari a 697 TWh, per approssimazione si arriva a 700 TWh.

Una volta stabilita la base di partenza, la si dimezza, ovvero si riducono i consumi della metà, arrivando a 350 Twh/anno, tramite alcuni interventi spiegati da Pardi:

"Gli interventi [finalizzati al dimezzamento della domanda energetica] saranno oggetto della seconda parte dello studio, che è in fase preliminare. Posso solo dire che alcuni interventi imprescindibili riguarderanno l'efficientamento di tutto il patrimonio edilizio (secondo le direttive Ue), l'uso generalizzato dei sistemi più efficienti di consumo e, infine, tutte le misure che incentivino l'inversione della logica attuale in cui la generazione insegue il consumo".

Una volta portati "al minimo" i consumi, FER e sistemi di accumulo potrebbero più facilmente coprire tutta la domanda, ma solo lavorando in sinergia. Dal momento che le FER non possono produrre un quantitativo costante di energia, gli accumuli svolgono due funzioni: fornire elettricità nei momenti di bassa produzione, oppure incamerarla nei momenti di picco.

Lo studio si concentra in particolare sui sistemi di accumulo stagionali, ovvero che possono mantenere l'energia stoccata per diversi mesi senza subire perdite, come accade invece con le batterie quando le temperature si abbassano. Al contrario, sistemi di stoccaggio come l'idrogeno, garantiscono la conservazione dell'energia anche durante la stagione invernale.

Nel caso in esame, parliamo della tecnologia P2M2P (Power-to-methane-to-Power) che sfrutta il metano di sintesi per alimentare le centrali a gas, utilizzate per coprire gli ammanchi di energia notturni e invernali.

Italia 100% rinnovabile

"La nostra scelta, che non è un matrimonio, nel senso che siamo disposti a cambiare idea, si basa sul fatto che, almeno in Italia, il costo di stoccaggio di grandi quantità di idrogeno dal surplus estivo per l'inverno, sarebbero proibitivi (si stima che nel resto d'Europa vi siano ampie prospettive di stoccaggio dell'idrogeno nelle caverne di sale, ma queste non sono presenti in Italia). Il metano permetterebbe inoltre di utilizzare infrastrutture già esistenti, in particolare, gli stoccaggi, alcuni dei gasdotti e alcune centrali turbogas", ha spiegato Luca Pardi, aggiungendo che la ricerca ha previsto l'uso di metano verde, ottenuto dalla metanazione della CO2 con idrogeno verde, a sua volta ricavato dal surplus estivo di energia fotovoltaica.

Italia 100% rinnovabile

Incalzato su questo aspetto, che vedrebbe l'Italia restare strettamente dipendente dal gas, il ricercatore ha deciso di fare ulteriore chiarezza:

"L'Italia è un paese industrializzato e di media latitudine: se non viene totalmente stravolta la sua struttura energetica, economica e, quindi, sociale, a transizione avvenuta avremo ancora bisogno di energia chimica per produrre energia elettrica. È nostra convinzione che il sistema paese avrà bisogno di grandi infrastrutture interconnesse. Serviranno una rete gas, degli impianti chimici di produzione e conversione dei gas, dei cospicui sistemi di stoccaggio, parecchie centrali elettriche a gas (per una potenza complessiva non molto diversa da quella installata attualmente) e una ancor più potente rete di trasporto dell'energia elettrica."

Sul lato batterie, Pardi ha spiegato come - secondo gli autori dello studio - queste non potranno mai avere altro uso se non come sistema di accumulo circadiano (di 24 ore) a causa del loro prezzo, ammortizzabile solo tramite numerosi utilizzi, ovvero cicli di carica/scarica.

"Come ricercatori siamo apertissimi a nuove soluzioni, ma una cosa ci sembra ineludibile. Il costo in conto capitale (capex) di sistemi di stoccaggio che funzionano potenzialmente due volte l'anno deve essere basso. È difficile immaginare che l'accumulo in batterie diventi concorrenziale con quello dell'accumulo sotto forma di combustibile", ha concluso Pardi.

Il tema della mobilità elettrica è stato a sua volta toccato, seppur lo studio non lo abbia approfondito particolarmente: al consumo per il trasporto sono stati "assegnati" 370 PJ/anno, pari a circa 100 TWh annuali.

"Abbiamo inoltre assunto (in modo molto rozzo) un consumo costante a carico del trasporto, corrispondente alla potenza di 10 GW. Ovviamente, questa approssimazione può essere passabile su base mensile, molto meno su base settimanale, assolutamente irrealistica su base oraria. Perciò su questo punto è senz'altro necessario un approfondimento. Ma a questo livello di analisi, allo scopo di indagare l'effetto di varie misure su un sistema elettrico interamente basato sulle rinnovabili, l'approssimazione ci è sembrata sufficiente."

24 Commenti
Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - info
Unrue07 Giugno 2023, 10:19 #1
Cioè, non ho capito, la metà dell'energia elettrica prodotta su scala nazionale viene persa?
DevilsAdvocate07 Giugno 2023, 10:53 #2
Non è un segreto che se l'Italia sfruttasse tutta l'energia geotermica che potrebbe coprirebbe molto di più del suo fabbisogno attuale di energia. Solo che ci vorrebbe qualche politico lungimirante che iniziasse degli investimenti "domino": Fai una centrale e metà dei guadagni servono a finanziare altre centrali, dove metà dei guadagni serviranno a finanziare altre centrali, fino allo sfruttamento totale.

EDIT: aggiungo che negli ultimi anni sono state ricercate tecniche di perforazione che potrebbero grandemente aiutare, come la perforazione a microonde
AlPaBo07 Giugno 2023, 11:06 #3
Capisco che l'autrice dell'articolo sia convinta dell'importanza delle fonti rinnovabili. Ma mettere il titolo



Originariamente inviato da: Redazione di Hardware Upgrade
Link alla notizia: https://auto.hwupgrade.it/news/ener...nte_117407.html

Fonti di energia rinnovabile e sistemi di accumulo, un loro uso sapiente potrebbe rendere l'Italia autonoma e funzionante



In un articolo dove, citando l'autore dello studio, è scritto

Originariamente inviato da: Redazione di Hardware Upgrade
Serviranno una rete gas, degli impianti chimici di produzione e conversione dei gas, dei cospicui sistemi di stoccaggio, parecchie centrali elettriche a gas (per una potenza complessiva non molto diversa da quella installata attualmente) e una ancor più potente rete di trasporto dell'energia elettrica


e

Originariamente inviato da: Redazione di Hardware Upgrade
È difficile immaginare che l'accumulo in batterie diventi concorrenziale con quello dell'accumulo sotto forma di combustibile


non mi sembra coerente.
Personaggio07 Giugno 2023, 11:18 #4
Originariamente inviato da: Unrue
Cioè, non ho capito, la metà dell'energia elettrica prodotta su scala nazionale viene persa?


E' scritto male. Noi consumiamo 220TWh di energia elettrica l'anno, come indicato, ma nello schema è stato inserito il potenziale producibile in base alle centrali installate, di fatto noi usiamo le centrali a turbogas al 50% e le centrali a carbone a meno del 10%, in alcuni momenti quest'ultime sono spente del tutto. Quindi non sprechiamo quell'energia (anche perché da qualche parte deve finire mica può sparire così nel nulla, se invii troppa energia e non la consumi esploderebbero i trasformatori) non la produciamo proprio sebbene potremmo.

Originariamente inviato da: AlPaBo
Capisco che l'autrice dell'articolo sia convinta dell'importanza delle fonti rinnovabili. Ma mettere il titolo
In un articolo dove, citando l'autore dello studio, è scritto
e
non mi sembra coerente.


Invece è perfettamente coerente. La Rete e le centrali a gas, verrebbero sfruttate con gas metano sintetico e prodotto attraverso la metanizzazione di idrogeno e CO2, idrogeno verde prodotto con l'elettrolisi, il tutto sfruttando il surplus energetico estivo. D'inverno bruciamo il gas metano accumulato in un ambiente povero di Azoto (per evitare biossidi d'azoto) e ristocchiamo la CO2 da riusare l'estate. Quindi il Gas non verrebbe importato ma sintetizzato in Italia.

Riguardo le batterie, usate come indica la ricerca, per il ciclo giorno notte, non devono essere per forza al litio, perché non ci interessa avere una concentrazione energetica alta, sono sufficienti batterie con tecnologie molto più povere e prive di elementi che l'Italia non possiede, alle quali nulla toglie di affiancare batterie al litio di seconda mano recuperate dalle vetture elettriche rottamate.

Detto questo effettuare questa conversione richiede decenni e tanti miliardi...
GLaMacchina07 Giugno 2023, 11:23 #5
Originariamente inviato da: AlPaBo
Capisco che l'autrice dell'articolo sia convinta dell'importanza delle fonti rinnovabili. Ma mettere il titolo






In un articolo dove, citando l'autore dello studio, è scritto



e



non mi sembra coerente.


Io l'articolo del CNR l'ho sfogliato appena, quindi potrei sbagliarmi, comunque mi pare che si discuta di come immagazzinare il surplus dei picchi di produzione delle rinnovabili attraverso la sintesi e lo stoccaggio di metano.
In questo senso non vedo dove sia il problema del titolo, che anzi mi pare calzante.
Lei che titolo avrebbe dato?
supertigrotto07 Giugno 2023, 12:24 #6
Come dissi tempo fa,tanto per fare capire ai ciarlatani facilitoni (quelli che pensano che sia tutto facile,ma a parole loro) lo stoccaggio dell'idrogeno è parecchio complicato essendo l'elemento più piccolo della tavola periodica,anche in stato molecolare,sfugge facilmente.
Quindi è difficilmente usabile per auto o il trasporto in generale,stoccaggio per l'energia etc,data anche la sua pericolosità.
Stanno sperimentando tecniche per "solidificarlo" tipo una specie di pasta o gel,ma non è che sia proprio una passeggiata.
Certo che lo stoccaggio dell'energia elettrica non è proprio una passeggiata,ci stanno lavorando in tantissimi ma è proprio una bella sfida,in questo caso bisognerebbe mettere da parte bandiere politiche e ideologie e lavorare tutti e in tutto il mondo,per il bene del pianeta.
andbad07 Giugno 2023, 13:17 #7
Io sono molto positivo sull'accumulo gravitazionale (usare l'elettricità in eccesso per spostare peso più in alto e poi ricalarlo in basso per recuperare l'energia spesa). Che poi è quello che viene fatto con le dighe, ma ci sono molte soluzioni (purtroppo per ora quasi tutte sulla carta) che prevedono movimenti meccanici.
Altissima efficienza (siamo intorno all'80%), utilizzo di materiali "normali" e facilmente reperibili (se non anche proprio di scarto), mantenimento a lunghissimo termine dell'energia e relativa velocità di adattamento alle richieste della rete.

Il fatto che ancora esistano solo strutture sperimentali mi lascia però perplesso. Non so se è solo un problema di investimenti o ci sono problemi tecnici complessi.

By(t)e
Notturnia07 Giugno 2023, 16:28 #8
mi permetto di correggere l'errore di "Personaggio" noi consumiamo quasi 300 TWh/anno.. non 220..

https://www.mercatoelettrico.org/It...atiSintesi.aspx

qui si vede solo il venduto di borsa che tocca i 289 TWh anche l'anno scorso e se si guarda Terna l'anno scorso sono passati sul trasporto nazionale 316 TWh..

parlare di 220 TWh/anno è un errore

noi Italia consumiamo oltre 350 TWh/anno considerando anche la produzione per autoconsumo.
a questo poi va aggiunta l'energia termica del metano usata per riscaldamento e attività produttive pari a oltre 70 miliardi di Smc/anno o oltre 700 TWh termici

parte del metano (700 TWh) è convertito in energia elettrica da cogeneratori CAR e CCGT ma si puo' ipotizzare che almeno la metà siano usi non termoelettrici e che quindi alla nazione servano 700 TWh per vivere oltre ai trasporti.

ci vorrà pazienza per ridurre i consumi attuali e la riduzione verrà ovviamente vanificata come è sempre stato fino ad oggi dall'aumento delle necessità e della complessità dei prossimi lavori

via via compreremo altre cose che consumeranno energia elettrica mano a mano che ne avremo di più economica

DevilsAdvocate07 Giugno 2023, 16:50 #9
Capita a fagiolo, dalla Slovacchia proprio oggi dimostrate due tecnologie in grado di rendere economica la perforazione fino a 6 miglia (10 km)
futuristicone07 Giugno 2023, 20:11 #10
Intanto Cina, India, Pakistan e molte altre nazioni fanno quello che gli conviene, poveri europei vittime della follia Green Neoliberista, poveretti

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