Lo stoccaggio di energia - un'arma efficace nella lotta contro le emissioni

Lo stoccaggio di energia - un'arma efficace nella lotta contro le emissioni

Con l'aumento delle temperature e i disastri naturali più frequenti causati da condizioni meteorologiche estreme, i dibattiti sull'abbassamento o addirittura l'eliminazione di CO2 e dei gas a effetto serra stanno diventando più intensi. Purtroppo, non tutti i settori e le industrie sono così facili da decarbonizzare.

Uno studiodel 2018 ha identificato questi settori problematici e quantificato la loro quota sulle emissioni totali. Come mostra il grafico, più di un quarto di tutte le emissioni di CO2 sono le emissioni difficili da eliminare. Anche se le tecnologie attuali sono in grado di aiutarci a combatterle, sono spesso in fase iniziale, quindi molto costose. Inoltre, la volontà politica di investire in queste tecnologie è semplicemente insufficiente in molti paesi.

Quando si tratta di aviazione, navigazione e trasporto su strada a lunga distanza, i carburanti alternativi potrebbero essere la strada migliore da seguire. L'idrogeno, l'ammoniaca, i biocarburanti o i carburanti sintetici hanno quindi ancora una cosa in comune: il loro prezzo. Semplicemente non possono competere con i classici combustibili fossili. L'aumento della loro adozione e del loro uso potrebbe alla fine spingere i prezzi verso il basso e attrarre nuovi investimenti nella ricerca e nello sviluppo. La motivazione da parte dei clienti è purtroppo insufficiente.

Il prezzo gioca un ruolo importante anche nella produzione di cemento, ferro e acciaio. Questi materiali sono cruciali per l'economia moderna ed estremamente difficili da decarbonizzare. Sì, ci stiamo provando. L'Europa, per esempio, sta facendo un ottimo lavoro. Ma tutti i suoi sforzi stanno ancoraaffrontando una concorrenza forte ed economica da parte dei paesi che non si preoccupano tanto della riduzione di CO2. Come la Cina. Ciò di cui abbiamo bisogno è una soluzione globale.

Risposta alla domanda

Nel settore energetico, il passaggio alle fonti di energia rinnovabile (FER) sembra essere una soluzione logica ed economica per affrontare le emissioni. Nel caso dell'elettricità, c'è una regola particolare da rispettare. La quantità di elettricità prodotta deve essere uguale alla quantità di elettricità necessaria in un determinato momento. Né più, né meno. Questo potrebbe essere una sfida per le fonti di energia verde variabili e imprevedibili, come i pannelli solari.

Ogni eccedenza o carenza di energia deve essere bilanciata con tecnologie a risposta rapida. Per esempio, centrali elettriche a combustibile fossile per generare energia, centrali idroelettriche a pompaggio per immagazzinare l'energia in eccesso. Questo comporta tonnellate di emissioni di CO2. La decarbonizzazione del settore energetico non deve quindi essere così difficile. Con FUERGY, il mondo intero può iniziare a ridurre le emissioni di CO2 ora.

Il maggior merito per l'eliminazione delle emissioni di carbonio negli ultimi anni è dovuto alpassaggio dalle centrali a carbone a quelle a gas. Quello che abbiamo anche scoperto è che invece di sostituire le centrali fossili, le rinnovabili stanno solo coprendo la crescente domanda di energia. Nel 2018, se non volessimo continuare a costruire sempre più centrali fossili,avremmo dovuto installare 3,5 volte più rinnovabili di quanto abbiamo fatto in realtà. Ciononostante, possiamo ancora aspettarci la lenta eliminazione dei combustibili fossili nel settore energetico. Le rinnovabili da sole non hanno abbastanza potenza per sostituire completamente le centrali fossili. Soprattutto a causa della loro natura imprevedibile. Tuttavia, abbinate alla tecnologia intelligente e all'immagazzinamento dell'energia, possono scuotere le fondamenta del settore energetico come lo conosciamo.

Soleggiato ma ventoso, piovoso di notte

Questo è come dovrebbe suonare la previsione meteo ideale per le rinnovabili. Sfortunatamente, non sappiamo come controllare il tempo (ancora), quindi la fornitura di energia elettrica si affida molto alle centrali di back-up. La mancata corrispondenza tra produzione e consumo causata da picchi di consumo giornaliero, eventi estremi (per esempio le ondate di calore) o il cambiamento delle stagioni hanno, tuttavia, una soluzione a zero carbonio - l'immagazzinamento dell'energia. Ci sono quattro categorie principali di immagazzinamento di energia - meccanico, chimico, elettrochimico e termico.

Il modo migliore per affrontare gli squilibri a breve termine causati dai picchi di consumo, come lacurva Duck, è la batteria agli ioni di litio ("li-ion"). Grazie alla sua scalabilità, questabatteria è ideale per le installazioni domestiche. Per trarne il massimo vantaggio (economicamente e in termini di capacità), è necessario caricare e scaricare la batteria relativamente frequentemente - anche più volte al giorno.

Una tecnologia come "brAIn" di FUERGY non solopuò preparare delle previsioni molto precise sulla produzione e il consumo di energia del sito, ma può anche rispondere rapidamente e gestire la batteria in base alle esigenze specifiche.

Energia per i tempi difficili

L'immagazzinamento di energia a lungo termine (capire settimane o mesi) è un problema più difficile da risolvere. Oltre alle batterie, ci sono anche altri metodi che possono conservare efficacemente l'energia per un tempo più lungo.

I metodi meccanici che usano l'energia cinetica e gravitazionale non sono solo tecnologicamente molto semplici, ma anche molto resistenti alle perdite di energia nel tempo. Oltre alle classiche tecnologie meccaniche come i generatori a pompaggio o ad aria compressa, abbiamo itreni a gravità di cemento che vanno su e giù per la collina, o le gru che spostanoi blocchi di cemento. Usare l'infrastruttura esistente o le condizioni naturali favorevoli può anche aiutare queste tecnologie alternative ad essere economicamente più redditizie. Nel Regno Unito, per esempio, vogliono usarei pozzi minerari in disuso basati sul sistema di argani e paranchi.

Immagazzinare energia sotto forma di calore è, in alcuni casi, sorprendentemente più efficiente. Soprattutto per periodi più lunghi. Tutto quello che dobbiamo fare è riscaldare i materiali come la sabbia, il cemento o diversi tipi di rocce. Il sottosuolo offre poi un grande isolamento per la conservazione del calore. Il più grande pozzo di accumulo di calore termico del mondo con un volume d'acqua di 200 000 m3 si trova a Vojens, in Danimarca. L'impianto di riscaldamento solare abbinato all'accumulo può fornire fino al 50% della produzione locale di calore annuale alla rete.

I combustibili alternativi sono una soluzione chimica per lo stoccaggio di energia a lungo termine e anche le batterie elettrochimiche hanno il loro posto in questa categoria. La batteria a flusso redox (RFB) utilizza due elettroliti (un anolyte e un catholyte) per immagazzinare l'energia. Questa batteria ha una lunga durata e un'alta resistenza all'auto-scaricamento. Il riempimento più adatto, tuttavia, sembra essere il costoso vanadio. Per questo motivo, i ricercatori stanno sviluppando intensamente alternative più economiche basatesu composti organici. La più grande batteria a flusso di vanadio redox con una capacità di 800 MWh dovrebbe entrarein funzione nel 2020 a Dalian, in Cina.

Le tecnologie che possono aiutarci a eliminare le emissioni di carbonio sono a portata di mano. Alcune di esse hanno solo bisogno di più tempo per una messa a punto. Ciò di cui abbiamo più bisogno, in primo luogo, è una mentalità politica orientata all'ambiente e più fondi per il loro sviluppo e l'adozione di massa. Nel frattempo, possiamo fare la nostra parte come individui. Come? Vi daremo qualche consiglio in uno dei nostri prossimi articoli ;-) Non dimenticate di seguire FUERGY suisocial media!