Uno stoccaggio migliore dell’elettricità in eccesso potrebbe rendere più appetibile l’energia eolica e solare
L’UE sta intervenendo sulla riduzione delle emissioni di gas a effetto serra (GES) dellʼ80-95 % rispetto ai livelli del 1990 entro il 2050. Di conseguenza, il contributo di fonti rinnovabili quali l’energia eolica e solare alla produzione di elettricità sta crescendo tra i sistemi nazionali di produzione di elettricità. La natura fluttuante di queste fonti richiede tecnologie efficienti per immagazzinare elettricità nei periodi di eccesso di produzione. Il progetto ECo (Efficient Co-Electrolyser for Efficient Renewable Energy Storage), finanziato dall’UE, si prefigge di sviluppare una tecnologia innovativa basata sull’elettrolisi a ossidi solidi (SOE) per convertire l’elettricità dall’energia eolica e solare in metano immagazzinabile.
Conversione di elettricità in molecole immagazzinabili
Le celle SOE (SOEC) producono H2 attraverso l’elettrolisi dell’H2O. La co-elettrolisi di vapore (H2O) e CO2 produce monossido di carbonio e H2, una miscela nota come gas di sintesi. Questo può essere convertito in vari idrocarburi come lʼe-gas (metano sintetico) attraverso processi catalitici consolidati. Secondo Anke Hagen, coordinatrice del progetto: «L’idea generale era quella di utilizzare l’elettricità da fonti rinnovabili per produrre gas naturale sintetico, consentendo lo stoccaggio e la distribuzione su larga scala attraverso l’infrastruttura di gas naturale esistente in Europa, che attualmente può ospitare circa il 50 % del elettricità prodotta da risorse rinnovabili come il metano».
Il lavoro di squadra garantisce che i risultati siano superiori alla somma delle parti
Sebbene il processo di elettrolisi mostri efficienze di conversione vicine al 100 %, permangono sfide in termini di costi e durata. ECo ha migliorato con successo le prestazioni e la durata di SOEC e stack, riducendo anche i costi di investimento e manutenzione. Come spiega Hagen: «Le SOEC sono composte da diversi strati, in cui le composizioni e le strutture dei materiali determinano prestazioni e durata. Il progetto ECo è riuscito a fornire versioni di celle migliorate e veramente transeuropee attraverso l’integrazione di componenti sviluppati da diversi partner in una singola cella. L’ECo ha dimostrato in che modo le SOEC riescano a far fronte a condizioni realistiche quali il consumo di elettricità fluttuante senza perdita di durata, sia a livello di cella che a livello di stack, riducendo le emissioni di GES e convertendo in modo efficiente l’elettricità “verde” in supporti di stoccaggio».
Impatto economico e ambientale dell’integrazione della tecnologia SOE nelle strutture esistenti
L’ECo ha progettato un impianto SOE e lo ha integrato in tre diversi impianti di emissione di CO2 esistenti: un impianto di produzione di cemento, un impianto di gassificazione della biomassa e un impianto di produzione di biogas. Hagen approfondisce: «L’accesso all’elettricità pulita (a basso consumo di CO2) e a basso costo è fondamentale per la redditività economica dell’ECo. La quota di energie rinnovabili nel consumo di elettricità influisce sull’impatto ambientale. Tutti i casi possono beneficiare di un’integrazione. Applicare il concetto ECo in un cementificio offre i maggiori vantaggi ambientali». Ad esempio, in Francia, dove il 23,6 % dell’elettricità è fornita dal fotovoltaico, ogni anno è stato possibile risparmiare fino a 239 000 tonnellate di CO2 equivalente (in termini di potenziale di riscaldamento globale). Man mano che i mix di reti in Europa diventeranno «più puliti» in futuro, la soluzione ECo offrirà vantaggi ancora maggiori. L’ECo ha inoltre istituito strumenti di valutazione dei benefici per eventuali condizioni locali specifiche. Il miglioramento della tecnologia SOEC di ECo potrebbe essere determinante per il futuro stoccaggio dell’energia rinnovabile, aiutando l’UE a raggiungere i suoi obiettivi di riduzione delle emissioni di GES e garantendo al contempo una fornitura stabile e affidabile di energia per i suoi cittadini.
Parole chiave
ECo, elettricità, energia, rinnovabile, anidride carbonica (CO2), cella di elettrolisi a ossidi solidi (SOEC), SOE, gas a effetto serra (GES), metano, gas di sintesi, energia rinnovabile, emissioni, stoccaggio dell’energia
