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Come lo sviluppo dei sistemi di accumulo può agevolare la transizione alle fonti energetiche rinnovabili

Lo sviluppo tecnologico delle batterie sta svolgendo un ruolo cruciale nella transizione energetica globale verso fonti pulite e sostenibili. I sistemi di accumulo a batterie permettono di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso da impianti come pale eoliche e pannelli fotovoltaici e di rilasciarla successivamente quando necessario, garantendo continuità nell’approvvigionamento energetico.

Funzionamento e tecnologie dei sistemi di accumulo a batterie

I sistemi di accumulo a batterie conservano l’energia elettrica sotto forma di energia chimica, consentendo di accumulare e rilasciare elettricità in base alle necessità del consumatore o degli operatori di rete. Le principali batterie utilizzate nei sistemi di accumulo sono:

  • Le batterie agli ioni di litio che sfruttano composti chimici contenenti calcio e litio, sono le più utilizzate grazie alla loro elevata densità di energia.
  • L’accumulatore redox a flusso che utilizza elettroliti chimici liquidi fatti fluire all’interno della batteria.
  • Le batterie al piombo-acido che contengono accumulatori elettrochimici tradizionali a base di piombo.

Impatto delle batterie nel mercato delle energie rinnovabili

Lo sviluppo delle batterie favorisce in modo determinante l’implementazione delle fonti rinnovabili nel mix energetico globale sia per gli impianti stazionari di produzione di energia sia per impianti integrati nella mobilità elettrica.

Per questo motivo, si prevede un aumento costante della richiesta di batterie nei prossimi anni, legato sia all’espansione dell’energia solare ed eolica per la cogenerazione sia per il massiccio aumento della diffusione di veicoli elettrici.

Secondo alcune stime, la domanda di batterie crescerà di circa 9 volte entro il 2030, per un totale di oltre 3.000 GWh di energia accumulata e pronta all’uso.

La transizione verso fonti rinnovabili pulite passa anche attraverso lo studio e l’innovazione dei metodi per l’accumulo di energia. Sarà un processo graduale che richiede investimenti in ricerca e sviluppo per migliorare le prestazioni, contenere i costi e individuare alternative più ecologiche alle tecnologie attualmente disponibili.

Catena del valore delle batterie in Europa e investimenti nel settore

In Europa sono previsti ingenti investimenti pubblici e privati per costruire una solida catena del valore industriale per la produzione di batterie. L’Unione Europea ha lanciato l’European Battery Alliance per favorire partnership e joint venture tra aziende, centri di ricerca e istituzioni, con l’obiettivo di raggiungere una capacità di produzione di batterie pari a 200 GWh entro il 2025. Anche i singoli Stati membri hanno varato piani di sostegno al settore, come il Piano Nazionale Integrato Energia e Clima in Italia che prevede la realizzazione di impianti per la produzione di ioni di litio entro il 2025. Vista l’importanza strategica delle batterie per la transizione energetica e il vantaggio competitivo che ne deriva, lo sviluppo di una filiera europea per la produzione di batterie è considerato cruciale per l’indipendenza energetica e di conseguenza per la leadership tecnologica del continente europeo.

Ruolo della mobilità elettrica nella transizione energetica

La diffusione della mobilità elettrica, insieme alle fonti rinnovabili, può contribuire in modo decisivo alla decarbonizzazione del settore dei trasporti e alla lotta al cambiamento climatico. I veicoli elettrici impattano in modo significativo sulla crescita del mercato delle batterie e viceversa, la disponibilità di accumulatori più potenti, economici e sostenibili favorisce lo sviluppo della mobilità a zero emissioni.

Il settore della mobilità elettrica potrà pertanto trarre grande beneficio dal progresso tecnologico delle batterie derivante da una filiera consolidata europea perché questa disponibilità renderà ancora più forte la spinta verso veicoli a trazione elettrica.

Obiettivi di decarbonizzazione e ruolo delle batterie

Raggiungere la neutralità climatica entro il 2050, in linea con l’Accordo di Parigi, richiede un processo di decarbonizzazione rapido ed efficace in tutti i settori economici.

Le batterie e lo stoccaggio di energia ricoprono un ruolo fondamentale in questa transizione, consentendo di integrare in modo efficiente le fonti rinnovabili nel sistema energetico, in quanto essendo tipicamente fonti non programmabili sarà determinante accumulare energia nelle fasi di surplus energetico in  eccesso, aumentando la flessibilità e la resilienza dell’intero sistema.

Per sfruttarne appieno il potenziale degli accumuli è necessario migliorarne le prestazioni, ridurne i costi e l’impatto ambientale lungo l’intero ciclo di vita, migliorare l’approvvigionamento delle materie prime strategiche e infine, trovare soluzioni verdi ed efficaci per lo smaltimento ed eventuale rigenerazione.
Solo così le batterie potranno contribuire in modo decisivo al raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione, abilitando un sistema energetico intelligente e sostenibile.

Batterie agli ioni di sodio: il prossimo futuro?

Il mercato delle batterie è in costante evoluzione: le batterie agli ioni di litio sono attualmente la tecnologia elettrochimica più efficiente e popolare, tuttavia molte aziende stanno cercando alternative più economiche e sostenibili.

Il sodio sembra essere la scelta più promettente. Infatti, il colosso cinese CATL, il più grande produttore di batterie per veicoli elettrici al mondo, detentore di un terzo del mercato mondiale, ha annunciato che le sue batterie Na-ion saranno pronte per la produzione di massa entro la fine dell’anno.

Quali sono le ragioni per cui le batterie agli ioni di sodio stanno diventando sempre più popolari?

Le batterie Na-ion hanno una densità energetica inferiore e un ciclo di vita più breve rispetto alle batterie agli ioni di litio, però sono considerate più sicure e offrono prestazioni migliori in un intervallo di temperature più ampio. Un altro motivo importante è che il sodio potrebbe diventare una scelta interessante per una questione economica. Il litio infatti è diventato molto costoso a causa della sua disponibilità limitata e concentrata in specifiche aree del globo invece al contrario, il sodio è abbondante ed essendo il sesto elemento più comune sulla Terra, può essere facilmente reperito. Ciò assicurerebbe un abbattimento dei costi consistente nel medio e lungo termine ed un affrancamento da alcuni paesi che rischiano di ricattare il mondo come alcuni paesi hanno fatto finora con risorse fossili come il petrolio e il gas.

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