Università e scuola

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Un futuro più green grazie all'accumulo energetico

18 settembre 2017

“L’accumulo energetico è un complemento importantissimo del passaggio alle fonti rinnovabili, alla decarbonizzazione dell’energia, necessari per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, esauribili e responsabili dell’effetto serra”. Un tema questo di particolare attualità, soprattutto alla luce degli obiettivi posti dall’Unione Europea in materia. A parlare è Massimo Guarnieri, del dipartimento di Ingegneria industriale, che ha recentemente curato la partecipazione del Centro “Giorgio Levi Cases” dell’università di Padova a Expo 2017 Future Energy, su invito della Regione Veneto. La manifestazione, che si è svolta ad Astana, in Kazakistan, ha affrontato i temi dell’energia del futuro e il gruppo padovano ha presentato il contributo che l’ateneo e varie aziende venete pubbliche e private offrono nel settore dell’accumulo energetico elettrochimico.

Ma qual è la rilevanza della ricerca in questo settore? Negli impieghi fissi, le fonti rinnovabili non inquinanti come fotovoltaico ed eolico, permetteranno di realizzare la cosiddetta decarbonizzazione dell’energia, cioè la riduzione dell’uso di combustibili fossili, inquinanti e non rinnovabili. Ma man mano che esse si imporranno, essendo di loro natura intermittenti e non programmabili, dovranno essere affiancate da sistemi di accumulo energetico, di taglia molto variabile, da piccola a molto grande. I sistemi di accumulo saranno anche in grado di offrire una serie di servizi innovativi che comporteranno profonde trasformazioni. Consentiranno la realizzazione di reti elettriche intelligenti, o smart-grid, sia a livello di nazionale e internazionale, che a livello locale (mini-grid, micro-grid), molto più efficienti e versatili di quelle tradizionali. Questi servizi comprendono varie forme di power quality che costituiscono un requisito per il funzionamento ottimale di molti sistemi e apparecchi elettrici. I servizi di energy management permetteranno di ottimizzare la gestione economica dei flussi di energia in una gamma molto articolata di modalità.

Diversi sono i modi in cui si può fare accumulo energetico. Da più di un secolo si utilizzano le cosiddette stazioni di pompaggio, ma si può ricorrere anche ad accumulo ad aria compressa, termico, cinetico, a supermagneti. In questo quadro, tra le varie forme di accumulo energetico oggi disponibili o in fase di sviluppo, quelle di tipo elettrochimico (comunemente note come “batterie”) offrono le maggiori prospettive di crescita, per i loro vari vantaggi quali, uso ubiquo, scalabilità, eco-compatibilità, compattezza, modularità, silenziosità.

I sistemi di accumulo energetico elettrochimico sono inoltre indispensabili negli impieghi mobili. I veicoli elettrici, implicitamente poco o per nulla inquinanti, richiedono di immagazzinare a bordo energia con dispositivi elettrochimici. È solo il caso di ricordare che varie nazioni, anche europee, si sono già avviate con decisione in questa direzione, avendo deciso di cessare la vendita di veicoli con motore a combustione interna entro il 2030-40. In definitiva i sistemi di accumulo energetico giocheranno un ruolo chiave per migliorare ed espandere l’utilizzo dell’energia elettrica, che è più pulita e versatile di altri vettori energetici tradizionali. Peraltro tecnologie di accumulo più innovative e più competitive costituiscono un’impegnativa sfida scientifica e tecnologica.

Nel Veneto sono presenti eccellenze di livello internazionale in questo settore. Le attività di ricerca svolte all’università di Padova sono coordinate dal Centro “Giorgio Levi Cases” di Economia e Tecnica dell’Energia, diretto da Alberto Bertucco e costituito da 300 docenti e 46 gruppi di ricerca, impegnato a sostenere ad ampio spettro le ricerche in questo settore. “Più di un laboratorio – sottolinea Guarnieri – studia dispositivi elettrochimici per l’accumulo energetico, che è la sfida più difficile per l’affermazione completa delle energie rinnovabili, tanto che i centri più avanzati a livello mondiale finanziano linee di ricerca su questi dispositivi. Esiste inoltre una realtà imprenditoriale importante in Veneto che produce sia per il mercato nazionale che estero”.  Nel fare qualche esempio, il docente cita la padovana SAET e le Socomec, EEI e Fiamm nel vicentino. “Esistono anche aziende di servizi ai cittadini con le quali collaboriamo facendo reale trasferimento tecnologico, come nel caso della Veritas di Venezia. Il loro business principale è lo smaltimento dei rifiuti, ma l’azienda sta via via ampliando il suo campo d’azione anche nel settore dell’energia, in particolare con la realizzazione di un impianto pilota multitecnologia unico nel genere anche sul piano internazionale”. Una realtà significativa dunque, quella veneta, sia nel campo della ricerca che della produzione imprenditoriale.