venerdì, Settembre 30, 2022
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Dentro l’energia pulita: le batterie a flusso potrebbero essere una parte importante del nostro futuro di accumulo di energia. Allora, cos’è una batteria a flusso?

Uno sviluppo di energia pulita questa settimana nell’area di San Diego non è molto da considerare. I lavoratori consegneranno quattro container bianchi che ospitano sistemi di accumulo della batteria. Subito dopo, i lavoratori collegheranno i container in modo che possano immagazzinare l’elettricità da un vicino pannello solare.

La parte che mi interessa è la tecnologia della “batteria a flusso” all’interno di quei container, sviluppata da ESS Tech Inc., una startup dell’Oregon. Le batterie a flusso hanno il potenziale per essere una parte importante della transizione energetica perché possono fornire accumulo di elettricità che dura molto più a lungo delle tipiche quattro ore della tecnologia dominante, le batterie agli ioni di litio.

Quindi cos’è una batteria a flusso? Un elemento chiave del design è l’uso di due serbatoi esterni che contengono fluidi elettrolitici che vengono pompati attraverso la batteria mentre si carica e si scarica.

La durata della batteria, ovvero quanto tempo può funzionare prima di ricaricarsi, aumenta in base alle dimensioni dei serbatoi. Pensa a questo come all’equivalente della batteria di uno di quei nuovi caschi da baseball che contengono due lattine di soda. Se sostituisci le lattine di soda con quelle da due litri, puoi bere molto di più.

“Per l’intera macchina, quello che devi fare è aggiungere più liquido invece di aggiungere molte, molte più batterie”, ha affermato Jun Liu, professore dell’Università di Washington e ricercatore presso il Pacific Northwest National Laboratory. È anche direttore del Battery500 Consortium del governo federale, che sviluppa batterie di nuova generazione per veicoli elettrici.

A differenza delle batterie a flusso, le batterie agli ioni di litio e la maggior parte delle altre batterie sono autonome, con una minore flessibilità nel loro design, ha affermato.

Anche le batterie agli ioni di litio sono altamente infiammabili. I principali tipi di batterie a flusso, come le batterie a flusso “vanadio redox”, hanno un rischio di incendio molto inferiore. (Il vanadio è un metallo che non prende fuoco facilmente, specialmente quando è disciolto in un fluido, come in una batteria a flusso.)

E uno dei punti di forza di ESS per investitori e clienti è che non si basa affatto su metalli rari come il litio o il vanadio. Gli ingredienti principali del suo fluido sono ferro, sale e acqua.

Il progetto nell’area di San Diego, sviluppato in collaborazione con l’utility San Diego Gas & Electric, è la più grande dimostrazione della tecnologia ESS fino ad oggi.

Il sistema sarà in grado di scaricare 3 megawattora prima di essere ricaricato, una quantità sufficiente di energia elettrica per soddisfare il fabbisogno di circa 100 case per un giorno. Comprende sei container che ospitano le batterie, gli ultimi quattro dei quali dovrebbero arrivare questa settimana. Ogni contenitore ha pile di batterie, con serbatoi di fluido elettrolitico per ciascuna batteria.

ESS sta anche lavorando a un progetto dimostrativo con l’utility Portland General Electric in Oregon, che dovrebbe andare online entro la fine dell’anno. Questo sarà il debutto di una versione più grande e meno portatile della batteria ESS chiamata Energy Center.

Le batterie a flusso possono essere di diverse dimensioni, da piccole come un frigorifero compatto a grandi come pile di container. Oltre a ESS, gli attori in questo spazio includono Sumitomo Electric del Giappone, VRB Energy del Canada e altri, un mix di startup e aziende consolidate.

Le aziende scommettono che le loro tecnologie possono soddisfare la necessità di un accumulo di energia che dura dalle 8 alle 12 ore per carica. L’idea di fondo è che la rete avrà bisogno di un mix di varie tecnologie di accumulo, con varie durate, per colmare le lacune lasciate quando l’eolico, il solare e altre risorse non sono sufficienti per soddisfare le esigenze dei clienti.

Questa è una scommessa abbastanza buona, secondo Adarsh ​​Nagarajan, un manager del gruppo per la ricerca sui sistemi energetici presso il National Renewable Energy Laboratory in Colorado.

“Le batterie a flusso sono qui per restare”, ha detto.

Ma è attento a specificare cosa non sono le batterie a flusso: non sostituiscono le batterie agli ioni di litio. Invece, le batterie a flusso serviranno una parte del mercato che oggi esiste a malapena per l’accumulo di energia che può durare per otto ore o più, mentre le batterie agli ioni di litio continueranno a essere i leader nello stoccaggio di breve durata, nei veicoli elettrici e nell’elettronica di consumo. Sebbene le batterie agli ioni di litio possano essere utilizzate per durate di otto ore o più, sono più adatte per periodi più brevi da una a quattro ore.

Uno dei maggiori ostacoli al rapido dispiegamento delle batterie a flusso è il costo. Un rapporto del 2020 del laboratorio Pacific Northwest ha stimato un costo di installazione di $ 551 per kilowattora per un sistema da 4 megawattora. Uno sviluppatore potrebbe costruire un sistema di accumulo agli ioni di litio a un costo inferiore, sebbene ci siano una serie di fattori che rendono difficile questo confronto, inclusa una maggiore aspettativa di vita per una batteria a flusso.

ESS non ha rivelato il costo del progetto nell’area di San Diego. La società ha affermato che mira a ridurre il costo a $ 200 per kilowattora entro il 2025, come riportato da Bloomberg l’anno scorso.

I costi attuali sono abbastanza ragionevoli che i servizi pubblici e altri acquirenti si stanno facendo avanti per finanziare batterie a flusso maggiore rispetto a prima. Tra questi, la Central Coast Community Energy in California ha annunciato a novembre che stava costruendo tre progetti di batterie a flusso, la cui entrata in funzione è prevista per il 2026, senza che siano stati resi noti i costi. I progetti, con un totale di 226 megawattora, sarebbero realizzati in collaborazione con Concentric Power Inc. di Salinas, California, un progettista e costruttore di microgrid. Il progetto sarebbe una batteria a flusso redox al vanadio.

ESS, o Energy Storage Systems, è stata co-fondata nel 2011 da Craig Evans e Julia Song, che sono sposati. I due avevano precedentemente lavorato insieme in un produttore di celle a combustibile in cui Evans era un designer di prodotti e Song era un chimico.

ESS ha lavorato per anni alla sua tecnologia, con l’aiuto finanziario degli investitori e del governo. Nel 2021, la società ha tenuto un’offerta iniziale di azioni e ha assunto un CEO, Eric Dresselhuys. Ha circa 220 dipendenti.

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Ora, l’azienda è vicina al punto in cui le sue idee e i suoi progetti devono iniziare a tradursi in grandi ordini dai clienti.

La scorsa settimana, ESS ha registrato una perdita nel primo trimestre di 5,7 milioni di dollari, con un registro che include molte spese e quasi nessun reddito.

In una teleconferenza con gli analisti, Dresselhuys ha affermato che la pipeline di ordini dell’azienda è stata solida, con l’intenzione di spedire da 40 a 50 dei suoi sistemi quest’anno. Ma anche ESS sta affrontando ritardi nell’ottenere le parti, il che significa che alcuni progetti che avrebbero avuto luogo nel 2022 potrebbero essere spostati nel 2023.

Liu, dell’Università di Washington, si è detto fiducioso che le batterie a flusso avranno successo sul mercato, ma vede il potenziale per un’ampia variabilità nel momento in cui ciò potrebbe accadere. Quindi il 2022 potrebbe non essere l’anno della svolta per le batterie a flusso, ma probabilmente quel momento sta arrivando.

“Dobbiamo essere pazienti”, ha detto.

Altre storie sulla transizione energetica da prendere in considerazione questa settimana:

Il Dipartimento dell’Energia lancia un programma per supportare lo stoccaggio di energia a lunga durata: Il Dipartimento dell’Energia ha avviato un programma quadriennale da 505 milioni di dollari per incoraggiare l’implementazione di sistemi di accumulo di energia che possono funzionare per almeno 10 ore a pagamento. Il programma utilizzerà l’esperienza dell’agenzia e dei laboratori nazionali per cercare di ridurre i costi dello storage di lunga durata e aiutare a capire quali tecnologie di storage sono più adatte per un’adozione più ampia, come riporta Elizabeth McCarthy per Utility Dive. Il programma si chiama Long Duration Energy Storage for Everyone, Everywhere, che questa agenzia amante dell’acronimo sta abbreviando in LD ESEE.

All’interno della corsa per una batteria per auto che si carica velocemente e non prende fuoco: Toyota, Ford e Volkswagen sono tra le case automobilistiche che lavorano per produrre una batteria a stato solido per veicoli elettrici, un sistema che potrebbe aiutare a catapultare il mercato dei veicoli elettrici. Le batterie allo stato solido utilizzano un elettrolita solido al contrario del liquido nella maggior parte delle batterie utilizzate oggi. In un veicolo elettrico, una batteria a stato solido sarebbe in grado di caricarsi più rapidamente e avere un’autonomia maggiore. Un altro vantaggio è che le batterie allo stato solido sarebbero meno infiammabili. Pranshu Verma del Washington Post esamina lo stato della corsa allo stato solido e perché è così importante. “È la tecnologia del futuro”, ha affermato Eric D. Wachsman, direttore del Maryland Energy Innovation Institute. “La domanda è: ‘Quanto presto sarà qui quel futuro?'”

Michael Bloomberg pianifica un investimento di 242 milioni di dollari in energia pulita nei paesi in via di sviluppo: Michael Bloomberg annuncia una nuova iniziativa per promuovere l’energia pulita in 10 paesi in via di sviluppo. Bloomberg Philanthropies spenderà 242 milioni di dollari per lavorare con organizzazioni non profit e governi in Bangladesh, Brasile, Colombia, Kenya, Mozambico, Nigeria, Pakistan, Sud Africa, Turchia e Vietnam, come riporta Maggie Astor per il New York Times. L’idea sarà quella di aiutare i paesi ad abbandonare i combustibili fossili e utilizzare tecnologie più pulite e meno costose. “Quali strategie sono appropriate per ciascun paese saranno davvero guidate dai partner nazionali che le conoscono meglio”, ha affermato Helen Mountford, presidente e amministratore delegato di ClimateWorks, un’organizzazione no profit che collabora con Bloomberg all’iniziativa.

Il nuovo campus di Google ha un diverso tipo di tetto solare: I tetti degli edifici nel campus di Google di Mountain View, in California, di recente apertura, non sembrano pannelli solari, ma è quello che sono. I tetti sono tettoie giganti che sembrano futuristici tendoni da circo, ricoperti da pannelli fotovoltaici color argento, come riporta Adele Peters per Fast Company. I tetti solari, insieme a un sistema geotermico per il riscaldamento e il raffreddamento, aiuteranno il campus a raggiungere l’obiettivo aziendale di Google di funzionare completamente con energia rinnovabile 24 ore su 24 entro la fine del decennio. Il complesso di Google è stato progettato da Thomas Heatherwick del Regno Unito in collaborazione con il gruppo danese Bjarke Ingels.

Ford continua a ridurre la partecipazione in EV Startup Rivian: Ford Motor Co. ha ridotto la sua partecipazione in Rivian a meno del 10 percento a seguito di due grandi vendite di azioni. Ford sta riducendo i suoi investimenti a seguito di un forte calo del prezzo delle azioni di Rivian poiché il produttore di startup di camion elettrici affronta le sfide nell’ottenere parti e nel riempimento degli ordini, come riporta Jordan Grzelewski per The Detroit News. Nonostante le sfide, il camion di debutto di Rivian ha ottenuto ottime recensioni sulla stampa automobilistica e ha un grande interesse da parte degli acquirenti.

Inside Clean Energy è il bollettino settimanale di notizie e analisi dell’ICN sulla transizione energetica. Invia suggerimenti e domande sulle notizie a dan.gearino@insideclimatenews.org.

Dan Gearino

Reporter sull’energia pulita, Midwest, National Environment Reporting Network

Dan Gearino copre gli Stati Uniti centro-occidentali, parte del National Environment Reporting Network dell’ICN. La sua copertura si occupa del lato commerciale della transizione verso l’energia pulita e scrive la newsletter Inside Clean Energy di ICN. È arrivato all’ICN nel 2018 dopo un incarico di nove anni presso The Columbus Dispatch, dove si è occupato del business dell’energia. Prima di allora, si è occupato di politica e affari in Iowa e nel New Hampshire. È cresciuto nella contea di Warren, Iowa, appena a sud di Des Moines, e vive a Columbus, Ohio.

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