domenica, Novembre 28, 2021
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Inside Clean Energy: in una settimana di notizie sul clima che fanno riflettere, parliamo di batterie

La pubblicazione dell’ultimo rapporto del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici ha mostrato l’entità della sfida di affrontare il cambiamento climatico in tempo per fermare i suoi peggiori impatti e l’incapacità dei leader di rispondere adeguatamente a decenni di avvertimenti.

Nel trattare l’economia dell’energia pulita, ho una visione ravvicinata di alcune delle potenziali alternative alla continua combustione di combustibili fossili e riesco a parlare con le persone che fanno ricerca e costruiscono imprese che supportano quei progetti.

Alcuni degli sviluppi più interessanti sono stati in alternative alle batterie agli ioni di litio per lo stoccaggio in rete, con i ricercatori che cercano modi a basso costo per immagazzinare elettricità da parchi eolici e pannelli solari. La combinazione di batterie ed energia rinnovabile mantiene la promessa di fornire elettricità 24 ore su 24 e sostituire le centrali elettriche a combustibili fossili.

In questo momento, il mercato dell’accumulo di energia è dominato dalle batterie agli ioni di litio, che si caricano e scaricano in cicli fino a circa quattro ore. Ma le batterie agli ioni di litio hanno alcuni lati negativi, incluso l’uso di materiali rari e costosi come il cobalto e componenti che possono essere altamente infiammabili.

Aziende come Form Energy e Ambri, entrambe con sede nel Massachusetts, hanno raccolto fondi dagli investitori e hanno parlato dei loro piani per sviluppare batterie di accumulo a lunga durata. Form Energy, guidata da un ex dirigente di Tesla, sta realizzando una batteria che utilizza ferro e ossigeno come componenti chiave e può funzionare per giorni con una carica. Ambri, che annovera Bill Gates tra i suoi principali investitori, sta realizzando una batteria con componenti che includono una lega di calcio liquido e sodio fuso, ed è progettata per funzionare fino a 24 ore con una carica. La società ha annunciato un nuovo round di finanziamenti questa settimana, di cui puoi leggere di più di seguito.

Sono solo due aziende in un ecosistema di start-up, università e laboratori nazionali che si preparano al mercato che vedono all’orizzonte.

Lunedì, lo stesso giorno in cui è uscito il rapporto dell’IPCC, ho parlato con i ricercatori dei Sandia National Laboratories di Albuquerque, nel New Mexico, che avevano appena pubblicato un articolo sul loro progetto per sviluppare una batteria al sodio fuso.

La batteria utilizza sodio che è stato riscaldato fino al punto di fusione. La batteria si carica e si scarica in un processo in cui gli ioni di sodio passano attraverso un divisore ceramico.

Le batterie al sodio fuso, in una forma che utilizza lo zolfo come componente chiave, esistono da decenni, ma sono state limitate da costi elevati legati alla necessità di elevate temperature di esercizio, ha affermato Leo Small, ricercatore capo del progetto Sandia.

Il costo medio di una batteria agli ioni di litio era di $ 137 per chilowattora di stoccaggio l’anno scorso, secondo BloombergNEF, mentre la fascia di prezzo per una batteria sodio-zolfo inizia a più di tre volte tanto, secondo un Dipartimento dell’Energia del 2019 rapporto.

Le aziende e gli istituti di ricerca stanno ora sviluppando nuove varianti sulle batterie al sodio fuso. L’obiettivo della ricerca Sandia è quello di realizzare un design che possa funzionare a temperature molto più basse e che costerebbe molto meno delle odierne batterie agli ioni di litio.

“Pensiamo che abbassando la temperatura possiamo ottenere molti risparmi sui costi a cascata”, ha affermato Small.

Finora, i ricercatori ci sono riusciti. La loro batteria funziona a circa 230 gradi Fahrenheit, che è molto più fredda delle batterie al sodio fuso esistenti che funzionano a più di 500 gradi Fahrenheit. A causa della sua temperatura più fredda, la batteria ha bisogno di meno isolamento e può funzionare con fili più sottili.

La speranza è che questo tipo di batteria possa diventare un’opzione economica per i servizi pubblici e gli sviluppatori di progetti che desiderano costruire grandi sistemi di accumulo di energia. La batteria del progetto Sandia sarebbe in grado di scaricarsi da otto a 16 ore, ha affermato Small.

Ho chiesto a Martha Gross, un’altra ricercatrice del progetto, come spiega cosa fa ad amici e familiari.

“Dico loro che lavoro su batterie davvero grandi con materiali economici, per il collegamento alla rete elettrica”, ha detto. “Si tratta di batterie che possono essere utilizzate con il solare o l’eolico per sostituire le centrali a carbone o sostituire i generatori durante le emergenze come gli uragani che eliminano l’energia”.

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Il progetto Sandia ha avuto dei momenti di tensione a causa del coronavirus. I ricercatori hanno dovuto interrompere il lavoro per circa un mese e hanno lasciato raffreddare la batteria e poi congelarla. Avevano sperato che il loro progetto potesse ricominciare facilmente, ma non lo sapevano con certezza.

Quindi, quando sono tornati nel loro laboratorio, hanno riscaldato la batteria alla sua temperatura operativa. Gross ha detto che era “decisamente nervosa” per il risultato, ma ha scoperto che ha funzionato perfettamente.

Il design della batteria al sodio fuso rimane in fase di ricerca, con qualsiasi uso commerciale ancora da cinque a 10 anni, ha detto Small.

Molte delle persone che sviluppano tecnologie per l’energia pulita hanno in mente un lasso di tempo di 10 anni, parte del crescente utilizzo del 2030 come anno di riferimento per compiere progressi sostanziali nell’abbandono dei combustibili fossili.

Il mese scorso, il segretario all’Energia degli Stati Uniti Jennifer Granholm ha annunciato un nuovo obiettivo per ridurre il costo dello stoccaggio di energia a lungo termine del 90% entro 10 anni. Il suo ufficio definisce lo stoccaggio di lunga durata come sistemi in grado di scaricare elettricità per almeno 10 ore alla volta.

Il costo di base per questo obiettivo è la media del 2020 per le batterie agli ioni di litio, che era di $ 137 secondo BloombergNEF. Un decimo di questo sarebbe di circa $ 14 per chilowattora, che è estremamente basso.

Se i ricercatori riuscissero a raggiungere questo obiettivo, o addirittura ad avvicinarsi, l’elettricità da fonti rinnovabili abbinata alle batterie sarebbe molto meno costosa dei combustibili fossili e la transizione verso l’energia pulita acquisterebbe uno slancio formidabile solo per fattori economici.

Non sto dicendo che accadrà, ma solo la possibilità è sufficiente per scacciare un po’ del pessimismo che molti di noi stanno provando questa settimana.

Altre storie sulla transizione energetica di cui prendere nota questa settimana.

Ambri annuncia una nuova tornata di finanziamenti per lo sviluppo della batteria: I finanziatori continuano a investire denaro nelle start-up di batterie, come dimostrato dall’annuncio di Ambri di questa settimana di aver raccolto altri 144 milioni di dollari. L’ultimo round di finanziamenti è avvenuto nonostante Ambri non abbia raggiunto gli obiettivi precedenti per avere il suo prodotto pronto per l’implementazione, come riporta Eric Wesoff per Canary Media. “Ambri si unisce a un crescente raccolto di unicorni a batteria senza entrate”, scrive Wesoff, prendendo alla leggera la disconnessione tra gli alti livelli di investimento da parte di persone come Bill Gates e la quasi totale mancanza di vendite.

Biden rafforza gli standard sulle emissioni delle auto e stabilisce un nuovo obiettivo per i veicoli elettrici: Il presidente Joe Biden ha fatto alcune grandi mosse per far progredire il trasporto pulito la scorsa settimana, con la sua amministrazione che ha presentato una regola aggiornata per gli standard sulle emissioni dei veicoli e la sua firma di un ordine esecutivo che fissa l’obiettivo di veicoli a emissioni zero pari al 50 percento delle vendite di auto nuove da parte 2030. Le nuove regole sulle emissioni sono una parziale sostituzione del rollback dell’amministrazione Trump delle regole dell’amministrazione Obama, come ho riferito con alcuni dei miei colleghi dell’ICN. Ha inquadrato l’obiettivo e gli standard sulle emissioni in termini di concorrenza internazionale, affermando che il futuro dell’industria automobilistica era elettrico, “e non si torna indietro. La domanda è se saremo in testa o in ritardo nella corsa per il futuro”.

Molte altre centrali a carbone e gas rischiano di diventare “attività incagliate”: Secondo una nuova analisi di S&P Global Market Intelligence, le politiche che supportano le energie rinnovabili stanno contribuendo a fattori di mercato che rischiano di bloccare circa 68 miliardi di dollari di investimenti in centrali elettriche a carbone e gas. Ciò significa che le aziende che hanno speso soldi per gli impianti non sarebbero in grado di recuperare i loro investimenti. Alcuni dei maggiori rischi sono negli impianti di gas naturale di nuova costruzione che sono sulla buona strada per essere utilizzati molto meno di quanto gli sviluppatori avessero previsto, il che riduce il ritorno sull’investimento, come riporta Emma Penrod per Utility Dive.

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

Dan Gearino

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

Dan Gearino copre gli Stati Uniti del Midwest, parte del National Environment Reporting Network di 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 in 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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