L’energia rinnovabile viene già utilizzata su larga scala, ma ulteriori scoperte nei laboratori e nelle startup possono contribuire a portare la tecnologia ancora più avanti.
MIT Technology Review
All’inizio di novembre sono tornato a Boston per uno dei miei eventi preferiti dell’anno, il MIT EmTech. Ho ospitato una sessione intitolata “Future Clean Energy Solutions” (Soluzioni future per l’energia pulita), in cui ho parlato con figure innovative che si occupano di tre diverse aree dell’energia rinnovabile: solare, eolica e batterie.
Si tratta di tecnologie che si stanno diffondendo su larga scala, ma per raggiungere gli obiettivi climatici devono diventare migliori e più economiche. Diamo un’occhiata a ciò che potrebbe accadere in futuro in termini di energia.
Arriva il sole
Per la prima volta nel 2022, l’energia solare ed eolica ha rappresentato più del 10% della produzione globale di elettricità. Ma per raggiungere gli obiettivi climatici, l’industria solare dovrà continuare a crescere, e velocemente. Secondo alcuni analisti, entro il 2030 le installazioni solari annuali dovranno quadruplicare rispetto al livello attuale.
Il silicio è emerso come la tecnologia dominante per le celle solari (o celle fotovoltaiche), ma le aziende e i ricercatori stanno ancora esplorando altre opzioni. In particolare, l’industria solare continua a parlare di una classe di materiali chiamati perovskiti.
Sono promettenti per la loro elevata efficienza, ovvero per la quantità di energia solare che riescono a catturare e trasformare in elettricità. Negli ultimi quarant’anni, i pannelli solari al silicio hanno lentamente ma efficacemente raggiunto un’efficienza superiore al 25%, mentre le perovskiti hanno compiuto lo stesso balzo in meno di un decennio e ora superano costantemente il silicio.
Ma non è tutto rose e fiori per le perovskiti. Gli esperti hanno riscontrato notevoli problemi di durata nell’utilizzo del materiale. Nei miei reportage sulle perovskiti, ho sentito la solita storia che i ricercatori che studiano le perovskiti hanno bisogno di buone scarpe da corsa, perché le celle solari realizzate con questi materiali si disintegrerebbero durante il tragitto tra il laboratorio in cui sono state prodotte e il sito di prova.
La durata di vita delle perovskiti è migliorata a passi da gigante, ma i materiali sono ancora lontani dal competere con i pannelli solari al silicio, che possono durare 20 anni in condizioni reali.
Rui Wang, professore alla Westlake University (Cina) e uno dei nostri Innovatori Under 35 2022, è tra i ricercatori che stanno cercando di risolvere il problema della durata delle perovskiti. Ha sviluppato additivi per le perovskiti in grado di prolungarne la durata.
Venti di cambiamento
L’energia solare non può fare tutto da sola. L’energia eolica è quindi una delle altre principali fonti di elettricità che saranno necessarie per ripulire la nostra rete energetica.
Le turbine eoliche possono essere installate sulla terraferma o, per non essere di intralcio, in mare, almeno nei luoghi in cui l’oceano non è molto profondo. Ma negli ultimi anni le aziende hanno iniziato a sognare più in grande, costruendo i primi parchi eolici offshore commerciali in grado di galleggiare.
Ora, turbine eoliche galleggianti stanno generando elettricità in Scozia e Portogallo, e la Corea del Sud sta lavorando a un grande progetto che potrebbe essere completato nei prossimi anni.
Anche gli Stati Uniti stanno facendo sul serio con l’energia eolica offshore. L’amministrazione Biden ha fissato l’obiettivo di raggiungere 15 gigawatt di energia eolica offshore galleggiante entro il 2035 e di ridurre i costi del 70% entro tale data. A dicembre, inoltre, la California metterà all’asta due grandi aree marine per la costruzione di parchi eolici offshore.
Ma costruire strutture massicce che galleggiano nell’oceano e generano elettricità è quasi difficile come sembra. Finora il costo delle turbine galleggianti è stato proibitivo. Per non parlare delle difficoltà nell’attrarre le comunità costiere a partecipare, che hanno compromesso i precedenti sforzi per avviare progetti eolici offshore galleggianti in California.
All’EmTech ho parlato con Alla Weinstein, fondatrice e CEO di Trident Winds, che è stata al centro degli sforzi per la costruzione di impianti eolici offshore galleggianti e ha usato la sua esperienza per parlare di ciò che pensa sia realistico per l’industria nei prossimi decenni e di alcune delle difficoltà che ha incontrato nel corso del suo lavoro.
Ricarica
Le persone vogliono accendere le luci e tenere acceso il frigorifero sia che soffi il vento sia che splenda il sole. Il bilanciamento delle fonti intermittenti di elettricità, come l’eolico e il solare, sarà quindi una parte importante della costruzione di una rete rinnovabile.
L’energia geotermica, idroelettrica e nucleare sono tutte indipendenti dal clima e probabilmente faranno parte della soluzione, ma sembra che le batterie saranno sempre più responsabili delle variazioni dell’energia eolica e solare. Secondo l’AIE, entro il 2030 il mondo avrà bisogno di una quantità di accumulo di rete più che quaranta volte superiore a quella installata finora.
La maggior parte delle batterie utilizzate oggi nella rete sono agli ioni di litio, simili a quelle utilizzate nei telefoni, nei computer portatili e nei veicoli elettrici.
Le batterie agli ioni di litio sono ottimizzate per gli oggetti che devono muoversi, quindi devono essere leggere. Le batterie per la matrice energetica possono rimanere dove sono, aprendo nuove opzioni per l’accumulo di energia. Le alternative più ingombranti e pesanti potrebbero essere più economiche ed evitare alcuni dei vincoli di approvvigionamento previsti per metalli importanti come il litio, il nichel e il cobalto.
Una delle nostre 10 tecnologie rivoluzionarie del 2022, le batterie di ferro nella rete elettrica, potrebbe rappresentare il futuro dell’accumulo di energia.
Aziende come ESS stanno lavorando per commercializzare e distribuire questa nuova tecnologia e la stanno già installando in tutto il mondo. Nel mio ultimo intervento all’EmTech, ho parlato con Hugh McDermott, vicepresidente senior dello sviluppo commerciale di ESS, della promessa della loro tecnologia, di come si presenta la strada per la costruzione di nuove batterie e dei prossimi passi da compiere.
