Le energie rinnovabili hanno l’enorme problema di essere intermittenti, cioè generare energia solo quando è disponibile (si pensi alle pale eoliche o ai pannelli solari) e non quando è richiesta. Per questo motivo, sono nate molteplici soluzioni diverse per accumulare energia e poterla rilasciare al momento del bisogno. Le idee sono tante, con i rispettivi vantaggi e svantaggi sul fronte dei costi, dell’efficienza e dell’ingombro, ma ce n’è uno che potrebbe mettere d’accordo tutti: l’accumulo di energia sotto forma di calore nella sabbia.
Nella Finlandia occidentale, precisamente nella città di Kankaanpää, è nata quella che viene presentata come la prima batteria di sabbia messa in funzione a livello commerciale. Essa è stata realizzata all’interno di un grande serbatoio d’acciaio ed è stata azionata dal produttore di accumulatori termici Polar Night Energy, e dall’utility elettrica, Vatajankoski.
Per capire al meglio il suo funzionamento, è importante specificare che l’accumulo vero e proprio del calore avviene in particolare all’interno del serbatoio in acciaio isolato, largo circa 4 metri ed alto circa 7, tramite un sistema automatizzato contenente un centinaio di tonnellate di sabbia. Come materiale, la sabbia ha lunga vita utile, è economica e può immagazzinare molto calore in un piccolo volume, ad una temperatura di circa 500–600 gradi Celsius. Questo sistema automatizzato procede nel riscaldare la sabbia mediante un processo detto di riscaldamento resistivo (banalmente, lo stesso processo che fa funzionare i camini elettrici) usando un semplice scambiatore di calore interrato al centro. Questo dispositivo può immagazzinare ben 8 megawattora di energia, con una potenza nominale di 100 kilowattora. Quando la rete di teleriscaldamento ha bisogno di energia, la batteria «scarica» l’aria calda riscaldando l’acqua. Gli sviluppatori affermano che il loro dispositivo potrebbe mantenere la sabbia a 500°C anche per diversi mesi con perdite minime.
Il dispositivo mira a contribuire alla transizione energetica intelligente e green: infatti gli accumulatori di calore possono contribuire in modo significativo a migliorare le prestazioni energetiche delle rinnovabili intermittenti nella rete elettrica.
Qual è il segreto? Nessuno. Non c’è niente di speciale nella sabbia: l’azienda afferma che basta solo sia asciutta e priva di detriti combustibili. I costi di installazione sono inferiori a 10 euro per kilowattora e funziona in modo completamente automatizzato. Il nuovo impianto non richiede una manutenzione particolare, a parte l’eliminazione di possibile sporcizia e umidità dal materiale, rendendo l’utilizzo molto facile ed appunto economico.
Il prossimo obiettivo di Polar Night Energy è quello di raddoppiare la potenza, installando batterie di sabbia da 20 GWh, in grado di arrivare fino a 1.000 °C. In questo modo, nella cittadina di Kankaanpää i residenti possono riscaldare le case, avere acqua calda e persino mantenere una buona temperatura nella piscina comunale.
Markku Ylönen, co-fondatore e CTO, riferisce alla BBC: «La realizzazione dello stoccaggio è andata bene, soprattutto considerando che la soluzione è completamente nuova. Siamo riusciti a mettere tutto in ordine nonostante alcune difficoltà e un piccolo ritardo. Ora la sabbia è già calda e abbiamo già appreso che il nostro sistema ha ancora più potenziale di quanto inizialmente calcolato. È stata una sorpresa positiva.»
Presto, comunque, per dire che questa nuova tecnologia sia la svolta delle svolte, anche perchè l’efficienza diminuisce drasticamente quando la sabbia viene utilizzata solo per restituire energia alla rete elettrica. Inoltre resta sempre la questione del trattamento delle batterie a fine vita, un altro enorme problema sull’impatto ambientale.
Ma è questa la giusta direzione: infatti anche solo immagazzinare energia come calore a lungo termine è un’opportunità per l’industria, dove la maggior parte del calore di processo utilizzato per prodotti come alimenti, tessuti e farmaci proviene dalla combustione di combustibili fossili. Una tra quelli grandi scoperte ed innovazioni che lasciano noi, nuove generazioni, guardare al futuro con sguardo speranzoso e fiducioso.
