• 7 Agosto 2022 16:34

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

La “batteria a sabbia” per produrre energia verde. Uno strumento utile per contrastare il cambiamento climatico e per risolvere il problema energetico. Dei ricercatori finlandesi hanno installato la prima “batteria a sabbia”, uno strumento in grado di immagazzinare energia verde. Secondo i ricercatori la batteria a sabbia potrebbe risolvere il problema di fornitura di energia per tutto l’anno.

La Finlandia, come anche molti altri paesi, importa la maggior parte del suo gas dalla Russia, di conseguenza la guerra in Ucraina ha riaperto con urgenza la questione dell’energia verde. Le fonti di calore e di luce, soprattutto durante il lungo inverno finlandese, preoccupano molto sia i politici che i cittadini.

La batteria a sabbia

In una piccola centrale elettrica nella Finlandia occidentale è stato prodotto un nuovo strumento tecnologico, che ha tutto il potenziale per alleviare le preoccupazioni dei problemi energetici.

Il dispositivo attraverso la sabbia viene caricato con il calore prodotto dall’elettricità che proviene dal Sole o dal vento, quindi energia a basso costo. La sabbia riesce ad immagazzinare una temperatura di circa 500°C, un calore che può essere utilizzato per scaldare le case d’inverno, un periodo in cui l’energia diventa molto costosa.

Elemento centrale dello strumento sono circa 100 tonnellate di sabbia da costruzione, accatastate in alto all’interno di un silo grigio opaco. I grani di sabbia possono rappresentare un modo semplice ed economico per poter immagazzinare energia per quando si rende più necessario. Il cambiamento climatico, e adesso anche il prezzo in rapido aumento dei combustibili fossili, ci sta direzionando verso un’ondata di investimenti per quanto riguarda la produzione di energia rinnovabile.

Le sfide della batteria a sabbia

Le batteria a sabbia, a differenza dei pannelli solari e le turbine eoliche che possono essere aggiunti rapidamente alle reti nazionali, presentano delle enormi sfide. La più importante riguarda l’intermittenza. Come si può tenere accese le luci quando il Sole non splende e il vento non soffia?

Un altro aspetto da considerare è anche il fatto che l’aggiunta di altre energie rinnovabili richiede il potenziamento di altre fonti di energia per bilanciare la rete. Questo perché troppa, o poca energia, può causarne il collasso della rete.

Una possibile soluzione è l’impiego delle batterie su larga scala, che possono immagazzinare e bilanciare le richieste di energia man mano che la rete diventa sempre più eco-sostenibile. La maggior parte delle batterie, attualmente in commercio, sono realizzate con litio, e quindi sono costose e ingombranti. Inoltre, possono far fronte solo ad una quantità limitata di energia in eccesso.

Un team di giovani ingegneri finlandesi nella città di Kankaanpää ha completato la prima installazione commerciale di una batteria a base di sabbia, una soluzione che potrebbe risolvere il problema dello stoccaggio in modo economico e a basso impatto. Il dispositivo prodotto dal team è stato installato nella centrale di Vatajankoski, un sito che gestisce il sistema di teleriscaldamento della zona.

La produzione della batteria a sabbia

L’elettricità a basso costo riscalda la sabbia fino a 500°C mediante il riscaldamento resistivo. Questo processo genera aria calda che viene fatta circolare nella sabbia per mezzo di uno scambiatore di calore.

La sabbia è un mezzo molto efficace per poter immagazzinare calore, soprattutto perché il rilascio avviene in modo graduale. Gli sviluppatori hanno affermato che il loro dispositivo potrebbe mantenere la sabbia a 500°C anche per diversi mesi.

Nel momento in cui i prezzi dell’energia aumentano, la batteria può essere utilizzata per produrre aria calda, che riscalda l’acqua per il sistema di riscaldamento, che verrebbe poi pompata all’interno delle case, degli uffici e persino della piscina locale.

Conclusioni

L’idea della batteria di sabbia è stata sviluppata, per la prima volta, in un’ex cartiera nella città di Tampere, con il comune che ha donato lo spazio di lavoro e ha fornito i finanziamenti per farlo decollare.

Elina Seppänen, specialista in energia e clima per la città, ha spiegato che: “Se disponiamo di centrali elettriche che funzionano solo per poche ore durante l’inverno, quando farà più freddo, l’energia sarà estremamente costosa. Ma se invece abbiamo questo tipo di soluzione, che fornisce flessibilità per l’uso e lo stoccaggio del calore, questa aiuterebbe molto in termini di spesa”.

Una delle grandi sfide, ora, è se la tecnologia può essere ampliata e se gli sviluppatori saranno in grado di usarla per ottenere elettricità e calore. I ricercatori hanno notato che l’efficienza diminuisce drasticamente quando la sabbia viene utilizzata solamente per restituire energia alla rete elettrica.

Immagazzinare energia pulita come calore a lungo termine è invece un’enorme opportunità per l’industria, luogo in cui la maggior parte del calore di processo utilizzato per produrre alimenti, bevande, tessuti e prodotti farmaceutici proviene dai combustibili fossili.

Altri gruppi di ricerca, come ad esempio il National Renewable Energy Laboratory degli Stati Uniti, stanno attivamente esaminando la sabbia come una valida forma di batteria per produrre energia pulita. I finlandesi, attualmente, sono gli unici che hanno prodotto un sistema commerciale funzionante, che finora sta andando bene.

Pekka Passi, amministratore delegato della centrale di Vatajankoski, conclude affermando che: “È un materiale davvero semplice, ma ci piaceva l’idea di provare qualcosa di nuovo, di essere i primi al mondo a fare qualcosa del genere. Potrebbe sembrare un po’ folle, ma penso che sarà un successo”.

FONTE:

https://www.bbc.com/news/science-environment-61996520?fbclid=IwAR1pvsXDoYJpmzvxuozyabAnjJzmmBHdXC2X-_BZTAE_y-QWwKC0Fb7NEKI

Fabiana Leoncavallo

Laureata in architettura, mi ritengo una persona piuttosto poliedrica. Grande appassionata di scienze, astronomia, storia, letteratura, cinema e serie tv, tutti argomenti che amo descrivere nei miei articoli, che si basano su ricerche valide. Inoltre, amo molto effettuare studi sulla natura, sugli animali, sui cambiamenti climatici, sulla salute e l'alimentazione.

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