Il tema accumulo sta assumendo una rilevanza tanto maggiore quanto più ambiziosi diventano gli obiettivi di decarbonizzazione. La crescente penetrazione di fonti rinnovabili non programmabili (FRNP) e la crescente elettrificazione dei trasporti portano a una serie di sfide relative alla stabilità e flessibilità del sistema elettrico, rendendo inevitabile il ricorso a soluzioni in grado di accumulare l’eccesso di energia rinnovabile per utilizzarla successivamente dove e quando è necessaria.

Il presente progetto si occupa di sviluppo tecnologico di sistemi d’accumulo elettrochimico ed elettrico (batterie e supercapacitori), chimico o power-to-gas (produzione, distribuzione e accumulo di gas naturale e idrogeno) e termico (accumulo di calore prodotto da fonti rinnovabili). Le soluzioni tecnologiche qui sviluppate sono orientate sull’accumulo stazionario, ma alcune potrebbero trovare spazio anche in applicazioni veicolari.

Nel documento sono descritti i principali risultati fin ora conseguiti.

Le attività di sviluppo di batterie innovative hanno consentito di implementare soluzioni tecnologiche capaci di aumentare la capacità specifica dei materiali attivi (e quindi la densità energetica che si traduce in leggerezza) e il numero di cicli di carica e scarica senza perdere in capacità specifica (e quindi la vita utile), anche attraverso lo sviluppo di opportuni sistemi di controllo attivi, in grado tra l’altro di adattarsi ad applicazioni 2^nd life.

Gli studi Life Cycle Assessment e Life Cycle Costing, svolti sull’intero ciclo di vita di sistemi d’accumulo elettrochimico per applicazioni stazionarie, hanno permesso di misurare il reale impatto ambientale ed economico di queste tecnologie.

Le soluzioni power-to-gas sviluppate si sono tradotte nel generare metano (e idrogeno) in modo efficace, migliorando l’efficienza di conversione da FRNP a combustibile. Lo stesso combustibile, immesso in rete, potrà trovare applicazione in sistemi di produzione di energia elettrica, ma anche nei trasporti: veicoli a bio-metano o bio-idrogeno. Il progetto, attraverso opportuna attività modellistica, ha conseguito anche risultati nel validare soluzioni di accumulo geologico di idrogeno in serbatoi esauriti di gas naturale.

Le soluzioni d’accumulo termico studiate e sviluppate in questo progetto possono impattare indirettamente sul sistema elettrico. Queste mirano a essere abbinate a fonti energetiche rinnovabili termiche, quali ad esempio il solare termico, così da sfruttare direttamente la sorgente rinnovabile per produrre calore e accumularlo per lungo periodo, in un’ottica di risparmio di energia primaria, riuscendo a sgravare la rete elettrica di questo contributo alla decarbonizzazione. L’attività modellistica svolta ha consentito di validare soluzioni di accumulo termico di grande capacità in acquiferi profondi (sistemi ATES).