Con la presente attività si vogliono valutare le prestazioni di un impianto CAES costituito concettualmente dalla compressione di aria confinata in caverne di opportune dimensioni e proprietà e dalla sua successiva utilizzazione in impianti turbogas a gas naturale (utilizzando quindi l’aria precedentemente compressa durante la notte quando minore era il costo dell’energia elettrica). E’ stato valutato il rendimento elettrico dell’impianto per tre diversi valori di pressione del gas all’ammissione utilizzando gas naturale come combustibile per alimentare i due bruciatori situati uno a monte ed uno a valle della sezione di alta pressione della turbina a gas. Poichè sostanzialmente trattasi di uno studio in condizioni di regime transitorio con la portata di gas caldi entrante in turbina in diminuzione mano mano che l’espansione stessa si protrae nel tempo, oltre al codice di calcolo stazionario denominato Thermoflex (1), è stato utilizzato anche il programma Excel per calcolare il transitorio di pressione e di portata ipotizzando opportune leggi di variazione semplificative delle grandezze temporali (funzioni di trasferimento ad un polo). La configurazione classica di impianto CAES (2) (3) (4) (5) è costituita schematicamente da una parte che genera energia elettrica tramite espansione in turbogas di fumi di combustione e da un’altra parte che utilizza energia elettrica (proveniente da combustibile fossile, da fonte eolica o da fonte solare) per comprimere aria da immettere in caverna. Simulando le due parti di impianto con un codice di termo-fluidodinamica unitamente al programma Excel ( per trattare la discretizzazione temporale) sono stati dimensionati i componenti di impianto; successivamente in condizioni non nominali sono state calcolate le prestazioni termodinamiche delle due parti di Caes effettuando anche una sintetica valutazione costi-ricavi ipotizzando valori specifici sia per l’acquisto che per la vendita di energia elettrica. Molti dati di impianto sono stati assunti in parte da letteratura ed in parte da preliminari calcoli di sensibilità; ipotizzando successivamente una evoluzione di tipo esponenziale decrescente delle condizioni operative in turbogas, è stato caratterizzato l’impianto anche in condizioni transitorie valutando la costante di tempo di svuotamento della caverna. Modellando l’intero impianto (espansione-compressione) con l’ausilio di Thermoflex, sono state valutate le prestazioni di CAES in varie situazioni operative, fornendo in ultima analisi sia il rendimento di impianto che il conto economico relativo alla convenienza realizzativa. Assumendo un ricavo per la vendita di energia elettrica paria 90 €/MWh ed un costo per l’acquisto dell’energia elettrica utilizzata durante le ore notturne per la compressione pari a 50 €/MWh), lavorando con pressione di espansione di valore più alto possibile, le simulazioni effettuate mostrano un margine economico dell’ordine dei 40 k€/giorno. Ipotizzando che l’impianto operi con un ciclo di accumulo- produzione giornaliero per 300 giorni/anno, si ottiene un margine annuo di 12 M€/anno. Lo studio preliminare svolto ha mostrato che il CAES (Compressed Air Energy Storage) è un’interessante alternativa che sfrutta il gas naturale (fonte energetica comunemente impiegata in Italia) con elevato rendimento ed è in grado di restituire nelle ore di punta energia accumulata nelle ore “vuote”. Una più concreta e dettagliata analisi di fattibilità tecnico-economica dovrà tenere conto di un’analisi dei siti geologici disponibili e degli effettivi esiti di borsa dell’energia.