Energia solare e eolica, le batterie giganti stanno trasformando il modo in cui si può conservare e utilizzare l’elettricità, Cina, California, Arizona, Texas all’avanguardia. una lezione che pochi capiranno. In California forniscono energia solare dopo il tramonto e aiutano a stabilizzare le reti in altri stati. E la tecnologia si sta espandendo rapidamente.
La California, hanno scritto Brad Plumer e Nadja Popovich sul New York Times, trae più elettricità dal sole di qualsiasi altro stato in America e forse nel mondo. Ha anche un problema di tempistica: l’energia solare è abbondante durante il giorno ma scompare la sera, proprio quando le persone tornano a casa dal lavoro e la domanda di elettricità aumenta. Per colmare il divario, le società elettriche in genere bruciano più combustibili fossili come il gas naturale.
Ora le cose stanno cambiando. Dal 2020, la California ha installato più batterie giganti che in qualsiasi altra parte del mondo, Cina esclusa. Possono assorbire l’energia solare in eccesso durante il giorno e immagazzinarla per utilizzarla quando fa buio.
Queste batterie svolgono un ruolo fondamentale nella rete elettrica della California, sostituendo parzialmente i combustibili fossili la sera. Tra le 19:00 e le 22:00 il 30 aprile, ad esempio, le batterie hanno fornito più di un quinto dell’elettricità della California e, per pochi minuti, hanno prodotto 7.046 megawatt di elettricità, pari alla produzione di sette grandi reattori nucleari.
In tutto il Paese, le aziende elettriche utilizzano sempre più batterie giganti delle dimensioni di container per affrontare la più grande debolezza dell’energia rinnovabile: il fatto che il vento e il sole non sono sempre disponibili.
Negli ultimi tre anni, la capacità di stoccaggio delle batterie sulle reti nazionali è decuplicata, raggiungendo i 16.000 megawatt. Quest’anno si prevede che raddoppierà nuovamente, con la crescita maggiore in Texas, California e Arizona.
La maggior parte delle batterie della rete utilizza la tecnologia agli ioni di litio, simile alle batterie degli smartphone o delle auto elettriche. Con l’espansione del settore dei veicoli elettrici negli ultimi dieci anni, i costi delle batterie sono diminuiti dell’80%, rendendole competitive per lo stoccaggio di energia su larga scala. Anche i sussidi governativi hanno stimolato la crescita.
Con la proliferazione delle batterie, le aziende elettriche le stanno utilizzando in modi nuovi, ad esempio gestendo grandi oscillazioni nella produzione di elettricità da parchi solari ed eolici, riducendo la congestione sulle linee di trasmissione e contribuendo a prevenire i blackout durante le ondate di caldo torrido.
In California, che ha fissato obiettivi ambiziosi per combattere il cambiamento climatico, i politici sperano che le batterie di rete possano aiutare lo stato a ottenere il 100% della sua elettricità da fonti prive di carbonio entro il 2045. Le autorità statali prevedono di triplicare quasi la capacità delle batterie entro il 2035.
Quando le società elettriche iniziarono per la prima volta a collegare le batterie alla rete negli anni 2010, le usarono principalmente per appianare piccole interruzioni nel flusso di elettricità, ad esempio se una centrale elettrica si spegneva inaspettatamente.
La California ora ha 10.000 megawatt di capacità della batteria sulla rete, sufficienti ad alimentare 10 milioni di case per poche ore. Le batterie possono anche aiutare la rete della California a gestire lo stress derivante dalle ondate di caldo e dagli incendi.
In Texas, le batterie sono ancora ampiamente utilizzate per fornire servizi ausiliari, stabilizzando la rete contro interruzioni impreviste. Il Texas dipende anche più della California dall’energia eolica, che fluttua secondo schemi meno prevedibili.
Ma il Texas sta rapidamente raggiungendo la California nell’energia solare e le batterie aiutano sempre più con i picchi serali. Il 28 aprile, il sole stava tramontando proprio mentre l’energia eolica era inaspettatamente bassa e molti impianti di carbone e gas erano fuori servizio per riparazioni. Le batterie sono intervenute, fornendo a un certo punto il 4% dell’elettricità del Texas, abbastanza per alimentare un milione di case. L’estate scorsa, le batterie hanno contribuito a evitare i blackout serali fornendo energia aggiuntiva durante i periodi di caldo record.
Altri Stati seguono. In Arizona e Georgia, le società di servizi pubblici prevedono di installare migliaia di megawatt di capacità della batteria per aiutare a gestire la crescente domanda da parte di data center e fabbriche.
Le attuali batterie agli ioni di litio possono fornire energia solo per due o quattro ore prima di dover essere ricaricate. Se i costi continuano a scendere, le aziende produttrici di batterie potrebbero essere in grado di estendere il tempo a otto o dieci ore (si tratta di aggiungere più pacchi batteria), ma potrebbe non essere economico andare ben oltre. Ciò significa che potrebbero essere necessarie ulteriori tecnologie di stoccaggio a lunga durata.
Se la California vuole fare affidamento in gran parte sulle energie rinnovabili, dovrà gestire periodi di una settimana in cui non c’è vento e c’è poco sole. Un’altra sfida: c’è molta più energia solare disponibile in estate che in inverno, e oggi nessuna batteria può immagazzinare elettricità per mesi per gestire queste disparità stagionali.
Alcune aziende stanno esplorando soluzioni. A Sacramento, una start-up chiamata ESS sta costruendo batterie “a flusso” che immagazzinano energia in elettroliti liquidi e possono durare 12 ore o più. Un’altra start-up, Form Energy, sta costruendo una batteria ferro-aria da 100 ore. Queste idee dovranno competere con alternative come l’energia nucleare, la geotermia avanzata o persino l’utilizzo dell’idrogeno verde per immagazzinare elettricità.
