Sistemi di accumulo efficienti, la ricerca Eni punta sulle Batterie a Flusso

Le fonti rinnovabili di cui parliamo quasi quotidianamente e che si stanno diffondendo in tutto il mondo ad un ritmo intenso hanno un grande limite: l’incontrollabilità della generazione energetica; per questo i tentativi di miglioramento dei sistemi di accumulo che permettono la conservazione dell’energia prodotta e il rilascio in tempi successivi non si arresta, in Italia Eni grazie al suo Centro Ricerche sta studiando e sperimentando le innovative batterie a flusso.

Sia che si parli di fonte solare, idroelettrica, eolica o biogas ci si scontra con una produttività disgiunta dalla domanda energetica ma piuttosto legata ai fenomeni naturali, si verificano infatti giornate particolarmente ventose e produttive ed altre meno, periodi di raccolta dei prodotti agricoli (e quindi ideali per la produzione da biogas) ed altri di semina e irrigazione in cui non c’è scarto agricolo da sfruttare.
E ancora, giorno dopo giorno, il fotovoltaico produce energia sostenibile durante il giorno ma non lo può fare di notte quando tuttavia le utenze sono in funzione e necessitano energia.
 
Per ovviare a questo problema e per non perdere l’energia rinnovabile prodotta in eccesso dagli impianti FER sono state sviluppate due soluzioni: i sistemi di accumulo e i collegamenti alla rete elettrica. Mentre i sistemi di accumulo permettono l’immagazzinamento della sovra-produzione energetica all’interno di “batterie” di dimensioni variabili, il collegamento alla rete elettrica consente l’immissione dell’energia in eccesso nella rete, in modo che possa essere utilizzata da chi ne ha la necessità per poi essere recuperata in un secondo momento.
 
Gli accumuli, come abbiamo detto, possono essere di dimensioni variabili a seconda dalla quantità di energia che devono immagazzinare, basti pensare alle piccole batterie degli smartphone che sono progettate per rilasciare energia sufficiente per un giorno o poco più, e agli accumuli industriali di dimensioni decisamente maggiori (anche 2 metri d’altezza)  che sono realizzati per compensare le variazioni termiche o di illuminazione stagionale. Tutti questi strumenti, indistintamente dalla loro grandezza, sono caratterizzati dagli stessi limiti: il peso, i costi di produzione e smaltimento e la capacità, intesa come quantità di carica elettrica che può essere erogata nella scarica.
 
La necessità di immagazzinamento di energia da rinnovabili ed  i limiti degli attuali sistemi di accumulo sono i fattori che stimolano la ricerca italiana ed internazionale all’ideazione di sistemi alternativi e più efficienti; tra le soluzioni più recenti e all’avanguardia ci sono: gli accumulatori a idrogeno di Electro Power Systems e le batterie a flusso di Proxhima su cui si è concentrata la ricerca di Eni.
 
Eni, la società italiana controllata dal Ministero dell’Economia e delle Finanze, è uno dei soggetti che si sta impegnando attivamente nell’approfondimento della ricerca sui sistemi di accumulo per l’energia elettrica da fonti rinnovabili. La tecnologia su cui Eni ha deciso di puntare è la batteria a flusso: un sistema composto da una cella elettrochimica connessa a due serbatoi che contengono due diversi elettroliti sciolti in soluzione.

Il funzionamento chimico della batteria a flusso descritto è stato descritto nel sito Eniday: “Nella cella, gli elettroliti vengono a contatto attraverso una speciale barriera semipermeabile dove avviene una reazione di ossidoriduzione.  Questa trasforma l’energia chimica immagazzinata nei due fluidi in energia elettrica che può essere portata fuori dalla cella e utilizzata. Quando, viceversa, abbiamo a portata di mano una fonte rinnovabile l’energia elettrica prodotta dall’impianto va nella cella elettrochimica e viene utilizzata per far avvenire la stessa reazione di ossidoriduzione, ma in senso inverso. Così i due fluidi possono tornare a immagazzinare energia chimica pronta all’uso quando servirà”.
 
I vantaggi delle batterie a flusso sono dovuti alla possibilità di separare la cella (componente di potenza) dai serbatoi (componente di accumulo), conformazione che elimina il pericolo di autoscarica e permette la realizzazione di batterie su misura in base alle necessità di potenza e di accumulo.
 
Eni, grazie al lavoro del suo Centro Ricerche Eni per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente di Novara, ha già realizzato vari prototipi di sistemi di accumulo basati ciascuno su una diversa coppia elettrolitica che hanno raggiunto elevate efficienze e hanno dimostrato di poter sostenere numerosi cicli di carica senza deteriorarsi. La prima applicazione delle batterie a flusso da parte di Eni partirà a breve grazie a un progetto che prevede il loro collegamento ad un impianto fotovoltaico.