Crisi energetica? Una soluzione è nell'aria. Compressa

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Conservare il vento

Un team di ricercatori statunitensi ha messo a punto un sistema economico per immagazzinare sottoforma di aria compressa il surplus energetico delle centrali eoliche. Una soluzione che potrebbe lanciare l'eolico anche dove l'incostanza dei venti non l'ha mai reso davvero conveniente. (Alessandro Bolla, 9 giugno 2008)

Un team di ricercatori della General Electric ha annunciato di aver messo a punto un rivoluzionario sistema per sfruttare il surplus di energia eolica prodotto nelle "wind farm", le centrali a vento, attualmente inutilizzabile.
Aria in bottiglia. Georgianne Peek e i suoi colleghi dei Sandia National Laboratories (New Mexico) utilizzano la corrente elettrica prodotta di notte (e in altri momenti di bassa rischiesta) per alimentare speciali compressori che immagazzinano aria in grotte, cunicoli sotterranei e altri serbatoi naturali. Quest'aria viene poi sfruttata nei momenti di elevata richiesta per alimentare delle turbine e produrre corrente elettrica. L'idea di conservare l'energia in eccesso per i momenti di massima richiesta non è certo nuova: negli impianti idroelettrici, per esempio, il surplus di energia viene da tempo utilizzato per ripompare l'acqua in speciali serbatoi posti a monte delle centrali. Quest'acqua viene poi rilasciata e impiegata quando serve, ossia nelle ore di massimo consumo. I 300 impianti idroelettrici di questo tipo attualmente esistenti nel mondo sono in grado produrre circa 1.000 megawatt di corrente, più o meno 10 volte quella ottenuta nei due impianti "caes" (compressed air energy storage) realizzati in Germania e in Alabama dalla General Electric. Il bilancio sembra dunque tutto a favore del vento, ma in realtà, finora, il costo della doppia conversione elettricità-aria-elettricità era assolutamente anti economico.

ALLE TURBINE PIACE CALDA
Nelle centrali caes classiche, come quelle descritte sopra, l'aria compressa viene immagazzinata in immense cave di sale, la cui capacità è misurabile in milioni di metri cubi: l'energia in eccesso è utilizzata per pompare l'aria in queste grotte a una pressione di 70 atmosfere. La compressione fa però salire la temperatura dell'aria stessa a circa 600 °C, troppi per poterla immettere nel sottosuolo senza pericoli. Un sistema di raffreddamento abbassa perciò la temperatura a circa 50 °C, ma al diminuire della temperatura cala anche la pressione... L'aria dovrà essere nuovamente scaldata per poterla "sparare" alle turbine. Questo complesso procedimento di raffreddamento e riscaldamento richiede una quantità di energia e, in effetti, da questo punto di vista, il sistema caes è uno dei meni efficienti: ogni kw di corrente elettrica ha un costo energetico di circa 0,5 kw.
Accumulatori di caldo. Il rendimento degli impianti caes cambierà drasticamente conservando, insieme all'aria, il calore generato nella fase di compressione. I tecnici di General Electric stanno lavorando al sistema "caes adiabatico", in cui il calore sottratto all'aria nella fase di raffreddamento viene conservato in lastre metalliche o di altro materiale e poi riutilizzato nella fase di riscaldamento. La ricerca oggi è concentrata sullo sviluppo di materiali idonei a conservare per tempi non brevissimi questo immenso calore. Gli impianti adiabatici possono arrivare a rendimenti del 70% circa: ogni kw di corrente prodotta avrebbe cioè un costo di soli 0,3 kw e permetterebbe la realizzazione di centrali ad aria compressa autonome che non necessitano di sistemi di riscaldamento a gas. Il primo impianto di questo tipo sarà pronto nel 2012: conserverà il calore in lastre di ceramica e avrà una potenza di circa 30 megawatt.

09 Giugno 2008