Torniamo ai progetti in grande: Abbiamo parlato della necessità di stoccaggio di energia elettrica, come supplemento e supporto alla produzione rinnovabile solare ed eolica. La soluzione proposta è solo una fra le tante possibili, sia a piccola che a grande scala. Naturalmente sarebbe e sarà assolutamente necessario incentivare l’accumulo presso gli utenti finali, anche per ridurre i carichi in rete e garantire una maggiore solidità e stabilità della stessa. Gli stoccaggi basati su grandi batterie, di capacità anche superiori al MWh, stanno rapidamente diventando concorrenziali, anche grazie a tecnologie non nuove ma che solo ora stanno arrivando a maturità come le batterie redox.

Esistono varie iniziative legislative per prevedere sgravi fiscali al 50%, la più recente ed approfondita da parte del Presidente di Commissione Industria al Senato, Sen. Girotto, ma per i sistemi di accumulo casalinghi ( prevalentemente batterie, quindi, ma purtroppo la proposta si è arenata, Cfr. questo recente articolo ed anche la relativa petizione su Change.org non ha ottenuto moltissime adesioni. 

Una grande miopia ed una scarsa consapevolezza. Due cose che in futuro cambieranno, sotto la spinta delle opportunità e della necessità.

 Tutte questo soluzioni però hanno affrontato il problema di garantire l’energia su una scala circadiana ( cioè giornaliera) o, al massimo di qualche giorno, per coprire insomma le oscillazioni giornaliere ed i momenti di scarsa produttività. Ma vi sono oscillazioni stagionali, ovviamente, che impongono uno stoccaggio di energia in grande, che permetta, durante i mesi invernali, di non dover ricorrere di nuovo a fonti fossili o al nucleare. Le soluzioni che vengono tipicamente proposte  prevedono di immagazzinare energia producendo idrogeno a partire da celle catalitiche, ovvero utilizzando l’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili per poi consumare idrogeno nelle celle a combustibile che consentono di produrre elettricità direttamente, senza passare dalla combustione. 

Questa soluzione sarebbe la più efficiente ( molto meno delle batterie, ma comunque circa un 60-70 % complessivamente) ma ha notevoli problemi pratici ancora non del tutto risolti su questa scala:

1. stoccaggio dell’idrogeno a lungo termine e sulle taglie necessarie ( miliardi di metri cubi). Lo stoccaggio a lungo termine dell’idrogeno non è semplice, va fatto ad alta pressione e l’idrogeno ad alta pressione ha alcuni peculiarità tra cui quelle di indebolire, nel tempo, il reticolo cristallino dei metalli del serbatoio. Si stanno studiando grandi depositi sotterranei, analoghi a quelli di metano, cfr. questo interessante articolo, ma molte problematiche permangono.
2. distribuzione. Benché si possono usare almeno una parte della rete attuale del metano restano problemi inerenti la pressione nella rete ed altre problematiche che nel complesso lo rendono complicato. Di solito si pensa che la rete di distribuzione andrebbe interamente rifatta, il che comporta un enorme costo.

Esiste una soluzione alternativa, meno efficiente ma con una sua ragionevolezza, una volta che, come sta succedendo, l’energia prodotta dal fotovoltaico e dall’eolico diventi così economica da poter accettare una perdita di efficienza nei vari passaggi.

E’ una soluzioni con le sue complessità e meno efficiente dell idrogeno. ma ha l’enorme, gigantesco, pregio di poter utilizzare infrastrutture esistenti, centrali esistenti e, in pratica tutta la filiera, immensa già realizzata per l’uso del metano.

Si tratta proprio di questo. Metano prodotto a partire da corrente elettrica. Il cosiddetto Power to gas.

E’ una soluzione poco nota ma già perfettamente realizzabile. Qui ne parliamo perchè, come abbiamo detto, non dobbiamo rinunciare a tratteggiare anche scenari originali o oco battuti, mediaticamente. Tanto più se sono scenari che garantirebbero uno spazio agli attori attuali delle non rinnovabili. uno spazio per la LORO riconversione.

Nelle pagine seguenti presentiamo, in breve questa possibilità, resa tale dal crollo presente ed ancora di più futuro, del costo del MWh solare ed eolico.

La reazione Sabatier.

Consente di produrre Metano a partire da CO2 ed idrogeno:

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O

La CO2 ce l’abbiamo in atmosfera, in abbondanza. L’idrogeno va prodotto per idrolisi dell’acqua.

La reazione Sabatier è debolmente esotermica ( rilascia energia) mentre l’idrolisi dell’acqua è endotermica, ASSORBE energia. Il bilancio delle due reazioni insieme resta endotermico. Del resto è intuitivo: se serve ad immagazzinare energia, sotto forma di metano, è evidente che DEVE assorbire energia.

 Il metano andrebbe poi consumato in celle a combustibili a metano, attualmente in fase sperimentale.

OVVIAMENTE il metano si può anche utilizzare, in attesa di passare dalla fase sperimentale a quella operativa, nelle centrali a ciclo combinato e nelle turbogas, con la solita, nota efficienza, che oscilla intorno ad un massimo del 50-60% 

Considerando le varie perdite nei vari passaggi, l’efficienza finale può oscillare intorno al 30-35%.

Su 100 unità di energia fotovoltaica ( ad esempio) prodotta, ne potremo stoccare circa 60 sotto forma di metano, per quanto ci riguarda nei grandi depositi sotterranei gestiti dalla Stogit, che sono abbastanza grandi per garantire la produzione di energia elettrica nei mesi invernali, in totale autosufficienza.

Quando questo metano verrà consumato in una centrale a gas a ciclo combinato, otterremo energia elettrica on demand, ovviamente solo per una parte dell’energia del metano stesso. Nel complesso circa il 30-35%. L’immenso vantaggio, naturalmente, è che questo metano può essere prodotto e stoccato per mesi o anni, prima di essere consumato, all’interno di strutture che già esistono, senza la necessità di crearne di nuove e costose. Distribuito con i metanodotti che già esistono, utilizzato come già utilizziamo quello di origine fossile. In poche parole, ci permette di utilizzare le enormi infrastrutture che esistono, dandoci il tempo di passare ad altro. Un tempo che, anche negli scenari più rosei, anche con un paese interamente dedicato alla conversione sostenibile ( vi sembra che stia succedendo?) non potrà essere breve e si misurerà in decenni.

Ricordiamoci che questo metano è carbon neutral: ovvero NON aumenta le emissioni di CO2 in atmosfera, dato che è prodotto a partire dalla CO2 di origine atmosferica. O, in fase sperimentale, per eliminare i costi della distillazione frazionata dell’aria, necessaria ad estrarre la CO2 dalla stessa, dalla CO2 emessa da impianti convenzionali attualmente esistenti, comunque contribuendo, alla fine del ciclo, ad abbattere le emissioni per MWh prodotto di questi impianti. Niente vieta di immaginare un ciclo chiuso per questi impianti, se fossero situati dove sia facile stoccare CO2, (così consentendo una loro gestione economica.

Il pregio di questa soluzione è evidente: abbiamo già tutta l’infrastruttura pronta, e potremmo pensare ad un passaggio graduale dove, via via, ci rendiamo autosufficienti ed indipendenti dagli approvvigionamenti di gas di provenienza estera ( la quasi totalità di quello che consumiamo). 

Non è possibile infatti concepire una transizione troppo rapida, date le penali imponenti spesso presenti come clausole negli attuali contratti di fornitura ( abbiamo ben visto con autostrade) ed è importante considerare l’enorme risparmio conseguente all’utilizzo delle infrastrutture, esistenti, che ci consentirebbe, insieme al biometano di disegnare un percorso credibile al 100% rinnovabile per il nostro paese.

Bisogna anche tenere conto che si stanno sviluppando, come scrivevo, anche celle a combustibile a metano, che potrebbero garantire efficienze molto più alte delle turbogas ed analoghe elasticità di funzionamento.

Ma tutto questo è possibile ? Si, a patto, naturalmente, che il costo del kWh prodotto dal sole sia sufficientemente basso da renderlo remunerativo, una volta tenuto conto del costo al metro cubo del metano.

Quanto costa un metro cubo di metano, all’origine?
Presto detto. In questo articolo recente, si vede che la Gazprom uno dei nostri principali fornitori, vende il gas a circa 16 euro al MWh termico, ovvero 160 euro per 1000 metri cubi. ovvero, tenendo conto dell’efficienza delle centrali, il costo della materia prima gas ai grandi compratori, come l’ENI è di circa 16 centesimi al Metro cubo, 25-35 euro al MWh elettrico, 2.5/3.5 centesimi al kWh di elettricità prodotta. E’ chiaro che questo costo in futuro aumenterà anche sensibilmente. 

Ma il solare può produrre energia a questi costi?

Si, può farlo e lo sta già facendo.

Alcuni grandi impianti nel deserto sono stati recentemente cantierati sulla base di contratti di fornitura che prevedono costi inferiori a 15 euro/MWh, 1.5 centesimi al kWh.

Il costo medio del kWh prodotto, cosiddetto LCOE ( Levelized COst Of Energy) dagli impianti solari di media grande dimensione ( intorno al MWp) è’ sceso, in molti paesi, di circa un 10% all’anno e continua a scendere. Attualmente siamo scesi sotto i 5 centesimi al KWh prodotto

Ma, come abbiamo visto, non basta produrre tanta energia. Bisogna accumularla per usarla quando serve. Anche mesi dopo.

Sarebbe possibile produrre metano a partire dall’energia fotovoltaica a costi uguali o inferiori rispetto a quello in arrivo dalla Russia?

( continua)