I sistemi, che possono immagazzinare energia pulita sotto forma di calore, sono stati scelti dai lettori come 11° Tecnologia Emergente del 2024.
Abbiamo bisogno di calore per produrre qualsiasi cosa, dalle barre d’acciaio alle bustine di ketchup. Oggi, ben il 20% del fabbisogno energetico globale è destinato alla produzione di calore per l’industria, e la maggior parte di questo calore è generato dalla combustione di combustibili fossili. Nel tentativo di ripulire l’industria, un numero crescente di aziende sta lavorando per fornire questo calore con una tecnologia chiamata batterie termiche.
È un’idea così entusiasmante che i lettori di MIT Technology Review hanno ufficialmente selezionato le batterie termiche come aggiunta a scelta nell’elenco delle 10 Tecnologie Emergenti del 2024. Ecco quindi un’analisi più approfondita del motivo di tanto entusiasmo.
Immagazzinare energia sotto forma di calore non è un’idea nuova: da quasi 200 anni i produttori di acciaio catturano il calore di scarto e lo usano per ridurre la domanda di carburante. Ma l’evoluzione della rete elettrica e i progressi tecnologici hanno fatto crescere l’interesse per questo settore. “Si tratta di un settore molto caldo”, afferma Jeffrey Rissman, direttore senior del settore presso Energy Innovation, una società di ricerca e politica energetica e climatica.
Le fonti di energia rinnovabili, come l’eolico e il solare, hanno visto i prezzi diminuire drasticamente nell’ultimo decennio. Tuttavia, queste fonti di energia sono inconsistenti, soggette a variazioni giornaliere e stagionali. Per questo motivo, con l’aumento dell’energia rinnovabile a basso costo, si è assistito a una spinta parallela per trovare il modo di immagazzinarla per le applicazioni che richiedono una fonte di energia costante.
L’accumulo di energia termica potrebbe collegare l’elettricità rinnovabile, economica ma intermittente, con i processi industriali che richiedono calore. Questi sistemi possono trasformare l’elettricità in calore e poi, come le tipiche batterie, immagazzinare l’energia e distribuirla quando necessario.
Rondo Energy è una delle aziende che stanno lavorando per produrre e distribuire batterie termiche. Il sistema di accumulo di calore dell’azienda si basa su un riscaldatore a resistenza, che trasforma l’elettricità in calore utilizzando lo stesso metodo di un riscaldatore per ambienti o di un tostapane, ma su scala più ampia e raggiungendo una temperatura molto più elevata. Il calore viene poi utilizzato per riscaldare pile di mattoni accuratamente progettati e disposti, che immagazzinano il calore per un uso successivo. L’aria soffiata sopra i mattoni caldi può essere utilizzata per generare vapore o per riscaldare direttamente le apparecchiature.
Utilizzando materiali comuni e progettando attrezzature che possono funzionare con gli impianti esistenti, Rondo sta lavorando per dimostrare che la sua tecnologia può integrarsi in un settore in cui i costi sono fondamentali. “Stiamo dimostrando che è conveniente in questo momento”, afferma John O’Donnell, amministratore delegato dell’azienda.
Da marzo 2023 Rondo ha avviato il suo primo pilota commerciale in un impianto di etanolo in California. L’azienda si sta anche espandendo, producendo apparecchiature in uno stabilimento in Thailandia che ha già annunciato di voler ampliare.
Un progetto annunciato di recente con l’azienda di bevande Diageo vedrà le batterie termiche di Rondo installate in una distilleria di whisky del Kentucky, dove viene prodotto il bourbon Bulleit, e in uno degli altri stabilimenti di Diageo. A marzo, il progetto ha ricevuto una spinta dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, che lo ha selezionato per ricevere un finanziamento di 75 milioni di dollari come parte di una più ampia spinta per ripulire le emissioni industriali.
Rondo è ben lungi dall’essere l’unico concorrente nel settore delle batterie termiche, che ora comprende aziende che utilizzano qualsiasi cosa, dal sale fuso e dal metallo alle rocce frantumate, per immagazzinare il calore.
Electrified Thermal Solutions sta costruendo batterie termiche che utilizzano mattoni termicamente conduttivi sia come elemento riscaldante che come mezzo di accumulo. Il passaggio di una corrente elettrica attraverso i mattoni genera calore, senza bisogno di alcun componente separato. Antora Energy utilizza i suoi blocchi a base di carbonio per generare e immagazzinare calore. L’azienda punta anche a trasformare il calore in elettricità utilizzando la tecnologia termofotovoltaica.
Mentre molte aziende vogliono installare le loro soluzioni di accumulo in impianti industriali, fornendo calore, elettricità o entrambi, alcune puntano a offrire l’accumulo di energia in rete alle utility. Malta,che è stata scorporata da X (ex Google X) nel 2018, sta costruendo una tecnologia in grado di assorbire l’elettricità, immagazzinare l’energia sotto forma di calore in un sistema di sale fuso e quindi rigenerare l’elettricità per l’uso sulla rete.
Brenmiller Energy è uno degli operatori più esperti nel settore dell’accumulo di energia termica. L’azienda, fondata nel 2011, produce sistemi modulari che utilizzano rocce frantumate per accumulare calore. La sua tecnologia è attualmente in funzione in diverse strutture, tra cui un produttore di bevande e un ospedale.
Per incidere sulle emissioni industriali, le aziende che costruiscono sistemi di accumulo di energia termica devono scalare rapidamente. Dovranno anche convincere i clienti a sottoscrivere un nuovo metodo di generazione del calore, un compito potenzialmente difficile in settori che possono essere conservatori, afferma Doron Brenmiller, chief business officer dell’azienda. Con una domanda di calore industriale che si prevede in continua crescita nel corso del decennio è urgente trovare soluzioni più pulite. Le batterie termiche potrebbero essere una strategia chiave per mantenere in funzione le fabbriche mentre si intensificano gli sforzi per ridurre le emissioni.
