Il sistema di gas ottenuto dall’elettricità (P2G) permette lo stoccaggio massivo dell’energia rinnovabile
Nel corso degli ultimi decenni, l’Europa ha introdotto standard ambientali tra i più elevati al mondo e politiche climatiche ambiziose per modellare un futuro sostenibile. La lotta ai cambiamenti climatici e la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra attraverso sistemi di energia rinnovabile sono in prima linea. Attualmente, si stima che la capacità di produzione delle rinnovabili sia di circa il 20 %, ma secondo l’Agenzia internazionale dell’energia dovrebbe aumentare del 50 % tra il 2019 e il 2024. Alcuni paesi possiedono già piani per compiere una transizione delle risorse di fornitura di energia elettrica verso il 100 % delle rinnovabili entro il 2050. Questi scenari di energia rinnovabile apportano numerosi benefici, ma affrontano anche sfide significative. L’energia eolica e solare sono fortemente intermittenti: la loro produzione di energia elettrica non può essere utilizzata in qualsiasi momento per rispondere alle richieste fluttuanti di elettricità della società. «Lo stoccaggio dell’energia svolge un ruolo importante nell’equilibrio tra domanda e offerta e contribuisce a creare un sistema a rete più flessibile e affidabile separando la produzione dall’uso energetico. Sul lungo termine, la capacità installata accumulata può raggiungere valori di terawatt/ora e ciò richiede certamente lo sviluppo di nuove soluzioni di stoccaggio dell’energia», osserva Fabio Sarnataro, coordinatore del progetto ProGeo, finanziato dall’UE.
Il gas ottenuto dall’elettricità: un ingrediente critico nella transizione energetica
Sebbene sia ancora agli inizi, la tecnologia P2G è una delle poche opzioni valide per soluzioni di stoccaggio dell’energia su larga scala. La conversione dell’energia rinnovabile in eccesso in metano consente di stoccare ampi volumi di energia sul lungo termine nelle infrastrutture di gas esistenti. I ricercatori che lavorano al progetto ProGeo sono riusciti a sviluppare con successo un’unità modulare di 500 kW di gas ottenuto dall’elettricità. Il sistema può immagazzinare l’energia elettrica convertendo idrogeno «pulito» (ottenuto attraverso l’elettrolisi dell’acqua) e CO2 in metano con grande flessibilità. «La soluzione ProGeo rappresenta essenzialmente un processo in cui l’energia elettrica in eccesso o poco redditizia è utilizzata per alimentare un elettrolizzatore, per poi essere immagazzinata sotto forma di metano per essere utilizzata successivamente in base alla domanda del mercato», spiega Sarnataro. Il metano è un vettore energetico flessibile che, una volta purificato, può essere utilizzato in molti modi. «La conversione di energia rinnovabile in gas consente di immagazzinare l’energia solare ed eolica nella rete del gas per diversi mesi. Inoltre, il metano fornisce un combustibile a zero emissioni di carbonio per il riscaldamento e il trasporto», aggiunge Sarnataro. I risultati delle attività di dimostrazione hanno mostrato che il sistema di nuova concezione può produrre 25 Nm3 di gas per ora, ottenendo il 99 % di metano puro dalla CO2.
La potenziale distribuzione del sistema di gas ottenuto dall’elettricità
La soluzione ProGeo può rappresentare un grande vantaggio per i piccoli impianti di energia termoelettrica e di cogenerazione. Il sistema P2G può essere utilizzato per immagazzinare l’energia sotto forma di metano e, quando necessario, essere convertito in elettricità o calore. «I proprietari di impianti termoelettrici avranno la possibilità di scegliere se commercializzare o immagazzinare l’energia prodotta, evitando di vendere elettricità a basso costo durante le ore di scarsa richiesta», spiega Torrisi. Per di più, il sistema ProGeo può aumentare la sostenibilità del processo di conversione del gas ottenuto dall’elettricità. L’integrazione del sistema P2G con un impianto di biogas non solo assicurerà un ciclo del carbonio chiuso, ma può inoltre rivelarsi particolarmente efficiente: la conversione di CO2 contenuta in un flusso di biogas può quasi raddoppiare la quantità di metano prodotto. La soluzione ProGeo è una delle alternative più efficienti e competitive in termini di costi per un’economia a basse emissioni di carbonio, che contribuisce al mantenimento dell’equilibrio della rete elettrica.
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