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Come società, negli ultimi decenni abbiamo fatto passi da gigante per quanto riguarda le energie rinnovabili. I paesi di tutto il mondo fanno sempre più affidamento sull'energia eolica, solare e delle onde per alimentare la vita della loro popolazione. Tuttavia, un problema chiave persiste: come possiamo generare una fornitura costante di energia tutto l'anno? E se la soluzione fosse la batteria di sabbia? Scorri la galleria per saperne di più!
Rispetto alle energie rinnovabili, negli ultimi due decenni abbiamo fatto progressi significativi.
Ci sono molti paesi che hanno energie rinnovabili che contribuiscono a più del 20% della loro fornitura totale di energia e nel mondo ci sono 10 milioni di posti di lavoro associati alle industrie delle energie rinnovabili.
Nonostante questi progressi, permangono ancora una serie di questioni aperte. Una delle maggiori sfide è come possiamo ottenere una fornitura costante di energia da fonti rinnovabili tutto l'anno.
Con la fornitura di energia eolica e solare fortemente dipendente dal cambiamento delle stagioni e dalle condizioni meteorologiche variabili, questo è un argomento che sta mettendo a dura prova gli esperti.
Ci sono quattro giovani ingegneri in Finlandia, tuttavia, che credono di aver trovato la soluzione, introducendo la prima batteria a sabbia su scala commerciale al mondo.
All'interno della centrale elettrica di Vatajankoski (a circa tre ore di auto a nord-ovest di Helsinki) si trova un container d'acciaio di 7 metri. Quel contenitore racchiude 100 tonnellate di sabbia, due tubi di riscaldamento e un ventilatore.
La sabbia diventa una batteria quando viene riscaldata a 600°C, utilizzando l'elettricità generata da turbine eoliche e pannelli solari in Finlandia.
La batteria immagazzina circa 8 MWh di energia termica quando è completamente carica ed è circondata da uno spesso isolamento, che mantiene la sabbia calda anche quando fuori fa gelo.
Quando la richiesta di calore aumenta, la batteria scarica circa 200 kW di potenza attraverso i suoi tubi di scambio termico.
Questo è sufficiente per riscaldare e fornire acqua calda per circa 100 case e una piscina pubblica, integrando l'energia dalla rete.
La batteria viene quindi caricata durante la notte quando il costo dell'elettricità è inferiore.
Gli ingegneri che hanno inventato questa soluzione ne sono molto entusiasti, e giustamente. Il sistema richiede una manutenzione molto ridotta: utilizza sabbia economica e di bassa qualità che è stata rifiutata dai costruttori.
Ciò significa che non contribuisce alla carenza globale di sabbia fluviale di alta qualità, che viene utilizzata in grandi quantità per l'edilizia.
Non c'è usura né con la sabbia né con i tubi di scambio termico. L'unica parte mobile è la ventola e, secondo gli sviluppatori, è facile da sostituire se necessario.
La sabbia è molto efficace nel trattenere il calore per un lungo periodo di tempo e può immagazzinare energia per mesi e mesi.
Ha anche una durata molto lunga, nel senso che può riscaldarsi e raffreddarsi un numero qualsiasi di volte. Col tempo diventerà più denso, a quel punto verrà aggiunta più sabbia.
In termini di confronto con le batterie agli ioni di litio (come l'alternativa più comunemente utilizzata), la batteria a sabbia presenta una serie di vantaggi.
In primo luogo, non dobbiamo preoccuparci che una batteria a sabbia si degradi come le batterie agli ioni di litio.
Non vi è alcuna reazione chimica che si verifica nella batteria di sabbia, quindi non subisce lo stesso problematico processo di invecchiamento.
Le batterie a sabbia sono anche più adatte per applicazioni di stoccaggio su larga scala: questo è complicato con le batterie agli ioni di litio perché sono intrinsecamente infiammabili.
Poi c'è l'impatto ambientale da considerare: il litio è molto peggio della sabbia in termini di emissioni di CO2.
Per ogni tonnellata di litio raffinato prodotta, viene emessa l'equivalente tra tre e nove tonnellate di CO2, a seconda di come viene prodotta.
Tuttavia, la soluzione della batteria a sabbia non è priva di sfide. In effetti, il team deve capire se è possibile ridimensionare la propria tecnologia abbastanza da fare davvero la differenza.
Devono anche considerare come utilizzeranno la batteria per generare quantità significative di elettricità oltre al calore.
Per aumentare la potenza della batteria per la generazione di elettricità, dovranno aggiungere una turbina per riconvertire il calore nella rete.
Secondo l'ingegnere e membro del team Tommi Eronen, nei prossimi due anni avranno un sistema funzionante per farlo.
Attualmente la batteria a sabbia è una soluzione esclusivamente nordica per l'accumulo di energia rinnovabile. In teoria, però, potrebbe avere applicazioni in tutto il mondo.
Secondo Eronen, l'obiettivo è quello di diventare "un'azienda veramente globale, che costruisce batterie a sabbia in tutto il mondo" entro il 2023.
Fonti: (BBC)
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