Soluzioni svizzere per lo stoccaggio dell'energia di domani
La sfida globale non è soltanto produrre più energia da fonti rinnovabili, ma anche poterla immagazzinare. Con i suoi impianti idroelettrici nelle Alpi e progetti innovativi, la Svizzera contribuisce alla ricerca di soluzioni per uno stoccaggio efficace e duraturo dell'elettricità.
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Circa il 30% dell'elettricità prodotta oggi nel mondo proviene da sole, vento, acqua e da altre fonti sostenibili. Negli anni 2000, la quota era attorno al 20%. L'Agenzia internazionale dell'energia prevede che nel 2050 quasi il 90% della corrente sarà generato da fonti verdi.
La Svizzera già produce la maggior parte dell'elettricità che consuma con energie rinnovabili (75%), soprattutto tramite le centrali idroelettriche. Da qualche anno si osserva una forte crescita del fotovoltaico, e in misura minore dell'eolico. I pannelli fotovoltaici spuntano ovunque nel Paese, anche nei luoghi più impensabili. C'è anche chi propone di produrre energia solare lungo le autostrade.
Sole e vento forniscono però elettricità in modo discontinuo. La produzione può superare la richiesta, soprattutto in estate. Una delle sfide principali della transizione energetica è di sviluppare sistemi di accumulo capaci di immagazzinare l'energia in eccesso e di restituirla nei momenti di bisogno.
Gli impianti di pompaggio e turbinaggio rappresentano la soluzione più efficace e tra le più economiche. Questi consentono di pompare l'acqua a monte quando vi è una sovrapproduzione di energia, e di farla scorrere di nuovo a valle per la produzione di corrente quando c'è penuria.
In Svizzera ci sono un centinaio di bacini di accumulazione per la produzione idroelettrica e una quindicina dispongono di un sistema di pompaggio. Rispetto ad altri Paesi alpini quali Austria, Germania e Italia, le centrali elvetiche dispongono di bacini di ritenzione dell'acqua generalmente più grandi e sono quindi in grado di operare su periodi più lunghi, nota l'Associazione delle aziende elettriche svizzere.
Una nuova centrale di pompaggio e turbinaggio, tra le più potenti d'Europa, è appena entrata in funzione in Vallese. Potrà contribuire a compensare le fluttuazioni dell'energia solare ed eolica nel continente.
Con la scomparsa dei ghiacciai alpini, la Svizzera avrà l'opportunità di realizzare nuove dighe e laghi artificiali in montagna. Questo accrescerà la capacità di stoccaggio di energia nelle Alpi, rafforzando il ruolo della Svizzera in quanto batteria elettrica dell'Europa.
La start-up svizzera Energy Vault segue lo stesso principio degli impianti di pompaggio e turbinaggio. Ma invece dell'acqua utilizza dei blocchi di calcestruzzo. Quando c'è una sovrapproduzione di elettricità verde, questi "mattoni" vengono issati l'uno sull'altro fino a formare una torre di 120 metri. Vengono poi lasciati "cadere" sfruttando la forza di gravità per generare corrente. Il prototipo costruito in Ticino e descritto di seguito ha già suscitato interesse all'estero.
Il surplus elettrico può anche essere convertito in fonti di energia liquida o gassosa. Le tecnologie denominate "power-to-x" consentono di utilizzare, ad esempio, l'elettricità di una centrale solare o di un parco eolico per produrre idrogeno e successivamente metano. Questi due elementi possono essere conservati a lungo e usati come carburanti.
La Svizzera vuole aprire la strada a una mobilità senza emissioni, sostituendo i carburanti fossili con l'idrogeno verde. Nel 2020 è diventata operativa la prima flotta al mondo di autocarri commerciali a idrogeno.
In futuro saranno anche necessari sistemi efficaci ed economici per gestire piccoli quantitativi di energia, in modo rapido e col minore impatto ambientale possibile. La Svizzera partecipa all'iniziativa di ricerca europea Battery 2030+, che ha l'obiettivo di migliorare la longevità e la densità energetica delle normali batterie a ioni di litio, così da utilizzare meno metalli rari.
Corsin Battaglia, esperto del Laboratorio federale per la scienza e la tecnologia dei materiali (Empa), illustra il ruolo della Svizzera: "Che si tratti di materiali, integrazione delle celle, elettronica, sistemi di gestione delle batterie, riciclo e immagazzinamento mobile o stazionario, ci sono molte aziende in Svizzera attive nel settore o addirittura leader globali".
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