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Energy Dome Storage: il lato B (buono) della CO2

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L’idea meravigliosa di Energy Dome? Sfruttare il lato buono della CO2 _  il gas serra per eccellenza, quello che dovremo bandire da ogni aspetto della nostra vita _  per chiudere il cerchio della transizione energetica: l’accumulo e il dispacciamento delle energie rinnovabili. Proprio grazie alla tecnologia di stoccaggio messa a punto da Energy Dome (qui il sito) potrebbe essere la Sardegna la prima grande regione d’Europa totalmente decarbonizzata.  

CO2 liquefatta, un serbatoio di energia

Ne parliamo con Claudio Spadacini nella video intervista di copertina. E’ il fondatore e CEO della start up italiana che in soli due anni e tre mesi ha concepito e realizzato il più promettente impianto di stoccaggio di energia mai visto al mondo,  l’anello mancante di un sistema energetico basato esclusivamente sulle fonti rinnovabili, solari ed eoliche. Energy Dome, insomma, potrebbe rappresentare una rivoluzione paragonabile a quella delle batterie al litio per l’autotrazione alla spina.

Si chiude il cerchio della decarbonizzazione

energy dome
Claudio Spadacini

Spadacini, laurea in ingegneria al Politecnico, è arrivato a Energy Dome dopo 25 anni di lavoro nel campo dell’energia. Prima nella gassificazione di rifiuti solidi, poi, fondando Exergy, nel geotermico e nei sistemi di recupero energetico.

«La transizione  _ spiega però  _ non può prescindere da fotovoltaico ed eolico, le uniche due fonti green con grandi potenzialità di crescita e già competitive con le fonti fossili. Quel che manca per saturare il fabbisogno energetico globale è un sistema di stoccaggio a lungo termine che risolva il problema dell’intermittenza e della non programmabilità. Deve garantire grande capacità, efficienza, economicità». 

Spadacini è convinto che quel sistema sia la sua batteria ad anidride carbonica (CO2 appunto) compressa e liquefatta a temperatura ambiente. Un’ idea «maturata grazie alle competenze sulla gestione energetica dei gas».

E’ l’uovo di Colombo, ma ci vuole il gas giusto

«Già vent’anni fa si era ipotizzato di sfruttare l’aria compressa come riserva di energia. Anche a oltre 150 atmosfere, però, i volumi in gioco sono enormi. Liquefatta, invece, anche l’aria avrebbe volumi accettabili, ma per portarla allo stato liquido serve una temperatura costante di -180 gradi centigradi; con consumi energetici e costi d’impianto proibitivi. La CO2 ha le stesse performances, cioè può essere liquefatta e ridotta ai medesimi volumi, ma a temperatura ambiente e in contenitori di banale acciaio al carbonio».

E’ l’uovo di Colombo. Il primo Energy Dome dimostrativo è già in funzione a Ottana (Nuoro).   Ha una capacità di 2,5 MW (4MWh) ed è stato costruito in un’area
industriale.  Con l’energia prodotta in eccesso in pieno giorno,  comprime  l’anidride carbonica prelevata da un grande serbatoio a forma di Dome e, una volta liquefatta, la stocca in piccoli contenitori a pressione in acciaio al carbonio.

energy dome
In primo piano i contenitori in acciaio della CO2 liquefatta; in secondo piano, il dome di contenimento della CO2 allo stato gassoso

Il processo inverso, per esempio di notte, rilascia una quantità di energia quasi identica: la CO2 riscaldata si rigassifica e si espande generando un flusso che alimenta le turbine, in un circuito chiuso che la riporta nel Dome.

Perchè la Sardegna? «E’ mal rifornita di gas e infatti è l’unica regione ancora alimentata da due centrali a carbone, per di più in dismissione. Ma ha sole e vento come nessun’altro in Europa. Il mio sogno sarebbe risolvere proprio qui il problema dello stoccaggio per farne il primo caso europeo di isola a emissioni zero. Sarebbe un orgoglio nazionale».

Economico, globale e modulare

Il “liquid energy storage” sviluppato da Spadacini è «economico, modulare, replicabile ovunque nel mondo». Per il modulo standard che Energy Dome fornirà in veste di OEM (25 MW di capacità, 200 MWh di dispacciamento) il costo di stoccaggio sarà di 50-60 dollari per MWh rispetto a 132-245 dollari delle grandi batterie al litio. Avrà una vita utile di 30 anni contro i 10 di un grande accumulatore al litio. «Non ha alcun componente che non sia riproducibile e già prodotto in tutte le parti del mondo, con materiali di uso comune,  inesauribili e non soggetti ai rischi di tensioni geopolitiche». Il modulo standard potrà essere installato in 20-30  esemplari, fino a formare una “storage farm” sul modello dei grandi parchi eolici del Nord Europa.

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 Energy Dome, sognando la California

Dove sorgerà il primo? Quasi sicuramente in Sardegna anch’esso. Energy Dome, infatti, ha appena ricevuto l’autorizzazione per costruire un impianto di accumulo da 20 MW/200 MWh in collaborazione con A2A. Ma sta sviluppando anche una pipeline di progetti in Europa e nel resto del mondo. L’accoglienza più calorosa, però, l’ha avuta negli Stati Uniti, in California, dove Spadacini ha concluso un road show di due settimane. Partecipando poi a un bando di gara fra aziende innovative indetto dal principale operatore elettrico di Los Angeles, su ordine dell’autorità di regolazione dello Stato.

«La mia frustrazione è che di inziative del genere non se ne vedano in Italia, nonostante i miliardi stanziati dal PNRR e gli obiettivi ambiziosi di decarbonizzazione del PNIEC» si rammarica Spadacini. «Non sto chiedendo sovvenzioni, ma bandi sul modello californiano, con tariffe di ritiro certe per un periodo definito. Sarebbe uno straordinario contributo per accelerare lo sviluppo di un ecosistema energetico sostenibile e innovativo». 

Fortunatamente, conclude Spadacini, «stiamo riscontrando un grande interesse da parte di fondi internazionali di venture capital e investitori istituzionali americani intenzionati ad aderire alla campagna di funding appena lanciata». A questa, del valore di 11 milioni di euro, potrebbe seguire la quotazione in Borsa «ma solo in una fase due, quella della commercalizzazione su scala globale». Frattanto le nuove risorse finanziarie andranno a coprire gli investimenti nell’industrializzazione del modulo base e nelle prime installazioni commerciali.

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32 COMMENTI

  1. Un bel progetto, mi chiedo se sia possibile migliorare la sua capacità di scarica, e come funzioni la sua curva in scarica. Credo che puramente a livello di ingombro sia ancora immaturo (se la foto si riferisce all’impianto di Nuoro), però certamente sono queste le tipologie di accumulo su cui investire per avere subito, immediatamente, una produzione pulita

    • Pienamente d’accordo con te. Ma ti dò un dato. Vaielettrico, 4 agosto ore 9:12: seconda notizia più letta la Jaguar che va a fuoco. Energy Dome, ottava. In mezzo, quinta, c’è anche la Tesla con piscina. E siamo su un sito specializzato…

    • Prina du guydicare vorrei conoscere qualche numero un pò più preciso perchè dire “rilascia una quantità di energia quasi identica” può voler dire tutto o nulla perchè dipende da quabto cale quel QUASI….
      Ed ho imparato per esperienza che quabdo non si danno numeri precisi ma si indica con QUASI o MEGLIO DI vuol dire che in realtà il numero in questione non è poi così esaltante altrimenti si fa meno fatica a dichiarare direttamente il valore numerico dell’efficienza totale del trattamento in essere….
      Quibdi non dico che non possa essere una buona soluzione dato che non ci sono dati certi su cui affermarlo ma esattamente per lo stesso motivo andrei cauto ad esaltarsi definendolo l’uovo di Colombo…

      • Ci sono i dati del costo di stoccaggio a MWh, che sono meno della metà di quelli di una batteria al litio.

  2. Idea semplice e geniale allo stesso tempo, peccato che alla nostra politica non freghi nulla della transazione, e metta sempre i bastoni tra le ruote 🤦

  3. Davvero motivo di orgoglio per i progressi fatti e la genialità nell’utilizzare materiali ed opere assolutamente innocui per il territorio in cui vengono installati. Manca il progresso indispensabile per veicoli elettrici che, ad oggi, sono allo stato primordiale. In seguito potremo vivere davvero in un mondo migliore. Peccato che ad oggi non si vedono miglioramenti di rilievo, solo piccoli passi, manca l’idea geniale… che spero possa palesarsi al più presto

    • veicoli elettrici primordiali ?
      lo dice lei
      forse perchè nn coprono le SUE esigenze ..

      per la maggior parte delle persone ,
      la media di km giornalieri è inferiore ai 50 km
      per molti , con le ev uscite da due anni , basta e avanza una ricarica a settimana

      con un po di infratrutture , EV è pronto per la massa

      my 2 cent svalutati

      • Caro signore, le sfugge che fra pochi anni l’auto elettrica deve essere per tutti ma proprio tutti, compresi coloro che abitano in città e compresi coloro che macinano fior di chilometri ogni giorno e di sicuro non bastano auto che percorrono 400 km con una ricarica. Ma ripeto, io sono sicuro che la soluzione verrà trovata, auto come quelle oggi in commercio sono improponibili per molta gente e bisogna guardare anche le esigenze di costoro non solo le proprie. Aggiungo che il mio non è affatto un tono polemico Ma è solo una constatazione guardandomi attorno

        • Vabbé, i pochi anni in realtà sono quasi 12…….se ci spaventiamo per cosa si dovrà fare nel 2035 c’è da preoccuparsi. Io spero che AstroSamantha o altri possano sbarcare su Marte o che mia figlia prenda il Nobel per aver sconfitto il cancro, non che l’auto elettrica sia un problema…..

        • siete l’eccezzione non la norma …
          usando dati vecchi (2016) l’italiano medio percorre 11.200 fonte QR
          alias 31 km al giorno

          fanno :
          155 km per una settimana lavorativa di 5 giorni
          186 per una settimana lavorativa di 6 giorni

          le auto che fanno queste percorrenze, con ampio margine, oramai ci sono ..
          mancano solo le infrastrutture , per rendere più comoda la ricarica e quindi la vita di chi non ha un box con la possibilità di ricaricare a casa

          servono colonnine di ricarica presso :
          le grandi aziende
          tutti i supermercati,ipermercati,centri commerciali
          cinema
          fast food

          insomma ovunque ci sia un c. di piazzale con un parcheggio
          e già che ci siamo sarebbe il caso di coprirli con pensiline fotovoltaiche questi parcheggi
          PER LEGGE

          ripeto , lei non è la norma è l’eccezzione
          è in minoranza
          si rassegni , anzi no
          sono sicuro che molto prima del 2035 ci sarà una EV in grado di soddifare una minoranza come la sua

          l’auto elettriva è pronta per la massa, le infrastrutture e la politica energetica , molto meno ..

          i miei due centesimi svalutati

  4. Al di là delle giustissime considerazioni, che condivido totalmente, questo discorso si può fare anche in pianura e in posti dove non c’è tanta acqua

  5. Una struttura che dura parecchio, utilizza tecnologie collaudatissime, già funziona oggi, relativamente economica, non presenta particolari pericoli, non richiede materiali esotici, non richiede spazi enormi, è scalabile verso l’alto. Cosa si può chiedere di più?

    Sarebbe bellissimo se si potesse adattare agli impianti fotovoltaici/minieolico di taglia domestica ma temo proprio che non sia possibile.

  6. avevo già letto di questo sistema e già lo avevo citato in un mio commento quale forma di accumulo per gli esuberi di energia e la domanda è se è proprio necessario rivolgersi ancora al metano spendendoci dei soldi in infrastrutture o piuttosto lavorare sulle rinnovabili per creare le condizioni utili per avere dell’esubero. Esistono migliaia di metri quadri di parcheggi e tetti inutilizzati. Un popolo che crede a delle sfide che porterebbe in una decina di anni (?) all’autonomia energetica creerebbe un quadro normatile utile per il raggiungimento dell’obiettivo, fino all’esproprio di utilizzo di superfice per i possessori di superfici coperte non intenzionati a procedere in proprio. Questo nelle agende dei vari partiti non esiste.

  7. E’ un po’ che leggo di loro. Sono una bella realtà. Molto spesso sono usciti articoli fuorvianti su come funziona il sistema. Qui, a parte qualche errore di battitura ( un giro di correttore forse l’avrebbe preso ) finamente se ne parla in modo concreto e preciso! 🙂

    Da sottolineare la parte in cui si evidenzia che i componenti coinvolti sono comuni e recuperabili in tutto il mondo. E’ un punto davvero chiave!

    Considerato che prendono finanziamenti quelle alternative “esotiche” tipo lo stoccaggio gravitazionale (conversione in energia potenziale) i ragazzi di Energy Dome sembrano molto più meritevoli. Soprattutto perchè hanno un prototipo realmente funzionante.

    • Buongiorno, nel secondo video embedded nel corpo dell’articolo (alla sezione “E’ l’uovo di Colombo, ma ci vuole il gas giusto”) può trovare una chiarissima infografica animata delle fasi di charge e discharge.

    • Le consiglio di dedicare 40 minuti alla visione della video intervista di copertina e all’animazione contenuta nell’articolo.

    • Il principio di per sè è semplicissimo. La compressione di un gas richiede energia, al contrario quando un gas si espande cede energia.
      L’esempio banalissmo è quello del classico palloncino colorato tanto caro ai bambini. Quando lo gonfiamo, anche con la bocca, per inserirvi l’aria dobbiamo fare un lavoro. Se però questa aria in pressione non la “chiudiamo” con un nodo, questa uscirà dal buco con una certa forza in virtù della pressione interna al palloncino.

      Torniamo al nostro impianto di CO2 e pensiamo ad esso come ad un gigantesco “palloncino”, di acciaio da una parte e di gomma dall’altra.

      Quando i panneli solari ad esso collegato stanno lavorando a pieno ritmo, usando parte dell’energia elettrica che producono noi potremo “gonifare il palloncino” pompando anidride carbonica (che addirittura per soprammercato andremo a liquefare) dal palloncino in gomma all’interno dei serbatoi di acciaio. Fatto questo, avremo accumulato “energia potenziale” sottoforma di gas liquefatto in pressione, pronto per essere “rilasciato” al momento opportuno.

      Durante la notte, qundo il sole non c’è e i pannelli solari ovviamente non producono nulla, questo “palloncino” di gas liquefatto e presurizzato verrà aperto, facendo confluire il gas in pressione attraverso una “banalissima” turbina a cui è collegato un generatore di corrente.
      A quel punto la CO2 verrà raccolta in forma gassosa e a pressione più o meno ambiente (1 bar? 2 bar? questo non lo so) nel un ben più grande “palloncione” di gomma o materiale assimilabile (il famoso “dome”) in attesa del giorno successivo e quindi del momento adatto per ricominciare il ciclo.

      Spero di essere stato chiaro

      • Che poi è lo stesso principio di base delle dighe idroelettriche alimentate da un bacino sottostante. Con gli eccessi di produzione si riempie il bacino superiore, quando serve si apre la diga e si alimenta la turbina a valle, scaricando l’acqua nel bacino inferiore. E si ripete.
        Il vantaggio qui è indubbiamente la bassissima invasività del progetto, basta un terreno libero, invece di massicce opere edizie. Sarebbe interessante in ogni caso un paragone di densità energetica tra questo progetto e le dighe idroelettriche.

      • Bisogna disporre di CO2 purissima e senza umidità altrimenti durante l’espansione si forma condensa e ghiaccio, il motivo per cui il motore ad aria compressa di Guy Negre (quello poi comprato dalla Tata e mai prodotto in serie) non ha funzionato. Necessita inoltre di un grande accumulo di acqua (anche non potabile) come scambiatore di calore. Ottimo in estate, credo avrà qualche difficoltà in inverno senza un pozzo geotermico. Sarei curioso di avere i dati del rendimento globale dell’accumulo da compressore a turbina (sicuramente non andiamo oltre il 40-60%, forse anche meno, visto le temperature in gioco). Ma se l’energia di partenza è gratuita ci può stare.

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