La prestigiosa rivista scientifica Nature promuove i cavi superconduttivi in MgB₂ ( diboruro di magnesio). Una soluzione considerata ottimale per trasmettere energia rinnovabile e idrogeno su lunghe distanze. Si tratta di un lavoro con cuore italiano ma di rilevanza internazionale per accelerare la diffusione delle rinnovabili e dell’idrogeno soprattutto per superare i limiti della produzione localizzata ma dell’uso su scala più ampia.
La ricerca italiana sulla superconduttività, cavo da 1 GW a dispersioni zero
Lo studio pubblicato su Nature Communications Sustainability indica i cavi superconduttivi in MgB₂ come soluzione ottimale per ottimizzare e rendere sicura la transizione energetica alle rinnovabili. Una soluzione anche italiana, infatti la tecnologia MgB₂ è prodotta da ASG Superconductors a Genova della famiglia Malacalza. E l’azienda coglie l’occasione per sottolineare che oltre la ricerca «iniziano i primi decisivi riscontri sia dal mondo scientifico che dal mercato».
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Si è già fuori dai laboratori: «Nell’ambito del Pnrr abbiamo lo sviluppo di un cavo da 1 GW a dispersioni zero con INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) mentre il Cern ha già utilizzato questa tecnologia per l’upgrade prestazionale dell’acceleratore nell’ambito del progetto HiLumi (uno degli acceleratori di particelle più avanzati al mondo). In questi ultimi due casi la tecnologia MgB₂ è stata utilizzata in una configurazione senza idrogeno liquido».
La ricerca di Nature, Superconducting hybrid energy transmission and storage system and its projected impact on a sustainable energy future, ha sottolineato che il sistema è in grado di trasmettere simultaneamente elettricità e idrogeno liquido su scala continentale. E soprattutto azzerare le perdite di rete e abilitare una quota del 100% di energia rinnovabile nella generazione elettrica. Non è uno scenario lontano come sottolineano gli autori della ricerca che vede insieme scienziati dell’ Università di Cambridge più Istituti cinesi. Oltre la promozione come «tecnologia più matura» si tratta di una soluzione «economicamente competitiva tra quelle oggi disponibili per applicazioni industriali su larga scala».
Rinnovabili intermittenti ma condivisibili a distanza
Non è semplice la transizione energetica con le attuali reti elettriche, uno degli argomenti più utilizzati dai No Watt per ridimenzionare il loro apporto. Le fonti rinnovabili sono intermittenti e geograficamente concentrate in aree spesso lontane dai centri di consumo. Il surplus di energia generato in certi momenti e in certe regioni non riesce a raggiungere le aree di rete di possibile utilizzo, e rischia di finire sprecato. Questo il concetto alla base delle opere in costruzione nel Sud Italia ricca di sole e vento per compensare la mancanza di rinnovabili in altre regioni.
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L’azienda è ottimista sull’applicazione concreta. «I cavi superconduttivi in MgB₂, raffreddati dall’idrogeno liquido che scorre all’interno della stessa pipeline, trasmettono elettricità a perdite quasi nulle su centinaia di chilometri. L’energia in eccesso viene contestualmente convertita in idrogeno liquido tramite elettrolisi, stoccata e trasportata attraverso la medesima infrastruttura».
Obiettivo: raddoppiare l’utilizzo delle rinnovabili
In Cina sono stati fatti dei test: «Le simulazioni, condotte su dati reali di generazione e consumo di tutte le province cinesi, mostrano risultati di rilievo: il sistema potrebbe raddoppiare la capacità di utilizzo delle rinnovabili e moltiplicare per 4,8 volte la produzione di idrogeno liquido rispetto alle soluzioni convenzionali, senza richiedere ulteriori investimenti infrastrutturali al crescere della capacità installata».
L’MgB₂- diboruro di magnesio è stato confrontato, sulla dimensione economica e industriale, con altre tecnologie superconduttive candidate. Si tratta di BSCCO (L’ossido di rame calcio stronzio bismuto) e YBCO (ossido di ittrio, bario e rame). «Lo studio è esplicito nell’indicare l’MgB₂ come la scelta ottimale. Il costo complessivo di un sistema basato su questo materiale, inclusi i sistemi di raffreddamento, risulta significativamente inferiore rispetto alle alternative, a parità di prestazioni elettriche».
V-ACCESS superconduttori e supercondensatori a bordo delle navi elettriche
Questo il verdetto dei ricercatori dello studio pubblicato su Nature. L’azienda invece sottolinea che «il materiale superconduttivo MgB₂, a differenza di BSCCO e YBCO, non contiene le cosiddette “Terre Rare” e la filiera di approvvigionamento del boro è di tipo europeo e, volendo, in futuro, potrebbe anche esser attivata una filiera esclusivamente italiana».
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xAlessandro:
questi che fabbricano il cavo sono Liguri, infatti usano il magnesio invece di costose terre rare, però ci possiamo fidare? qui non parliamo di focacce
Scherzi a parte, bella notizia, e se ho capito correttamente:
— MgB2 diventa superconduttore a temperature inferiori a 38 Kelvin; è una soglia relativamente alta (anche se sono -235 ° Celsius sotto zero);
— significa che può essere impiegato come superconduttore a temperature di esercizio dell’ordine di 20-25 kelvin a campi magnetici di circa 1 Tesla
— questo permette di raffreddarlo con idrogeno liquido ( punto di ebollizione a 20 Kelvin) invece che con il più costoso elio
..il cavo ha delle cavità percorse da idrogeno liquido; una piccola frazione dell’idrogeno liquido evapora tenendo raffreddato il cavo; questo unisce il vantaggio di avere un cavo elettrico superconduttore, e anche una tubazione per trasportare idrogeno liquido; i vapori di idrogeno sono recuperati in sfiati in stazioni di servizio lungo il percorso del cavo e non dispersi in atmosfera, ma ritrasformati in idrogeno liquido con qualche macchinario frigorifero/criogenico..
un aspetto che fa gola è il poter installare il cavo interrato in piccoli spazi, seguendo per esempio i tracciati dei binari delle ferrovie, o persino sotto alle aree urbane.. i costi sono elevati ma ipotizzano convenienti in certi scenari di utilizzo e ammortizzabili in circa 30 anni di utilizzo