Rondo Energy ha messo in funzione in California quella che viene definita “la più grande batteria termica industriale al mondo“. Un sistema da 100 MWh, alimentato dal sole, con una capacità termica equivalente al fabbisogno di riscaldamento di 10.000 abitazioni.
L’intero complesso è alimentato da un impianto fotovoltaico dedicato da 20 MW e fornisce calore e vapore ad alta pressione 24 ore su 24 in maniera autonoma, dimostrando come l’energia solare possa sostituire direttamente il gas naturale nei processi industriali pesanti.
Si tratta di un traguardo importante nei processi di decarbonizzazione del calore industriale, uno dei settori più difficili da elettrificare.
Il calore industriale rinnovabile
La capacità complessiva del sistema da 100 MWh equivale al fabbisogno di 10.000 impianti di riscaldamento domestici. Dopo dieci settimane di operatività quotidiana, l’azienda ha dichiarato di aver raggiunto tutti gli obiettivi prestazionali: efficienza di ciclo del 97% e temperature operative superiori a 1.000 °C.
“La Rondo Heat Battery è ora dimostrata su scala industriale,” ha riferito il CEO Eric Trusiewicz. “Stiamo già sviluppando e installando batterie di calore in quattro continenti e cinque settori diversi. I nostri clienti riducono i costi e le emissioni allo stesso tempo.”
Solo mattoni e fili. E un calore ‘pulito’.
La batteria termica di Rondo funziona in parallelo con le caldaie a gas esistenti, utilizzando la stessa rete di distribuzione del vapore senza necessità di modifiche strutturali. In questo modo, l’impianto Holmes Western Oil può ridurre l’uso di gas fossile, proteggendosi dalle oscillazioni dei prezzi energetici e dai costi legati alle emissioni di CO₂.
Durante il giorno, l’impianto fotovoltaico off-grid carica la Rondo Heat Battery, che rilascia poi il calore immagazzinato in modo continuo, anche di notte. A differenza delle pompe di calore o delle caldaie elettriche, che richiedono alimentazione costante, la batteria Rondo necessita solo di sei ore di energia a basso costo (da fotovoltaico off-grid o rete a tariffe ridotte) per caricarsi completamente.
Il segreto sta nella semplicità dei materiali: solo mattoni e fili metallici. Nessun minerale raro, nessun rischio di incendio o perdite tossiche. L’impianto può essere installato accanto a caldaie esistenti e fornire vapore sopra i 100 bar di pressione, senza emissioni né permessi ambientali complessi.
Una soluzione per l’industria energivora
Il calore industriale rappresenta circa il 25% dei consumi energetici globali, ma resta difficile da decarbonizzare. La soluzione di Rondo mostra una possibile via concreta e scalabile per sostituire combustibili fossili con energia solare stoccata sotto forma di calore.
La tecnologia è già in fase di diffusione in Nord America, Europa, Asia e Australia, e potrebbe interessare anche realtà industriali italiane, in particolare nei settori alimentare, chimico e ceramico, dove il fabbisogno di calore ad alta temperatura è elevato.
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In un altro articolo credo pubblicato anche qui era citato uno studio per cui sarebbe più conveniente sovradimensionare il fotovoltaico che installare batterie…ecco mi chiedo se l’accumulo termico sia stato considerato in quello studio. E’ economico, semplice, installabile ovunque e senza grossi problemi di materie prime, è il posto migliore dove “buttare” energia in eccesso per ritrovarsela anche parzialmente dopo.
Questa è un’applicazione offgrid ma sarebbe interessante capire come rispondono le resistenze elettriche se usate per regolare la rete.
ciao.. se intendevi batterie su impianto FTV di singole abitazioni o aziende forse dipende caso per caso e dagli orari dei consumi
mentre in un sistema energetico nazionale alimentato a rinnovabili con predominanza FTV ed eolico, gli accumuli di tipo giornaliero e settimanale (batterie, o pompaggi idraulici, o altro come in questo articolo) ci dovranno essere “quasi sempre”
“quasi sempre” = a meno che non hai molto idroelettrico, che fa già anche da accumulo naturale, vedi Norvegia, Austria, etc
che ora anche gli accumuli a batteria BESS costino sempre meno è una buona notizia, la decarbonizzazione sarà più rapida:
– in Germania un anno fa le aste per energia da impianti ibridi FTV+accumulo BESS (energia stabilizzata) chiudevano al ribasso i contratti a 7 cents al Kwh; ora dopo un solo anno sono giòà scesi a 5,5 cents al KWh; da confrontare con i 4,5 cents dei loro contratti per energia da impianti di solo FTV, cioè energia non stabilizzata
– in India l’ultima asta per energia da impianti FTV+BESS ha chiuso a 2,8 cents al KWh
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un quesito negli studi recenti, è se in un sistema prossimo futuro con mix 100% rinnovabili (e relativi accumuli giornalieri e settimanali), convenga avere o meno anche gli accumuli stagionali, la cui necessità in passato era un “dogma”, ma oggi meno, dopo tanti progressi tecnici
accumuli stagionali es.
– fare scorte annuali di bio-metano fermentato o gassificato da biomasse agricole, forestali, rifiuti urbani,
– oppure usare le ore di eccesso di produzione di FTV ed eolico per alimentare elettrolizzatori e produrre scorte annuali di elettro-idrogeno o elettro-metano
..oppure se invece convenga sovradimensionare gli impianti rinnovabii e gli accumuli giornalieri e settimanali, così da fare a meno degli accumuli stagionali (anche se gli elettrolizzatori faranno comodo comunque per fare elettro-carburanti per industria, navi e aerei)
PS: le batterie termiche vedo sui portali di news a tema che nei paesi nordici le stanno installando a servizio non solo di industrie, ma anche di impianti di tele-riscaldamento, perchè se le usi per scaldare acqua invece che riconvertire in sola elettricità, o almeno fai cogenerazione calore + elettricità, ne ottieni il massimo rendimento e con il minimo sforzo
Ciao R.S.
lo studio è questo https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261925014667 e in effetti è dedicato a come gestire l’interstagionalità confrontando sovracapacità rinnovabile con accumuli stagionali, e l’output sarebbe che è di gran lunga preferibile la prima.
Come tu dici si potrebbe fare idrogeno o elettrocarburanti che servono anche per l’hard to abate, ma io continuo a chiedermi: perchè (stra)parlare di hard to abate quando sull'”easy to abate” siamo ben lontani dall’aver completato la transizione? In particolare perchè non si legge mai in giro che il 50% del consumo di energia globale è per riscaldamento civile/industriale?
Per cui sempre bello parlare di elettrificazione, ma accumulare calore potrebbe costare enormemente meno ed avere minimo impatto in termini di materie prime.
Immaginiamo che l’obiettivo finale sia produrre calore d’inverno usando energia in eccesso prodotta d’estate/mezze stagioni: potrei farlo producendo idrogeno con la sovrapproduzione delle rinnovabili, per poi bruciarlo (!!) d’inverno, oppure riconvertirlo in elettricità con una fuel cell per azionare una pompa di calore. Rendimento globale nel primo caso 50% o meno, nel secondo sfruttando il COP delle pompe di calore si potrebbe arrivare a 1 e più (da 1 KWh di e.e. prodotto d’estate si ottiene 1 kWh termico d’inverno).
Il tutto con costi del capitale molto importanti e uso di svariate materie prime pregiate.
Potrei fare lo stesso con un accumulo stagionale di calore con rendimenti minimo del 50% ma anche oltre con tecnologie molto più semplici e materie prime banalissime.
Perchè non cominciare da qua?
dei ricercatori concordano con te, c’è molto spazio per gli accumuli termnici.. in Italia l’accumulo termico è un po’ sconosciuto perché funzionano bene se sono di grande taglia ma in italia per ora abbiamo poche reti di teleriscaldamento, avendo dato la priorità in passato agli impianti a metano
questa per esempio è una torre termica a Berlino per stoccare calore tramite acqua, a soli 98 gradi, a servizio del teleriscaldamento di uno più quartieri, con capacità termica (!) 2600 MWh ( 2,6 GWh termici)
alcune batterie termiche hanno un tasso di “autoscarica” non trascurabile per cui forse non riuscirebbe a tenere l’energia più di 20-30 giorni, fanno da accumulo settimanale-mensile
ma ho letto esempi di altre installazioni di accumuli termici grandi e fatti sottoterra (e allora in questo caso devi avere il posto adatto) in cui “caricano” calore in estate e di quel calore ne ritrovano usabile in inverno ancora circa la metà, arrivano a fare da accumulo anche stagionale
il link alla presentazione della torre termica di Berlino
https://www.saurenergy.com/solar-energy-news/vattenfall-all-set-to-fill-up-200mw-thermal-storage-tower-in-berlin
meraviglia della semplicità.. credo (?) che ai fini dell’uso industriale più vasto possibile sia di grande interesse anche la temperatura di lavoro citata di 1000° , oltre alla notevole capacità di 100 MW-h e al prezzo di solito molto basso di costruzione, co materiali quasi “banali”
altri progetti simili di batterie termiche citavano “solo” 600°, che poi dopo gli scambiatori esterni magari scendevano a 400°, e questi per alcuni processi industriali potrebbero non bastare, ma solo fare “preriscaldamento” da conmpeltare poi in altro modo