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Germania e Canada stanno costruendo distributori d'acqua per immagazzinare energia
La Germania, che negli ultimi anni ha fatto molto affidamento sull'energia eolica e solare, sta lanciando più di 20 progetti dimostrativi che prevedono l'immagazzinamento di energia scindendo l'acqua in idrogeno gassoso e ossigeno. I progetti potrebbero aiutare a stabilire se l'elettrolisi, come è nota la tecnologia, potrebbe affrontare una delle maggiori sfide incombenti per l'energia rinnovabile: la sua intermittenza.
Potenza a gas : Un sistema di elettrolisi Hydrogenics a Falkenhagen, in Germania, può assorbire due megawatt di energia rinnovabile in eccesso e immagazzinarla sotto forma di idrogeno.
I progetti di elettrolizzatori in costruzione in Germania consistono tipicamente in pochi edifici, ciascuno delle dimensioni di un container, che consumano energia rinnovabile in eccesso nelle giornate soleggiate e ventose trasformandola in una corrente elettrica che alimenta la reazione di scissione dell'acqua. L'idrogeno risultante può quindi essere pompato nell'infrastruttura di stoccaggio e distribuzione già utilizzata per il gas naturale e infine riconvertito in elettricità tramite combustione o celle a combustibile. Può anche essere utilizzato per una varietà di altri scopi, come l'alimentazione di veicoli a gas naturale, il riscaldamento di case e la produzione di fertilizzanti.
La Germania non è l'unico paese che investe nello stoccaggio di energia a idrogeno. Anche il Canada sta entrando in azione, con un'importante struttura dimostrativa pianificata per l'Ontario.
L'elettrolisi presenta vantaggi rispetto ad altre opzioni di accumulo di energia. Può essere utilizzato quasi ovunque, può immagazzinare grandi quantità di energia e l'idrogeno può essere utilizzato per sostituire i combustibili fossili non solo nella produzione di elettricità, ma anche nell'industria e nei trasporti, che rappresentano molte più emissioni di carbonio.
Anche così, è stato a lungo considerato un modo relativamente scadente per immagazzinare energia a causa della sua bassa efficienza: circa il 65% dell'energia nell'elettricità originale viene perso. Ma i miglioramenti alla tecnologia stanno riducendo i costi e l'uso su larga scala di energia rinnovabile sta creando nuove esigenze di stoccaggio, rendendo l'elettrolisi un'opzione pratica in un numero crescente di luoghi.
Spegnimento : Questo nuovo elettrolizzatore di dimensioni mini-frigo di Hydrogenics può produrre tanto idrogeno quanto 12 convenzionali.
All'inizio di quest'anno, Siemens ha aperto i battenti a Mainz, in Germania, su quello che dice sarà il più grande elettrolizzatore a membrana a scambio protonico (PEM) del mondo. Mentre altri elettrolizzatori sono progettati per funzionare con livelli di potenza costanti, il sistema PEM funziona bene anche con quantità di energia che cambiano rapidamente da eolico e solare. Quando aprirà il prossimo anno, avrà la capacità di produrre 650.000 chilogrammi di idrogeno all'anno, l'equivalente energetico di 650.000 galloni di benzina. (Come impianto dimostrativo, tuttavia, probabilmente non funzionerà continuamente.)
Hydrogenics, che ha fornito elettrolizzatori per molti dei più grandi progetti in Germania, sta progettando un sistema da 40 megawatt che produrrà l'equivalente di 4,3 milioni di galloni di benzina all'anno. L'azienda ha recentemente sviluppato un elettrolizzatore PEM di dimensioni inferiori a un decimo rispetto a quelli alcalini convenzionali. Le ridotte dimensioni, oltre a facilitare il posizionamento degli elettrolizzatori, possono aiutare a ridurre i costi.
Anche i costi stanno diminuendo perché l'eccesso di energia eolica e solare crea un eccesso di energia sulla rete. Poiché l'energia deve essere utilizzata non appena viene generata per mantenere stabile la rete, i prezzi a volte vengono ridotti a zero in modo da poter trovare acquirenti. L'elettricità a basso costo rende l'elettrolisi molto più competitiva.
L'elettrolisi rimane più costosa della produzione di idrogeno dal gas naturale, almeno negli Stati Uniti, dove il gas naturale è a buon mercato. Ma può competere con opzioni di stoccaggio come le batterie, afferma Kevin Harrison, ingegnere senior presso il National Renewable Energy Laboratory a Golden, in Colorado. È anche più versatile del modo più economico per immagazzinare energia: pompare l'acqua su una collina e poi lasciarla scendere per azionare una turbina. Questo approccio è fortemente limitato dalla geografia, ma, dice, puoi mettere un elettrolizzatore quasi ovunque.