La nuova avventura dell'imprenditore di batterie seriali affronta il problema più grande dell'energia pulita

Il team fondatore di Baseload Renewables, incluso il capo scienziato Yet-Ming Chiang (il secondo da destra).

Il professore del MIT Yet-Ming Chiang ha lanciato la sua ultima scommessa sullo storage, una startup di batterie a flusso progettata per rendere l'energia rinnovabile direttamente competitiva con i combustibili fossili (vedi Batterie 24M's Could Better Harness Wind and Solar Power).

La portata dell'ambizione e della sfida dell'azienda è telegrafata nel nome: Carico di base rinnovabili . La missione dichiarata della startup con sede a Cambridge, nel Massachusetts, è quella di produrre batterie in grado di produrre energia di rete affidabile da fonti rinnovabili 24 ore su 24 e costare almeno cinque volte meno rispetto a dove è probabile che le batterie agli ioni di litio si stabilizzino.

Ci si avvicina al punto di prezzo in cui l'idea dello stoccaggio stagionale diventa economicamente fattibile, il che significa che gli array di queste batterie potrebbero immagazzinare abbastanza energia solare durante i periodi di produzione in eccesso durante l'estate per continuare a soddisfare la domanda regionale durante il lungo e nuvoloso inverno, dice Chiang.

Il carico di base è ospitato presso l'Engine, il nuovo acceleratore del MIT, che di recente ha fornito all'azienda quasi 2 milioni di dollari di finanziamenti (vedi Sviluppo di una tecnologia dura e dispendiosa in termini di tempo? Questo investitore è interessato).

Baseload non fornisce molti dettagli tecnici in questa fase, ma la chiave del suo basso costo è fare affidamento sullo zolfo. Questo perché il materiale è molto abbondante e denso di energia, dice Chiang. In effetti, è un prodotto di scarto della produzione di petrolio e gas che costa appena 10 centesimi al chilogrammo.

'Sulla base della carica immagazzinata per dollaro, lo zolfo era più di un fattore 10 migliore della prossima cosa migliore', afferma Chiang, un professore di scienze dei materiali che in precedenza ha cofondato le startup di batterie agli ioni di litio A123 Systems, 24M e altre tre startup.

Gli altri cofondatori di Baseload includono Ted Wiley, in precedenza vicepresidente di Aquion Energy, nonché Marco Ferrara e Billy Woodford, entrambi i quali hanno lavorato in precedenza con Chiang presso 24M (vedi Perché le brutte cose accadono alle startup Clean-Energy).

Tecnologie di stoccaggio migliori, più economiche e più durature sono fondamentali per consentire alle fonti rinnovabili di soddisfare una quota maggiore della domanda di energia e ridurre significativamente le emissioni di gas serra.

Nonostante tutti i commenti pieni di speranza e la copertura dei prezzi dell'energia eolica e solare prossimi alla parità con i combustibili fossili, la verità è che è un confronto tra mele e arance. Poiché il sole non splende sempre e il vento non soffia sempre, queste fonti non possono essere utilizzate in modo affidabile e flessibile come il carbone o il gas naturale a meno che non siano sostenute da impianti a combustibili fossili, bilanciati attraverso programmi di risposta alla domanda o linee di trasmissione a lunga distanza, o accoppiato con una qualche forma di archiviazione abbondante. Le opzioni per quest'ultimo sono generalmente limitate allo stoccaggio idroelettrico pompato a basso costo, che è strettamente limitato geograficamente poiché richiede un paio di serbatoi d'acqua, o batterie e tecnologie simili che sono ancora troppo costose, di breve durata o entrambe.

Le batterie agli ioni di litio che alimentano i nostri smartphone e veicoli elettrici vengono sempre più utilizzate in modi limitati per bilanciare la generazione rinnovabile. Ma molti esperti di batterie ritengono che il loro costo elevato e i cicli di vita limitati pongano limiti rigidi al ruolo che possono svolgere sulla rete.

Le batterie a flusso, d'altra parte, possono essere progettate con un rapporto energia-potenza molto elevato, il che significa che possono contenere molta energia e continuare a erogarla per lunghi periodi, afferma Michael Aziz, professore di materiali ed energia tecnologie all'Università di Harvard.

La maggior parte delle batterie a flusso include due serbatoi di materiali elettroattivi disciolti in liquidi, noti come anolita e catolita. Vengono pompati in una cellula centrale divisa da una membrana permeabile a uno ione comune, consentendo il passaggio di atomi con una carica positiva o negativa. Questo flusso di corrente, a sua volta, carica gli elettrodi positivo e negativo su entrambi i lati della cella.

Nel caso di Baseload, l'anolita sembra essere una 'soluzione di polisolfuro', il che significa semplicemente che contiene catene di atomi di zolfo, secondo un domanda di brevetto per 'batterie ricaricabili allo zolfo acquose che respirano aria' depositate dal MIT alla fine del 2016. L'applicazione elenca Chiang come inventore. Il catolita è un sale metallico non specificato disciolto in acqua. Si chiama 'respirazione d'aria' perché l'ossigeno viene generato nel catolita durante la carica e consumato durante la scarica.

Chiang, in qualità di capo scienziato dell'azienda, prevede che le batterie abbiano una durata di scarica di più giorni o più e durino 20 anni sul campo.

Stiamo ancora lavorando per selezionare la chimica ideale per questo approccio, dice Chiang.

Dice che l'azienda è ancora in una fase iniziale, notando che potrebbero volerci dai tre ai cinque anni prima che ci siano progetti significativi nel campo. Per arrivarci ci vorranno quasi sicuramente più di 2 milioni di dollari e Chiang afferma che la società continua a cercare ulteriori finanziamenti.

Le sue prime ricerche su questo approccio sono iniziate sotto il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti Centro congiunto per la ricerca sull'accumulo di energia . George Crabtree, il direttore del programma, afferma che le batterie allo zolfo potrebbero alla fine essere economiche e sufficientemente durature da sostituire le turbine a gas che emettono anidride carbonica che sono attualmente strozzate quando l'energia eolica e solare smettono di funzionare, o persino gli impianti di stoccaggio idroelettrico.

Aziz di Harvard afferma che è il primo sistema di accumulo di cui ha sentito parlare per periodi di scarica così lunghi, a parte il pompaggio idroelettrico, e che sembra che la società stia cercando di aprire nuove strade anche sui prezzi dei kilowattora.

Dice che è difficile valutare la fattibilità tecnica senza ulteriori dettagli, ma aggiunge che i precedenti di Chiang come inventore e scienziato suggeriscono che l'azienda è su un promettente percorso di ricerca.

La precedente impresa di Chiang, A123, è stata una delle prime scommesse sulla costruzione di batterie agli ioni di litio per veicoli elettrici che ha ottenuto un'ampia attenzione da parte della stampa. Ma la società è stata costretta a dichiarare bancarotta nel 2012 dopo aver sovradimensionato i suoi impianti di produzione in previsione di affari che non arrivavano. Alla fine è stato acquistato da Wanxiang, un importante produttore cinese di componenti per auto, e sembra essere di nuovo su solide basi finanziarie, secondo alcuni rapporti . Rimane capo scienziato a 24M.

Chiang dice di aver imparato lezioni cruciali nelle sue prime iniziative che intende applicare a Baseload Renewables. Tra le altre cose, dice, la società cercherà molto probabilmente di collaborare con produttori affermati piuttosto che costruire le proprie fabbriche, una strategia che altre iniziative di batterie come Aquion e Potenza CAMX sono anche venuti ad abbracciare.

Le startup non sono attrezzate per affrontarlo e gli investitori non amano pagarlo, afferma Chiang.

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