La rapida espansione delle fonti di energia rinnovabile ha messo in luce una sfida cruciale: come immagazzinare e distribuire questa energia intermittente in modo efficace. Una questione che riguarda soprattutto le utility, ossia le società che si occupano della gestione e dell’erogazione dei servizi pubblici, che devono fare i conti con una domanda di energia rinnovabile in aumento e una capacità di stoccaggio delle stesse limitata.
Rispondere a questo quesito è fondamentale non solo perchè la transizione energetica possa realizzarsi efficacemente, ma anche perché questo avvenga in maniera sostenibile sia per gli utenti che per gli investitori. Con Noah Barrett, Research Analyst di Janus Henderson Investors, analizziamo le possibili soluzioni a tale quesito e le opportunità che ne derivano.
Stoccaggio a lunga durata: la natura della domanda…
Secondo le analisi della casa di gestione angloamericana, il massimo livello di integrazione delle energie rinnovabili nel mix di fonti energetiche senza significativi miglioramenti nello stoccaggio o nell’interconnessione, è attualmente compreso tra il 30% e il 40%, a fronte di un obiettivo comune a molte utilities che si aggira intorno al 70-80%. Superare questi limiti comporta sfide legate all’intermittenza dell’energia solare ed eolica, come evidenziato dai problemi riscontrati nelle aree geografiche in cui le condizioni metereologiche limitano l’intensità di produzione di tale tipo di energia.
…e lo stato attuale della tecnologia
Sebbene per oltre un decennio lo stoccaggio tramite batteria di energia a lungo termine su scala industriale sia stata vista come la chiave di volta per ampliare l’uso delle energie rinnovabili oggi non esiste ancora un’opzione economicamente sostenibile capace di alimentare con energia rinnovabile intere città o regioni per oltre 24 ore, senza parlare di obiettivi settimanali. Le attuali tecnologie di stoccaggio, come le batterie agli ioni di litio, sono efficaci su piccola scala ma non riescono a sostenere la domanda su larga scala.
“Le attuali soluzioni di stoccaggio spesso funzionano bene su piccola scala – spiega Barrett – ma faticano a passare a una scala più ampia, a causa dei limiti fisici o di costi proibitivi. Sebbene le innovazioni tecnologiche come le batterie di ionio allo stato solido, le batterie al sodio o le soluzioni a idrogeno facciano occasionalmente notizia, spesso non sono in grado di alimentare una grande città durante interruzioni di lunga durata o periodi prolungati di bassa generazione di energia rinnovabile”.
“La necessità di un migliore stoccaggio è duplice: prepararsi a carenze di energia rinnovabile per più giorni e ridurre gli sprechi. In alcune regioni del mondo, come la California, l’energia rinnovabile in eccesso generata durante le ore di punta rimane inutilizzata a causa della mancanza di capacità di stoccaggio”.
Alla ricerca di nuove soluzioni
Sebbene la strada sia tutt’altro che semplice le utility stanno investendo massicciamente nello stoccaggio dell’energia. Il mercato globale di stoccaggio è cresciuto notevolmente, con previsioni di superare i 100 gigawatt/ora di capacità nel 2024, con le grandi utility nordamericane che investono nella costruzione di sistemi di stoccaggio di vasta scala. Attualmente, la maggior parte dei sistemi usa batterie agli ioni di litio, che gestiscono le fluttuazioni giornaliere ma non risolvono i problemi di lungo termine.
Le tecnologie alternative, come le batterie a flusso e quelle agli ioni di sodio, offrono potenziali soluzioni grazie ai costi più bassi dei materiali. Anche l’idrogeno è considerato, sebbene i suoi alti costi e la bassa efficienza ne limitino l’adozione, posto che la sua promessa di realizzarsi “tra 10 anni” è tale da un po’ di tempo.
“I principali ostacoli all’adozione diffusa di queste tecnologie – commenta Barrett – sono i costi e l’efficienza. Ad esempio, la produzione di idrogeno verde richiede un funzionamento costante e ad alta operatività per essere economicamente sostenibile, il che è difficile quando si fa affidamento su fonti di energia rinnovabile intermittenti”.
Problemi e opportunità
L’assenza di soluzioni praticabili per lo stoccaggio a lungo termine potrebbe causare ritardi nella dismissione degli impianti a combustibili fossili e una maggiore rilevanza del gas naturale come soluzione temporanea.
“Se da un lato ciò potrebbe rallentare i progressi verso gli obiettivi di decarbonizzazione – osserva Barrett – dall’altro contribuirebbe a garantire l’affidabilità della rete, poiché le richieste di elettricità derivanti dalla crescita dei data center per l’IA e il passaggio a un’economia più elettrificata aumenteranno nel prossimo decennio”.
Qualora il comparto dei servizi pubblici regolamentati dovesse mettere in cima alle sue priorità il raggiungimento degli obiettivi net-zero si prefiggerebbero due possibili scenari: o il settore privato genererà la maggior parte dell’energia elettrica oppure i prezzi dell’elettricità potrebbero salire, rallentando la crescita dei data center e riequilibrando la domanda di elettricità.
Una seconda implicazione è quella relativa all’espansione degli impianti eolici e fotovoltaici, che potrebbero essere soggetti a limitazioni derivanti dal mancato incontro tra una domanda in aumento e un’offerta che fatica a risponderle.
“Ciò potrebbe potenzialmente rallentare il ritmo di adozione delle energie rinnovabili in alcune regioni, in particolare quelle con un’abbondanza di energia rinnovabile e prezzi negativi dell’energia. L’aggiunta di più energie rinnovabili potrebbe aggravare il problema della saturazione eccessiva in queste regioni senza un’economia favorevole per gli sviluppatori
Un’ulteriore implicazione potrebbe essere il ricorso all’energia nucleare su piccola scala da parte dei data center, la cui domanda di energia elettrica costante per soddisfare a propria volta i loro clienti Big Tech.
Infine, senza un’adeguata capacità di stoccaggio la stabilità della rete energetica potrebbe non essere capace di soddisfare adeguatamente la domanda, soprattutto in caso di periodi prolungati di bassa produzione eolica e solare portando a un potenziale aumento di volatilità del prezzo dei prezzi energetici.
In conclusione
Lo stoccaggio di energia rinnovabile rimarrà una tematica incerta nel prossimo futuro, sebbene sia plausibile che gli incentivi per lo sviluppo e l’implementazione di soluzioni di stoccaggio su larga scala e di lunga durata aumentino in tale periodo. Da un lato, infatti, le utility e le aziende tecnologiche sostengono la domanda di nuove soluzioni e, dall’altro, l’aumento del numero di fenomeni metereologici estremi rappresenta un rischio potenziale di interruzione di corrente per trovare soluzioni e la frequenza e la durata delle interruzioni di corrente aumentano potenzialmente con una maggiore incidenza di condizioni meteorologiche estreme, l’innovazione in questo settore sarà fondamentale.
“Ci aspettiamo che le grandi aziende di utility leader nello sviluppo delle energie rinnovabili, guidino i progressi a lungo termine nello stoccaggio dell’energia: sebbene regolamentate, sono in prima linea negli attuali sviluppi dello stoccaggio e stanno investendo in tecnologie di stoccaggio di nuova generazione come l’idrogeno. Riteniamo che le utility possano a termine risolvere il problema dello stoccaggio di energia rinnovabile. Per ora, tuttavia, nonostante i loro progressi, il Santo Graal dell’accumulo di energia rimane appena fuori portata”.
