Colmare il gap fra le energie rinnovabili: che ruolo possono svolgere gli ibridi batteria-gas?

Gas vs Batteria
 

Che ruolo possono svolgere gli ibridi batteria-gas?

Karim Wazni, Amministratore Delegato - Aggreko Microgrid and Storage Solutions

Sebbene per diversi decenni, dagli anni '50 al 2000, il paesaggio energetico sembrasse congelato, siamo certamente usciti dall'era glaciale e ora ci stiamo dirigendo, forse un po' troppo in fretta, verso periodi molto più caldi.

La consapevolezza dell'impatto del riscaldamento globale ha comportato un'accelerazione del cambiamento nel settore energetico che è stata paragonata ai cambiamenti avvenuti nella grande rivoluzione industriale del XVIII e XIX secolo. Con questo, l'avvento delle energie rinnovabili intermittenti ha introdotto una nuova serie di sfide che gli stakeholder non avevano mai affrontato prima. Le tecnologie e le fonti di energia possono essere esaltate un giorno e cadere in disgrazia il giorno seguente. La generazione a gas è fra queste, ma, come sosterrò in questo articolo, c'è modo di riportarla in auge: l'utilizzo intelligente dell'accumulo a batterie.

Essendo un combustibile molto più pulito del carbone o dei combustibili fossili liquidi, il gas è rapidamente salito al vertice del mix energetico in molti paesi nel corso di questo millennio. Le turbine a gas a ciclo combinato (CCGT) sono diventate la forma più popolare di produzione centralizzata di energia elettrica, grazie al basso costo del gas e alla loro elevata efficienza. Ciò è confermato dai dati di Bloomberg New Energy Finance (BNEF), che dimostrano che tra il 2008 e il 2015, in circa 2000 siti in tutto il mondo, sono stati installati 250 GW di nuova capacità di gas.

Tuttavia, poiché a seguito dell'aumento del volume degli impianti solari ed eolici, la necessità di una produzione flessibile è aumentata, le CCGT hanno incontrato delle difficoltà; sebbene efficienti, non sono in grado di muoversi abbastanza velocemente per compensare le variazioni dell'offerta associata alle energie rinnovabili. Il settore ha risposto aumentando la tecnologia a gas: sono tornate di moda le turbine a ciclo aperto a gas (OCGT) ad azione rapida.

Ciò ha posto nuove sfide in materia di integrazione delle energie rinnovabili. In primo luogo, il costo marginale della produzione di energie rinnovabili è effettivamente pari a zero, il che porta le energie rinnovabili a competere fortemente con le CCGT sui mercati all'ingrosso dell'elettricità, rimpiazzando così la produzione termica più pulita del sistema. In secondo luogo, l'aumento delle energie rinnovabili ha portato ad un aumento della domanda di OCGT a risposta rapida, in grado di tenere il passo con l'intermittenza associata, ma anche meno efficienti delle CCGT.

In breve, la forma più efficiente di generazione a gas è stata rimpiazzata dalle energie rinnovabili combinate con turbine a gas OCGT, molto meno efficienti.

Sicuramente possiamo fare di meglio.

La risposta arriva sotto forma di accumulo di energia. Il prezzo delle batterie è sceso notevolmente negli ultimi 10 anni - secondo BNEF il prezzo delle batterie è passato da quasi 1.200 dollari nel 2010 a meno di 200 nel 2018. Ora, le batterie rappresentano un'alternativa, riconosciuta a livello legislativo, più competitiva (e più pulita) alle OCGT. Ad esempio, i due energy storage bill californiani di riferimento per l'accumulo di energia richiedono alle Investor-Owned Utility (IOU) californiane di procurarsi e installare circa 2 GW di accumulo entro il 2024. La valutazione effettuata dal governo dello stato sul rapporto costi/benefici delle batterie rispetto alle turbine a gas ha dimostrato che le batterie sono più economiche.

Anche la produzione centralizzata di energia elettrica sembra aver trovato la propria strada. Oggi disponiamo di livelli di energie rinnovabili più elevati che mai, grazie all'accumulo di energia su larga scala e all'efficiente generazione termica, consentita dall'utilizzo del gas come fonte energetica controllabile per il carico di base.

Noi di Aggreko riteniamo che le lezioni apprese dalla produzione centralizzata di energia possano essere applicate alla generazione distribuita per fornire ai nostri clienti, ovunque si trovino, il miglior equilibrio tra energia pulita, economica e affidabile. Le nostre 'CCGT' sono la nostra flotta di motori a gas ad alta efficienza, la nostra tecnologia di accumulo è il nostro nuovo Y.Cube, una batteria da 1MW completamente containerizzata, e l'operatore di rete è il nostro sistema di gestione intelligente dell'energia YQ.

Vi è una serie di esempi in cui abbiamo assistito al successo di queste attrezzature in tutto il mondo.

Ad esempio, la miniera d'oro Granny Smith di Gold Fields nell'Australia Occidentale è pronta ad installare una delle più grandi microreti di energia rinnovabile al mondo. Sarà alimentata da oltre 20.000 pannelli solari e supportata dal nuovo sistema mobile e modulare a batteria Y.Cube di Aggreko, da 2 MW /1 MWh. L'utilizzo del sistema di accumulo a batterie consentirà ai gestori delle miniere di utilizzare più energia solare e di utilizzare i motori a gas in modo più economico.

Gold Fields è solo l'inizio. In numerosi siti off-grid la giusta combinazione di gas, batterie e solare rappresenta già il mix tecnologico più interessante dal punto di vista economico. Gli ibridi batterie-gas hanno un'applicazione ancora più ampia rispetto ai progetti remoti off-grid. L'accesso a un'alimentazione elettrica affidabile può essere un problema anche nei paesi con un sistema elettrico affidabile. I centri di dati, ad esempio, sono spesso costruiti ad una velocità superiore a quella che la rete elettrica può sostenere; inoltre, i computer di ciascun centro sono anche estremamente sensibili alla qualità dell'alimentazione e possono presentare picchi di domanda molto improvvisi.

Abbiamo aiutato i nostri clienti che gestiscono centri di dati a raccogliere questa sfida, fornendo a uno di questi centri in Irlanda dei generatori a gas e una batteria, garantendo così una fornitura di energia stabile e la massima qualità di alimentazione possibile. Ciò rappresenta inoltre una soluzione facile da implementare e affidabile per preservare l'operatività dell'azienda.

Negli ultimi anni si sono fatti enormi passi avanti per realizzare soluzioni energetiche più verdi come fonte di energia. Tuttavia, la transizione energetica è tutt'altro che completa. Le nuove tecnologie continuano ad emergere e non è ancora chiaro quale sarà il punto di arrivo e di quanto tempo ci vorrà per raggiungerlo.

Ma nonostante queste incertezze, vi sono alcune cose che sappiamo. Una è che combinando le batterie con il gas incrementeremo l'accessibilità di un'energia più economica, più pulita e più affidabile.

 

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