Un approvvigionamento energetico efficiente e resiliente è essenziale per il funzionamento delle società moderne e si pone come pilastro fondamentale per la crescita sia nazionale che aziendale. L'accumulo e conservazione sicura di energia è sempre stata una parte importante dei processi economici ed oggi il settore energetico si trova ad affrontare sfide strategiche che rendono ancora più rilevante l'aspetto della sicurezza degli apparati di stoccaggio/conservazione.
La necessità di spostarsi verso risorse energetiche a basse emissioni di carbonio sta costringendo i fornitori di energia su larga scala a riconsiderare le infrastrutture di rete che gestiscono. Le recenti tensioni geopolitiche hanno alzato la posta in gioco in termini di garanzia di un approvvigionamento energetico affidabile e sicuro, sia per gli operatori di rete che per le imprese che da loro dipendono.
I sistemi di accumulo dell'energia offrono una soluzione per aiutare a rispondere ad alcune di queste sfide. All'interno del più ampio capitolo dell'accumulo di energia, che su scala industriale comprende soluzioni idroelettriche, ad aria compressa e termiche, i sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) offrono una soluzione conveniente e relativamente facile da implementare.
Una BESS sostanzialmente carica (o raccoglie energia) dalla rete o da una centrale elettrica per poi scaricarla in un secondo momento per fornire elettricità o altri servizi di rete quando sono richiesti.Diversi tipi di batterie, tra cui ioni di litio, piombo-acido, flusso redox e sale fuso (comprese le chimiche a base di sodio), possono essere utilizzate su larga scala o sono oggetto di studio per tali utilizzi. Oltre ai moduli batteria, i componenti tipici di un BESS includono un involucro di accumulo con gestione termica, un sistema di conversione dell'alimentazione, un sistema di gestione della batteria e un sistema di gestione dell'energia.
Il mercato mondiale delle BESS ha un potenziale di crescita stimato al 26% entro il 2026, per un valore assoluto di circa 13 miliardi USD (4,7 nel 2022), che fa leva sull'espansione del settore generale delle energie rinnovabili, sulla modernizzazione delle reti (tecnologie c.d. “smart grid”), sulla trasformazione della domanda di energia da rete come parte della nostra transizione energetica (passaggio all'energia elettrica per il riscaldamento e per i veicoli), sulle tensioni geopolitiche globali (che spingono i grandi consumatori di energia elettrica a rendere più resilienti le proprie forniture) e su una vera e propria "sovrapposizione" in rete della domanda/offerta di produttori e consumatori.
I software di automazione, controllo e monitoraggio sono il valore aggiunto del prodotto: quelli sui quali la ricerca mondiale è più impegnata e "motivata" (dato il valore delle relative applicazioni industriali) e continuano a fare una grande differenza nel modo in cui paesi, mercati, industrie e istituzioni procedono nel loro sviluppo socio-economico.
Il ruolo dell'integrazione della tecnologia software all'interno dell'ecosistema BESS costituisce la principale area di ricerca di USB e dei suoi partners per la sua potenzialità di influenzare un varietà di ambiti e produzioni particolarmente ampia. USB adotta nel suo modello di business la soluzione dei sistemi c.d. ibridi (all-in-one BESS) cioè compatibili con il sistema di batterie LFP ad alta tensione in grado di ottenere la migliore funzione di utilizzo di energia solare pulita, in specie per gli usi domestici.
È peraltro noto che le batterie di accumulo (batterie ES) richiedono considerazioni speciali a causa della loro sensibilità alla temperatura, degli effetti di c.d. invecchiamento, degrado, del costo e della sostenibilità ambientale. A tal fine USB monitora le tendenze e partecipa alla R&S mondiale, con particolare riferimento ai profili di stato di carica, efficienza termica, produttività energetica, ciclo di vita, dimensioni della batteria, sicurezza e commerciabilità.
Seppure il focus sia attualmente sulle batterie ES a ioni di litio -il cui mercato è previsto in aumento di oltre il 50% entro il 2026-, alcuni loro limiti tecnici (sono ad esempio ancora caratterizzate da una diminuzione della capacità operativa di circa il 18% nel range di temperatura 25-65 °C) sta spingendo la ricerca internazionale verso alternative più cost/effective. Batterie c.d. a flusso (di Zinco Polioduro / Vanadio-Redox (Organico acquoso), a ioni (di Magnesio / di Sodio) o, da ultimo, quella a CO2 (di tecnologia italiana) sono tutte oggetto della nostra R&S.
Al riguardo, USB sta studiando sia la realizzazione di prototipi di pacchi batterie per l'accumulo di energia basati su celle Na-ione (meno costose di quelle Li-ione e più "environmentally friendly") procurate sul mercato internazionale, sia lo sviluppo dei c.d. "battery management systems", ottimizzati per batterie al sodio-ione (campo di potenziale più ampio delle Li-ione).
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