Perché le centrali di stoccaggio a pompaggio sono le opzioni finanziariamente più convenienti tra le centrali elettriche
Germania sta affrontando un problema di abbondanza: i turbine e i pannelli solari producono più elettricità di quanto il paese ne richieda. La soluzione è nota: gli accumulatori di energia assorbono l'eccesso di elettricità. Nei giorni senza vento o nelle ore serali, la rilasciano. Attualmente, questo ruolo è principalmente svolto dalle centrali idroelettriche di pompaggio. "Si comportano eccezionalmente bene", dichiara David Taylor. Tuttavia, il fondatore della startup delle batterie liquide Unbound Potential critica il loro potenziale nel "laboratorio climatico" di ntv: "Inducono significative variazioni nei fiumi di montagna quando improvvisamente assorbono o rilasciano energia". Purtroppo, le alternative in Germania sono scarse: "Non ci sono incentivi per guadagnare con le soluzioni di accumulo innovative", dice Taylor. Egli promuove un mercato di capacità simile a quello del Regno Unito e rivela perché la funzione principale delle batterie non è l'accumulo di elettricità.
ntv.de: La Germania è sommersa dall'energia solare e eolica. Spesso viene generata così tanta elettricità rinnovabile che le reti raggiungono i loro limiti. Mancano solo opzioni di accumulo e la transizione energetica è completa?
David Taylor: No. Sono necessarie ulteriori infrastrutture di rete, accumulatori a batteria, ma soprattutto un quadro normativo che offra ai fornitori di energia e altri prestatori di servizi di infrastruttura condizioni per transitare verso le soluzioni di accumulo. Altri paesi europei come il Regno Unito sono molto più avanti nell'integrazione dell'accumulo.
Cosa fanno diversamente?
Il Regno Unito dipende pesantemente dall'energia eolica offshore e ha quindi iniziato presto a sviluppare incentivi per tali soluzioni. Ad esempio, esiste un mercato di capacità. Questa sarebbe un'importante via per finanziare e garantire sistemi di accumulo a grande scala in modo redditizio.
Perché è necessario un nuovo mercato? Non si possono semplicemente costruire grandi batterie accanto a ogni parco eolico?
Abbiamo bisogno di un meccanismo di mercato per guadagnare con le batterie. Il mercato dell'energia attuale può avere significative fluttuazioni dei prezzi durante la giornata. Per un'attività che accumula elettricità quando è economica e la vende quando è cara, i margini sono troppo stretti e le tecnologie di accumulo attualmente disponibili sono troppo costose. Questo non è redditizio. Tuttavia, questo non è il caso del mercato di capacità: lì, la capacità di fornire questo su richiesta è già altamente compensata.
Senza questo mercato di capacità, non è possibile?
Se c'è molto vento o molta luce solare, c'è uno spostamento di frequenza nella rete di alimentazione. La rete reagisce estremamente sensibile. Per mantenere la stabilità della rete, sono necessari assorbitori e fonti di potenza dinamici come le centrali idroelettriche di pompaggio: possono assorbire potenza dalla rete in pochi minuti o addirittura secondi quando ce n'è troppo, o fornire potenza aggiuntiva. Attualmente, questo ruolo è principalmente svolto dalle centrali a gas. Questo meccanismo è essenziale per un approvvigionamento stabile e robusto; gioca un ruolo molto più importante dell'accumulo di grandi quantità di energia. Ecco perché il servizio di bilanciamento sul mercato di capacità è altamente compensato.
E nella nuova rete di alimentazione, idealmente, le batterie assumeranno questo ruolo?
Sì. Le centrali idroelettriche di pompaggio si comportano eccezionalmente bene, ma inducono considerevoli oscillazioni del livello dell'acqua nei fiumi di montagna quando improvvisamente scaricano una grande quantità di potenza o interrompono improvvisamente il flusso d'acqua. Ciò ha conseguenze severe per l'ambiente e l'habitat. Di conseguenza, anche nelle regioni con forti pendenze, si cercano alternative per assorbire e rilasciare rapidamente la potenza; se non c'è una forte pendenza, allora ancora di più. Le tecnologie attuali delle batterie, tuttavia, devono essere raffreddate, controllate e collegate. Questa periferia che cresce con il sistema di accumulo e viene installata intorno ad esso è troppo costosa.
Ma non stanno già costruendo grandi capacità in California, Texas o addirittura in Cina perché le tecnologie delle batterie stanno diventando estremamente economiche molto rapidamente?
Mi fa piacere, ma le tecnologie esistenti non saranno applicabili per l'accumulo di energia a grande scala. Attualmente, la capacità di accumulo scala linearmente con il numero di celle della batteria installate: più energia voglio accumulare, più celle devo costruire. Ogni cella è un'unità separata, quindi per un sistema di accumulo di grandi dimensioni non ho altra scelta che collegarle. Tuttavia, ogni cella richiede un sistema di controllo della temperatura, un controller e così via. Questo costa!
Le celle della batteria non sono effettivamente il fattore di costo più piccolo?
Sì. Non ci sono molte tecnologie mature attualmente, ma c'è molta innovazione e molte idee promettenti. Ciò include la nostra batteria liquida senza membrane, ma anche i sistemi di accumulo elettrochimici. Altre aziende lavorano sui sistemi di accumulo a gravità che funzionano come grandi ascensori. Inoltre, ci sono i sistemi idrogeno o power-to-gas - diversi modi per accumulare energia a grande scala. Il vantaggio di tutte queste tecnologie è che posso scalare l'accumulo di energia in modo indipendente dal numero di celle. Questa scalabilità indipendente è il carattere distintivo di un sistema di accumulo stazionario. Se non lo è, non saremo mai in grado di operare in modo economicamente efficiente.
Quindi siamo ancora all'inizio delle soluzioni di accumulo a grande scala perché l'investimento non ha ancora pagato?
È corretto. Tutti i principali fornitori di energia tedesca sono ora interessati alle tecnologie di accumulo perché è prevedibile che lo saranno. Un pioniere è la Leag nella Lusazia. È una grande società di lignite che sta ora installando molta capacità di accumulo a batteria. Tuttavia, molti produttori di energia sono di proprietà dello stato. Tendono ad essere piuttosto restii al rischio quando si tratta di abbracciare le nuove tecnologie. Lo fanno solo quando c'è un quadro normativo che lo rende necessario. E questo sta accadendo ora.
David Taylor è stato intervistato da Clara Pfeffer e Christian Herrmann. La conversazione è stata modificata per una migliore comprensione e chiarezza. La conversazione completa può essere ascoltata nel podcast "Klima-Labor".
Batterie, sebbene costose e richiedenti una gestione attenta, hanno il potenziale per sostituire le centrali idroelettriche a pompa come accumulatori e fonti di potenza dinamica, poiché possono scalare in modo indipendente dal numero di celle e non inducono conseguenze ambientali severe.
