Focus sulla transizione energetica: come gli elettrolizzatori e lo stoccaggio possono ridurre i costi!

Focus sulla transizione energetica: come gli elettrolizzatori e lo stoccaggio possono ridurre i costi!

I gruppi di ricerca dell’Università Leibniz di Hannover (LUH) e dell’Istituto per la ricerca sull’energia solare Hameln (ISFH) hanno condotto uno studio completo sull’uso degli elettrolizzatori e sullo stoccaggio delle batterie. L’obiettivo è analizzare l’influenza di queste tecnologie sui costi della transizione energetica. Una delle sfide più grandi è adattare il sistema energetico alla fluttuante disponibilità di energia eolica e solare. Quando c’è un’elevata disponibilità di energia eolica e solare, c’è un surplus di elettricità, mentre nei periodi di bassa produzione (periodi bui) c’è carenza di energia.

L’elettricità in eccesso può essere immagazzinata in batterie o convertita in idrogeno attraverso l’elettrolisi. Questo idrogeno viene utilizzato principalmente nell'industria. Un modello sviluppato appositamente per questo scopo sta ora ottimizzando il sistema energetico tedesco e determinando il contributo degli elettrolizzatori e dello stoccaggio delle batterie a un’efficace transizione energetica. Lo scenario ottimizzato mostra che gli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno dovrebbero essere situati principalmente nel ventoso nord della Germania, mentre lo stoccaggio delle batterie è distribuito uniformemente in tutta la Germania, con un focus nel sud, dove è disponibile più elettricità fotovoltaica.

Risparmio sui costi e maggiore efficienza

Le previsioni indicano che entro il 2050 circa il 35% dell’elettricità proveniente da energie rinnovabili dovrà essere immagazzinata o convertita in idrogeno. La mancata adozione di misure in questo settore potrebbe aumentare i costi complessivi della transizione energetica fino a 60 miliardi di euro. Lo studio, sostenuto finanziariamente da EWE AG, fornisce basi importanti affinché i decisori politici ed economici possano raggiungere questi obiettivi. I ritardi nell’espansione degli impianti e dello stoccaggio dell’idrogeno possono anche rendere molto più difficile il raggiungimento degli obiettivi climatici.

Per garantire l’efficienza degli elettrolizzatori è fondamentale una determinata percentuale di elettricità verde. Secondo l'agenzia di consulenza energetica Novaro la quota annua di corrente elettrica ammonta attualmente al 60%, mentre nel periodo in esame ha superato l'80% in 1.854 ore. Una “legge sull’accelerazione dell’idrogeno” attualmente in fase di elaborazione fissa una soglia dell’80%, considerata troppo alta. L’ottimale economico per l’utilizzo dell’idrogeno è una soglia del 70%, che consente agli elettrolizzatori di funzionare fino a 2.900 ore all’anno.

Sfide tecnologiche dell'elettrolisi

L’elettrolisi stessa, un processo che scompone le molecole d’acqua in atomi di idrogeno e ossigeno, deve affrontare sfide significative. I catalizzatori sono necessari per avviare e accelerare questo processo. Tuttavia, i precedenti sviluppi in questo settore si sono rivelati in gran parte infruttuosi, quindi i materiali devono funzionare in condizioni industriali reali per almeno dieci anni. Il Dr. Philipp Gerschel dell'Università della Ruhr di Bochum descrive le difficoltà nella scelta dei materiali e nello sviluppo di catalizzatori adatti. La Prof. Dr. Doris Segets dell'Università di Duisburg-Essen ha sottolineato in particolare la necessità di un flusso di lavoro per il confronto dei materiali. Stiamo lavorando con diverse istituzioni per sviluppare nuovi processi di elettrolisi che possano fare a meno anche dei metalli preziosi.

Questi sviluppi potrebbero far avanzare ulteriormente la ricerca sui catalizzatori e consentire quindi una produzione diffusa di elettrolizzatori entro i prossimi dieci anni. Il progetto di cooperazione comprende 18 ricercatori provenienti da varie discipline e istituzioni, tra cui l'Istituto Max Planck per la conversione dell'energia chimica.

Nel complesso, la ricerca attuale mostra una direzione chiara: l’uso mirato di elettrolizzatori e di stoccaggio tramite batterie è fondamentale per una transizione energetica sostenibile ed economicamente vantaggiosa. Lo studio completo è disponibile online e fornisce preziosi spunti per la futura politica energetica.

Per ulteriori informazioni sugli sviluppi e le ricerche attuali, visitare i seguenti collegamenti: Università Leibniz di Hannover, Rivista PV, E Fraunhofer UMSICHT.