L'elettricità generata da combustibili fossili è sempre più insostenibile ed è fondamentale il passaggio alle energie rinnovabili, principalmente dal sole e dal vento. La generazione rinnovabile è già meno costosa per unità rispetto alle sue controparti inquinanti, ma il fatto che non sempre splenda il sole e non sempre soffi il vento costituisce un ostacolo ad una seria acquisizione del settore energetico.

L'accumulo di energia potrebbe superare questo urgente problema di "intermittenza". Se lo storage fosse disponibile a un costo sufficientemente basso e con prestazioni elevate, l'energia rinnovabile soppianterebbe rapidamente tutte le altre forme di generazione.

L'energia è già immagazzinata, Certo, nelle batterie o in varie altre tecnologie. Anche i serbatoi possono fungere da enormi riserve di energia. Tuttavia, nulla di ciò che esiste o è in fase di sviluppo può immagazzinare anche energia, e altrettanto a buon mercato, come aria compressa.

Il concetto sembra semplice:basta aspirare un po' d'aria dall'atmosfera, comprimerlo utilizzando compressori azionati elettricamente e immagazzinare l'energia sotto forma di aria pressurizzata. Quando hai bisogno di quell'energia, fai uscire l'aria e la fai passare attraverso una macchina che prende l'energia dall'aria e fa girare un generatore elettrico.

Accumulo di energia ad aria compressa (o CAES), per dargli il suo nome completo, può comportare lo stoccaggio dell'aria in serbatoi di acciaio o in contenitori molto meno costosi in profondità sott'acqua. In alcuni casi, l'aria ad alta pressione può essere immagazzinata in caverne profonde nel sottosuolo, sia scavato direttamente nella roccia dura o formato in grandi depositi di sale dalla cosiddetta "estrazione mineraria", dove viene pompata acqua ed esce acqua salata. Tali caverne di sale sono spesso utilizzate per immagazzinare gas naturale.

L'aria compressa potrebbe facilmente fornire la scala di stoccaggio richiesta, ma rimane grossolanamente sottovalutato dai politici, finanziatori e la stessa industria energetica. Ciò ha arrestato lo sviluppo della tecnologia e significa che è probabile che vengano invece adottate soluzioni molto più costose e meno efficaci. Attualmente, tre problemi chiave si frappongono all'aria compressa:

1. Non è una singola tecnologia

La descrizione di cui sopra di come funziona è una semplificazione eccessiva. CAES è, infatti, non una singola tecnologia ma un'ampia famiglia che comprende macchine a compressione, macchinario di espansione, scambiatori di calore, la progettazione dei depositi aerei e la progettazione dei depositi termici. Tutti questi richiedono un'ingegneria meticolosa per essere corretti.

2. È meglio per l'archiviazione a lungo termine

Al momento, l'eolico e il solare costituiscono ancora solo una piccola parte del settore complessivo. Poiché l'elettricità generata da combustibili fossili può coprire le giornate nuvolose o senza vento, l'energia rinnovabile viene spesso utilizzata immediatamente e deve essere immagazzinata solo per brevi periodi di tempo. Per queste situazioni, le batterie funzionano abbastanza bene e possono essere economicamente sostenibili.

La decarbonizzazione su larga scala richiederà di immagazzinare energia per periodi molto più lunghi, però, ad esempio da una giornata di sole da utilizzare in una giornata nuvolosa. CAES è particolarmente adatto per periodi di stoccaggio da alcune ore a diversi giorni.

Tutti gli accumulatori di energia a prezzi accessibili comportano la conversione dell'energia dalla forma di elettricità in un'altra forma e l'immagazzinamento in quell'altra forma. Per lo stoccaggio idro-pompato, ad esempio, l'altra forma è l'acqua che è stata sollevata a grande altezza. Per CAES, quell'altra forma include sia il calore che l'aria ad alta pressione.

Per tali sistemi, ci sono costi separati per l'attrezzatura che fa la conversione e per lo stoccaggio stesso. Sistemi come CAES e pompato-idro comportano apparecchiature relativamente costose per la conversione dell'energia, ma disposizioni molto economiche per lo stoccaggio dell'energia. Questi sistemi, dove piccole quantità di energia possono riempire grandi quantità di spazio di archiviazione, sono quindi molto economici per immagazzinare energia per un lungo periodo.

3. Il CAES dura una vita

Gli investimenti privati ​​richiedono alti tassi di rendimento. Un effetto indiretto di ciò è che gli investitori attribuiscono meno valore a quale utilità può essere lasciata a un'attività a lungo termine.

Nella maggior parte dei sistemi CAES, i costi sono concentrati in cose che naturalmente hanno una vita molto lunga. Per esempio, una caverna estratta in soluzione in un deposito di sale potrebbe ragionevolmente funzionare per almeno 100 anni, mentre le macchine ad alta potenza per la compressione e l'espansione dell'aria possono generalmente funzionare per 50 anni o più. Con ritorni su un arco temporale così lungo, c'è una forte argomentazione che almeno alcuni impianti di aria compressa su larga scala dovrebbero essere trattati come progetti infrastrutturali nazionali finanziati dai governi.

Due grandi impianti di aria compressa sono stati costruiti decenni fa, uno a Hunterf, Germania e l'altro a McIntosh, Alabama. Entrambi stanno ancora lavorando molto bene. Molti fanno riferimento a questi due impianti per trarre conclusioni su quanto possa essere efficiente il CAES e quanto o poco possa costare.

Ma questo è fuorviante e inutile. Entrambi gli impianti sono stati progettati con priorità molto diverse da quelle attuali. È imperativo che ora ripensiamo allo stoccaggio di energia dell'aria compressa e lo valutiamo adeguatamente alla luce di ciò che può essere ottenuto sfruttando i metodi e le conoscenze moderne.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.