A meno di un miglio da un estuario pieno di lontre marine popolare tra i kayakisti siedono file su file di alti armadi bianchi in acciaio appollaiati su basse piattaforme di cemento, lo spazio tra loro attraversato da sentieri di ghiaia. Tutto è tranquillo, a parte il debole ronzio occasionale dei ventilatori e il gracchiare dei gabbiani in alto.

Un passante potrebbe scambiare il posto per un deposito autonomo, ma i vecchi mobili e i ricordi non sono conservati qui. L'energia del sole è.

Per tutto il giorno, l'elettricità proveniente dai pannelli solari si riversa nella rete elettrica della California, troppa per essere utilizzata nelle ore diurne quando la domanda è inferiore. L'eccedenza è immagazzinata qui, presso il sistema di batterie Moss Landing Elkhorn da 182,5 megawatt di Pacific Gas &Electric.

Un tempo sede della più grande centrale elettrica a combustibili fossili dello stato, Elkhorn è una delle dozzine di sistemi di batterie agli ioni di litio su scala industriale in tutto il paese che immettono energia rinnovabile nella rete quando è necessaria.

"Questo è un futuro al di là dei combustibili fossili, un futuro di aria pulita e un clima stabile", ha affermato David Hochschild, presidente della California Energy Commission.

Chiamate batterie di tipo utility, le file di scatole bianche di Elkhorn possono contenere l'energia solare per un massimo di quattro ore. Ciò aiuta a coprire la finestra cruciale quando il sole tramonta, proprio come decine di milioni di californiani tornano a casa, accendono i condizionatori d'aria e accendono i fornelli per preparare la cena, un periodo chiamato "la rampa serale".

Completamente carica, la struttura di Elkhorn contiene elettricità sufficiente per le richieste istantanee dei clienti PG&E in quasi 275.000 case.

Lo stoccaggio consente all'utilità di evitare di approvvigionarsi di energia da centrali elettriche a gas naturale più costose necessarie solo per i picchi di domanda. Solo 10 giorni dopo la certificazione del sistema di batterie per il funzionamento, il 17 aprile ha dimostrato il suo valore.

"Stavamo riempiendo le batterie al costo di $ 10 per megawattora. Quando abbiamo iniziato a utilizzare quella potenza al picco, valeva $ 100 per megawattora", ha detto il CEO di PG&E Patti Poppe alla folla durante la presentazione del sistema la scorsa settimana.

Nel corso di questo e dell'anno scorso, PG&E ha commissionato sei grandi strutture nello stato che insieme hanno la capacità di immagazzinare quasi 1.000 megawatt di energia. Ha contratti per altri 2.374,5 megawatt fino al 2024.

PG&E estrae energia anche da un'installazione accanto a Elkhorn di proprietà di Vistra Corp. del Texas. Ha una capacità di 400 megawatt e si prevede di aggiungere altri 350 megawatt nei prossimi anni.

L'anno scorso la California ha installato più di 2 gigawatt di batteria, ha affermato Hochschild, e ora ne ha più che in qualsiasi altra parte del mondo.

"È un'incredibile storia di successo", ha detto. "Chiaramente, siamo entrati nell'età dell'oro dell'accumulo di energia."

L'archiviazione avviene ovunque

Tali siti di batterie non sono esclusivi della California. Secondo l'American Clean Power Association, otto stati hanno fissato obiettivi per l'accumulo di energia per bilanciare l'energia eolica e solare, e si prevede che altri faranno lo stesso con il calo dei prezzi.

Senza la capacità di immagazzinare energia, l'energia solare non è così utile come potrebbe essere. E man mano che più energia rinnovabile viene aggiunta alla rete elettrica nazionale, cresce la necessità di stoccaggio.

In Oregon, il Wheatridge Renewable Energy Facility, di proprietà di Portland General Electric, dispone di una batteria da 30 megawatt collegata a un'installazione eolica e solare da 350 megawatt.

Florida Power &Light Company sta costruendo un impianto di accumulo di batterie a energia solare da 409 megawatt, "abbastanza per alimentare Disney World per circa sette ore", ha affermato la società.

L'impianto delle batterie, in costruzione presso il Manatee Energy Storage Center di Parrish, in Florida, ha una capacità sufficiente per alimentare circa 329.000 case per più di due ore ed equivale a 100 milioni di batterie per iPhone.

Questo mese lo stato di New York ha annunciato sei progetti accoppiati di accumulo solare e batteria che immagazzineranno 159 megawatt di elettricità.

Insieme, queste strutture significano centinaia di migliaia di case che non avranno bisogno di energia da una centrale elettrica a gas naturale per quel periodo di punta quando il sole tramonta.

"La batteria può sostituirla", Paul Denholm, analista energetico del National Renewable Energy Laboratory di Golden, Colorado.

Una casa tipica consuma in media circa 1,25 kilowatt di elettricità all'ora, ha affermato Jason Burwen, vicepresidente dell'accumulo di energia presso l'American Clean Power Association.

Una batteria da 1 megawatt può alimentare circa 330 case e molte batterie installate hanno quattro ore di energia, sufficienti per trasportare quelle case nei periodi di picco della domanda, ha affermato Denholm.

Questo tipo di impianti ibridi a batteria solare potrebbe essere una delle tendenze energetiche più importanti degli anni 2020, ha affermato Joachim Seel, associato di ingegneria scientifica nei mercati dell'elettricità e dipartimento politico del Lawrence Berkeley National Laboratory.

Quasi la metà delle installazioni solari pianificate dalla nazione, per un totale di 675 gigawatt, vengono proposte come parte di un ibrido a batteria solare, ha affermato.

Le sfide delle energie rinnovabili

Un argomento comune contro l'utilizzo di energia rinnovabile è che il sole non splende sempre e il vento non soffia sempre quando è necessaria l'elettricità. Senza stoccaggio, l'energia rinnovabile può fornire solo il 50% circa del fabbisogno energetico della nazione.

Aggiungi lo stoccaggio della batteria alla rete ed è improvvisamente possibile immaginare di ottenere l'80% o il 90% dell'energia della nazione da fonti prive di carbonio come eolico, solare, nucleare e idroelettrico, ha affermato Denholm.

Ma lo stoccaggio è solo un pezzo del puzzle, ha riconosciuto. Per arrivare a quell'80% o 90%, la rete elettrica degli Stati Uniti deve essere modernizzata in modo che possa spostare facilmente l'energia da dove è immagazzinata a dove è necessaria. Secondo alcune stime, il sistema di trasmissione dell'elettricità deve espandersi del 60% entro il prossimo decennio.

Altri blocchi stradali incombono. Costruire una capacità di stoccaggio sufficiente significherà superare i ritardi nella catena di approvvigionamento e far fronte all'aumento dei prezzi delle materie prime come il nichel, il cobalto e il litio utilizzati per creare le batterie.

Le batterie Elkhorn sono state prodotte da Tesla, che ha stabilimenti in California e Nevada. Ma la maggior parte delle batterie di dimensioni utilitarie provengono da Corea, Giappone e Cina. I blocchi COVID-19 hanno rallentato la produzione e le spedizioni intricate.

Gli Stati Uniti stanno lavorando per spostare la produzione qui, ma ci vorrà del tempo. Il mese scorso l'amministrazione Biden ha annunciato un investimento di 3 miliardi di dollari nella produzione di batterie e negli impianti di riciclaggio per rafforzare la catena di approvvigionamento nazionale.

Un'altra preoccupazione è che in condizioni sbagliate, le batterie agli ioni di litio possono surriscaldarsi e causare incendi.

La struttura di Moss Landing di Vistra ha avuto due di questi incidenti, uno a febbraio e uno lo scorso settembre. Un cuscinetto guasto in un'unità di trattamento dell'aria ha prodotto fumo che ha innescato il sistema di irrigazione. L'acqua ha danneggiato le batterie, provocandone il surriscaldamento, che ha creato più fumo e rilasciato più acqua. Circa il 7% dei moduli è stato distrutto, ha affermato la società in un rapporto sull'incidente.

Nessuno è rimasto ferito in entrambi i casi, ma la struttura è stata chiusa dopo l'incidente di febbraio. La società dice che prevede di riportarlo online entro la fine dell'estate.

Anche un incendio in un'installazione di batterie su larga scala in Arizona ad aprile l'ha spenta per diversi mesi.

Nessun sistema energetico è del tutto sicuro, sottolineano i sostenitori. Nel 2017, forti piogge hanno sovraccaricato la diga di Oroville in California, richiedendo l'evacuazione di 180.000 persone mentre l'erosione delle fondamenta veniva riparata. Nel 1979, la centrale nucleare di Three Mile Island in Pennsylvania subì un parziale crollo.

Tra il 2002 e il 2021 si sono verificati 680 incidenti gravi in ​​gasdotti, gasdotti liquidi pericolosi e gas naturale liquefatto, con 260 vittime e 1.109 feriti, secondo l'Amministrazione per la sicurezza dei materiali pericolosi e dei gasdotti del Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti.

Il futuro dell'accumulo di energia

Oggi, negli Stati Uniti sono disponibili circa sei gigawatt di accumulo di batterie e altri 14 gigawatt di progetti sono in cantiere, ha affermato John Hensley, vicepresidente della ricerca presso l'American Clean Power Association.

Si stima che entro la fine del decennio ci saranno abbastanza batterie sulla rete nazionale per contenere 75 gigawatt di energia rinnovabile. È abbastanza elettricità per alimentare quasi 50 milioni di case per un'ora o per far funzionare i condizionatori d'aria in 38 milioni di case dopo il tramonto, ha affermato Denholm.

Il National Renewable Energy Laboratory stima che la capacità di stoccaggio potrebbe crescere fino a 650 gigawatt entro il 2050 con costi che dovrebbero diminuire fino all'88%. Nell'ultimo decennio sono già scesi di oltre il 90%.

"Questi progetti vengono realizzati perché sono economici", ha detto Denholm. "Questo non è guidato dai responsabili politici che dicono:'Devi creare spazio di archiviazione.' È guidato da modelli che mostrano ai servizi di pubblica utilità che questa è la risorsa più economica."

Quando la transizione energetica sarà completata, le luci si accenderanno come sempre, ma l'elettricità che le alimenta proverrà da luoghi diversi rispetto a oggi.

Con una rete elettrica più agile, l'energia in eccesso in un'area può andare immediatamente dove è necessaria, con le batterie che riempiono le lacune, ha affermato Burwen.

"Solo perché il sole sta tramontando nello Utah, splende ancora in California", ha detto. "E quando il sole tramonta in California, il vento ruggisce nelle Grandi Pianure".