Il problema attuale delle energie rinnovabili è piuttosto semplice: durante una giornata di sole, i parchi solari possono produrre energia sufficiente per alimentare migliaia di case e, durante una giornata ventosa, i parchi eolici possono illuminare interi quartieri. Tuttavia, quando cala la notte e la brezza cessa, questi impianti devono attendere un’altra giornata favorevole. Di conseguenza, le città non possono contare su un’offerta costante e affidabile di energia rinnovabile a meno che non si trovino soluzioni per accumularla per periodi prolungati, come per giorni di pioggia o per più di poche ore alla volta.
Indice
L’idea di un gruppo di ricercatori australiani
Un team di ricercatori internazionali del IIASA (International Institute for Applied System Analysis) ha sviluppato una nuova tecnica per trasformare le miniere sotterranee abbandonate sparse in tutto il mondo in enormi “batterie” per immagazzinare energia. Questa soluzione potrebbe essere utilizzata quando i prezzi dell’elettricità superano una certa soglia, favorendo così la transizione verso fonti energetiche più sostenibili. Lo studio dettagliato della tecnica è stato pubblicato sulla rivista Energies.
Il problema delle miniere abbandonate
Non è possibile avere una stima precisa, ma secondo le stime più affidabili, ci sono circa un milione di miniere abbandonate sparse in tutto il mondo. Quando queste miniere raggiungono la fine della loro vita utile, diventano un onere per la società e possono rappresentare un notevole problema di inquinamento. Come, ad esempio, la contaminazione delle acque sotterranee, il rilascio di sostanze tossiche nell’aria e nel suolo, nonché la distruzione degli habitat naturali circostanti. Tuttavia, la trasformazione di queste miniere in grandi “batterie” per l’accumulo di energia rinnovabile potrebbe rappresentare una soluzione innovativa e sostenibile per questo problema.
Trasformare le miniere abbandonate in batterie
È possibile convertire le miniere abbandonate in batterie a gravità? È da questa domanda che sono partiti i ricercatori dell’International Institute for Applied System Analysis, situato in Austria. La loro ricerca ha portato alla scoperta di un metodo per convertire queste miniere in siti di stoccaggio preziosi, diffusi su tutto il territorio e in grado di fornire energia rinnovabile in modo programmabile quando necessario. Questo sistema si basa sull’impiego della differenza di altitudine tra l’ingresso e il fondo delle miniere e sfrutta l’energia potenziale di materiali come la sabbia.
Come funziona la tecnica
La tecnica chiamata Underground Gravity Energy Storage (Uges) sfrutta la forza di gravità per la conversione dell’energia potenziale gravitazionale in energia elettrica, seguendo il principio di conservazione dell’energia. Utilizzando la “frenata rigenerativa”, processo noto per il recupero dell’energia del rallentamento delle auto elettriche, l’energia potenziale gravitazionale (dovuta all’altezza della massa) viene convertita in energia elettrica. L’Uges prevede quindi l’utilizzo delle miniere abbandonate come preziosi siti di stoccaggio disseminati sul territorio in grado di fornire energia rinnovabile quando ce n’è più bisogno.
Sfruttare la gravità per accumulare energia
In sostanza, l’idea alla base dell’Underground Gravity Energy Storage (Uges) è quella di utilizzare la forza di gravità per immagazzinare energia elettrica. Ciò si ottiene facendo cadere un oggetto (come una grande quantità di sabbia) da un’altezza elevata e convertendo l’energia della caduta in elettricità. Successivamente, l’energia viene conservata finché i prezzi dell’elettricità non scendono, momento in cui si utilizzano dei motori elettrici per riportare l’oggetto in posizione elevata e avviare nuovamente il ciclo di immagazzinamento.
Esperimenti simili
Utilizzare la forza gravitazionale per accumulare energia elettrica non è una novità: le centrali idroelettriche ne sono un esempio. Tuttavia, l’idea di utilizzare masse solide per lo stesso scopo rappresenta un’innovazione. La startup scozzese Gravitricity ha lavorato a questo progetto negli ultimi anni e ha recentemente testato con successo un prototipo di batteria a gravità, che ha prodotto circa 250 kW di potenza calando un oggetto di metallo dal peso di 50 tonnellate da una torre alta 15 metri.
Miniere abbandonate e grattacieli possibili batterie
I ricercatori di Gravitricity, così come quelli di IIASA, hanno notato che invece di costruire torri apposite, è possibile sfruttare la forma naturale del terreno o le differenze di altezza di edifici come grattacieli o miniere. Chiaramente, maggiore è la superficie e la profondità della miniera (o più alto è il grattacielo), maggiore sarà la massa che può precipitare, quindi maggiore sarà la quantità di energia accumulabile dall’impianto.
Una nuova opportunità per le comunità colpite dalla chiusura delle miniere
Julian Hunt, ricercatore del programma Energia, Clima e Ambiente di IIASA e primo autore dello studio, ha spiegato che la chiusura di una miniera comporta la perdita di migliaia di posti di lavoro, il che ha un impatto devastante sulle comunità locali che dipendono esclusivamente dall’attività mineraria. Tuttavia, la tecnica proposta dallo studio potrebbe creare nuove opportunità di lavoro, in quanto la miniera potrebbe essere utilizzata per altri scopi, come lo stoccaggio di energia. Ciò è reso possibile dal fatto che le miniere dispongono già dell’infrastruttura di base e sono già collegate alla rete elettrica, il che rende l’implementazione degli impianti di tipo Uges più facile e conveniente.
