Soluzioni svizzere per immagazzinare l’energia di domani

La sfida globale non è soltanto produrre più energia da fonti rinnovabili, ma anche poterla immagazzinare. Con i suoi impianti idroelettrici nelle Alpi e progetti innovativi, la Svizzera contribuisce alla ricerca di soluzioni per uno stoccaggio efficace e duraturo dell'elettricità.

Circa il 30% dell’elettricità prodotta oggi nel mondo proviene da sole, vento, acqua e da altre fonti sostenibili. Negli anni 2000, la quota era attorno al 20%. L’Agenzia internazionale dell’energia prevede che nel 2050 quasi il 90% della corrente sarà generato da fonti verdi.

La Svizzera già produce la maggior parte dell’elettricità che consuma con energie rinnovabili (75%), soprattutto tramite le centrali idroelettriche. Da qualche anno si osserva una forte crescita del fotovoltaico, e in misura minore dell’eolico. I pannelli fotovoltaici spuntano ovunque nel Paese, anche nei luoghi più impensabili. C’è anche chi propone di produrre energia solare lungo le autostrade.

Sole e vento forniscono però elettricità in modo discontinuo. La produzione può superare la richiesta, soprattutto in estate. Una delle sfide principali della transizione energetica è di sviluppare sistemi di accumulo capaci di immagazzinare l’energia in eccesso e di restituirla nei momenti di bisogno.

“Batteria d’acqua” nelle Alpi

Gli impianti di pompaggio e turbinaggio rappresentano la soluzione più efficace e tra le più economiche. Questi consentono di pompare l’acqua a monte quando vi è una sovrapproduzione di energia, e di farla scorrere di nuovo a valle per la produzione di corrente quando c’è penuria.

In Svizzera ci sono un centinaio di bacini di accumulazione per la produzione idroelettrica e una quindicina è dotata di un sistema di pompaggio. Rispetto ad altri Paesi alpini quali Austria, Germania e Italia, le centrali elvetiche dispongono di bacini di ritenzione dell’acqua generalmente più grandi e sono quindi in grado di operare su periodi più lunghi, nota l’Associazione delle aziende elettriche svizzere.

Una nuova centrale di pompaggio e turbinaggio, tra le più potenti d’Europa, è entrata in funzione in Vallese nel luglio 2022. Questa “batteria elettrica d’acqua” può contribuire a compensare le fluttuazioni dell’energia solare ed eolica nel continente.

Con la scomparsa dei ghiacciai alpini, la Svizzera avrà l’opportunità di realizzare nuove dighe e laghi artificiali in montagna. Questo accrescerà la capacità di stoccaggio di energia nelle Alpi, rafforzando il ruolo della Svizzera in quanto batteria elettrica dell’Europa.

Generare elettricità con la forza di gravità

La start-up svizzera Energy Vault segue lo stesso principio degli impianti di pompaggio e turbinaggio. Ma invece dell’acqua utilizza dei blocchi di calcestruzzo o di materiale di scarto. 

Quando sole o vento producono più elettricità di quanto richiesto, come in estate, l’energia in eccesso alimenta un sistema che solleva i pesi e li colloca ai piani superiori di un edificio-batteria. Questo processo converte l’energia elettrica in energia potenziale. 

Nei momenti di bisogno, i blocchi ridiscendono a terra o a un livello inferiore a velocità controllata. Durante la “caduta” azionano dei generatori elettrici, trasformando l’energia potenziale accumulata in corrente elettrica. 

La prima batteria di questo tipo è stata collegata alla rete elettrica nella città cinese di Rudong, vicino a Shanghai, alla fine del 2023. 

Mobilità senza emissioni con l’idrogeno 

Il surplus elettrico può anche essere convertito in fonti di energia liquida o gassosa. Le tecnologie denominate “power-to-x” consentono di utilizzare, ad esempio, l’elettricità di una centrale solare o di un parco eolico per produrre idrogeno e successivamente metano. Questi due elementi possono essere conservati a lungo e usati come carburanti.

La Svizzera vuole aprire la strada a una mobilità senza emissioni, sostituendo i carburanti fossili con l’idrogeno verde. Nel 2020 è diventata operativa la prima flotta al mondo di autocarri commerciali a idrogeno e nel giugno 2023 è stata inaugurata, nei pressi di Berna, la prima stazione di rifornimento di idrogeno sulla rete autostradale nazionale.

Nonostante lo spirito innovativo e imprenditoriale, la Svizzera è però in ritardo nella corsa all’idrogeno rinnovabile. Il Paese non dispone ancora di una strategia nazionale per l’idrogeno e in assenza di un accordo sull’energia con l’Unione Europea rischia di ritrovarsi isolato. 

Alla ricerca della batteria del futuro 

In futuro saranno anche necessari sistemi efficaci ed economici per gestire piccoli quantitativi di energia, in modo rapido e col minore impatto ambientale possibile. La Svizzera partecipa all’iniziativa di ricerca europea Battery 2030+, che ha l’obiettivo di migliorare la longevità e la densità energetica delle normali batterie a ioni di litio, così da utilizzare meno metalli rari.

Corsin Battaglia, esperto del Laboratorio federale per la scienza e la tecnologia dei materiali (Empa), illustra il ruolo della Svizzera: “Che si tratti di materiali, integrazione delle celle, elettronica, sistemi di gestione delle batterie, riciclo e immagazzinamento mobile o stazionario, ci sono molte aziende in Svizzera attive nel settore o addirittura leader globali”.