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Solare: svolta nei pannelli a concentrazione

Nuove tecnologie sono in grado di generare temperature molto elevate, fino a renderle utilizzabili da industrie oggi ad alta intensità di carbonio.

Un'azienda afferma di aver sviluppato un nuovo tipo di tecnologia solare a concentrazione in grado di produrre temperature sufficientemente elevate da sostituire i combustibili fossili in settori storicamente non in grado di diminuire le proprie emissioni di CO2.

Una compagnia con velleità da startup, di nome Heliogen, ha costruito un sistema dimostrativo a Lancaster, in California, mettendo in mostra la tecnologia.

Come altri sistemi a energia solare concentrata (concentrated solar power - CSP), anche questo utilizza una serie di specchi controllabili individualmente per focalizzare l'energia solare in una piccola area. La differenza con la tecnologia CSP esistente è la precisione, assistita da computer, con cui gli eliostati (gli specchi mobili) possono essere regolati e mantenuti allineati, determinando temperature fino a 1.000°C nel punto in cui si concentra la luce solare.

Gli specchi sono controllati da un software collegato alle telecamere sulla torre di concentrazione. Il software monitora l'orientamento di tutti gli specchi e apporta tutte le regolazioni necessarie per mantenere la luce solare focalizzata su un punto di circa 50 cm di larghezza. L'azienda afferma che sono possibili temperature di 1.500°C. Il sistema impiega enormi quantità di potenza di elaborazione per funzionare, capacità che non erano disponibili solo cinque anni fa.

Ciò rende il modello un potenziale passo avanti per industrie come quelle di produzione di cemento e acciaio, che utilizzano enormi quantità di energia ad alta temperatura. I sistemi solari esistenti non sono stati in grado di creare temperature tali da consentire a questi tipi di impianti di produzione di liberarsi dai combustibili fossili.

L'annuncio di martedì scorso ha generato tutta una serie di echi scientifici e pseudo-scientifici, molti dei quali non proprio precisissimi. Resta il fatto che questa tecnologia ha le potenzialità per essere una svolta: le energie rinnovabili hanno da tempo la possibilità di sostituire i combustibili fossili per quanto riguarda la produzione di elettricità, negli edifici e nei trasporti (vedi È possibile un mondo a rinnovabili?). Ma i settori industriali non sono mai stati in grado di trovare fonti di energia a basse emissioni di CO2 in forme tali da soddisfare le loro esigenze.

Collettivamente, queste industrie producono il 20% delle emissioni globali di carbonio, quindi una bella fetta dell'effetto serra.

Una delle installazioni CSP più conosciute attualmente in servizio è la centrale fotovoltaica Ivanpah da 2,2 miliardi di dollari, che è stata inaugurata nel 2014 nel deserto del Mojave sul confine tra California e Nevada. I suoi 173.500 eliostati concentrano la luce solare sulle caldaie che sono montate su tre torri in posizione centrale. L'impianto, che brucia anche gas naturale, ha una capacità di 392 megawatt di elettricità. Dopo alcune battute d'arresto iniziali, dal 2017 Ivanpah sta raggiungendo la sua potenza contrattuale.

Ci sono alcune differenze con il progetto Heliogen. Uno è che gli specchi sono più piccoli e meno complicati. Ancora più importante è che il loro orientamento sia monitorato e regolato in tempo reale, mantenendo l'energia solare concentrata in uno spazio molto piccolo e strettamente controllato. Di conseguenza, le temperature sono molto più elevate di quelle che potrebbero essere prodotte finora nelle stazioni CSP.

Tra i processi industriali che potrebbero utilizzare il calore a 1.500°C c'è la generazione di combustibili liquidi che potrebbero prendere il posto degli idrocarburi. Questa "sinfuel", una miscela di idrogeno e monossido di carbonio, potrebbe essere raffinata in qualsiasi carburante, per qualsiasi scopo. Utilizzando nel processo CO2 prelevata dall'ambiente, i carburanti sarebbero considerati carbon neutral.

La tecnologia è promettente, ma ci sono molte incognite e nessun modo di prevedere con precisione né i costi né le prestazioni del mondo reale.

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