I ricercatori finlandesi della società Polar Night Energy hanno sviluppato un sistema basato sulla sabbia da costruzione, capace di immagazzinare calore a circa 500°C e di mantenere la temperatura costante per molto tempo. La nuova batteria di sabbia è stata installata nella centrale elettrica di Vatajankoski che serve la rete di teleriscaldamento della città di Kankaanpää, nella Finlandia occidentale, a circa 300 chilometri da Helsinki.
Come funziona
Il funzionamento del dispositivo è molto semplice: un container in acciaio di 4×7 metri contenente 100 tonnellate di sabbia viene fatto riscaldare con energia solare o eolica, attraverso la produzione di calore resistivo, ossia sfruttando il calore prodotto dall’attrito con materiali resistenti al passaggio della corrente elettrica. L’aria calda prodotta viene fatta circolare nella sabbia per mezzo di uno scambiatore di calore.
La sabbia ha la capacità di conservare il calore a temperatura costante per diverso tempo, e immessa nella rete di teleriscaldamento cittadino, nei periodi in cui scarseggia. Questo sistema permette di riscaldare le case nei rigidi inverni finlandesi e, soprattutto, di risolvere il problema dell’intermittenza nella fornitura di energia da fonti rinnovabili, quando cioè manca la luce del sole o il vento non soffia. C’è da dire che l’efficienza diminuisce drasticamente quando la sabbia viene utilizzata solo per restituire energia alla rete elettrica.
Le capacità di stoccaggio
Il dispositivo attualmente è in grado di scaricare fino a 100kW di energia termica, con una capacità totale di 8MWh, ossia 80 ore di accumulo di energia. Le autorità finlandesi però ritengono che in un futuro prossimo si potrà scalare il sistema fino a 8GWh. In ogni caso, immagazzinare energia verde sotto forma di calore a lungo termine rappresenta già un’enorme opportunità anche per l’industria, dove la maggior parte del calore nei processi produttivi proviene dalla combustione di combustibili fossili.
Altri gruppi di ricerca, come il National Renewable Energy Laboratory degli Stati Uniti, sono da tempo impegnati nello studio di nuovi sistemi di conservazione del calore come la sabbia, ma la Finlandia è al momento il primo Paese ad avere un sistema funzionante collegato a una rete pubblica.
D’altronde, i cambiamenti climatici e il rapido aumento del prezzo dei combustibili fossili stanno portando a sempre maggiori investimenti nella produzione di energie rinnovabili. L’aggiunta alla rete elettrica di nuove fonti a rilascio intermittente, come sole e vento, implica però la necessità di un bilanciamento delle reti per evitare sovraccarichi o cali di tensione eccessivi.
Un’alternativa al litio
La risposta più immediata è il collegamento su larga scala di batterie in grado di immagazzinare e bilanciare le richieste di energia. Attualmente, quelle più utilizzate sono al litio: costose, molto ingombranti e capaci di gestire quantità limitate di energia in eccesso. Le batterie con granelli di sabbia grezzi potrebbero dunque rappresentare un modo semplice ed economico di immagazzinare energia per lunghi periodi.
La crisi energetica e il gas russo
Gli sviluppatori finlandesi considerano questa tecnologia molto promettente, soprattutto perché andrebbe a sostituire i sistemi tradizionali di produzione di calore con combustibili fossili che la Finlandia importa, per la maggior parte, dalla Russia. Secondo l’Agenzia Internazionale per l’Energia, nel 2020 il gas russo rappresentava il 68% del consumo interno finlandese. E il Paese, proprio in questo periodo, sta affrontando una grave crisi di approvvigionamento, a causa delle tensioni con la Russia, dovute alla sua decisione di aderire alla Nato.
