Nel mondo dell’energia rinnovabile, le batterie a gravità emergono come una soluzione innovativa e potenzialmente rivoluzionaria. Questa tecnologia, che sfrutta una delle forze fondamentali dell’universo, offre un metodo alternativo ed efficiente per lo stoccaggio di energia.

In questo articolo, esploriamo come le batterie a gravità funzionano, i loro vantaggi rispetto ai metodi tradizionali di stoccaggio energetico e le innovazioni recenti in questo campo.

Batterie a gravità: un’introduzione innovativa

Le batterie a gravità emergono come un’innovazione significativa nel panorama dello stoccaggio di energia rinnovabile. Basandosi sul principio fondamentale della fisica di Newton, ossia ciò che sale deve scendere, queste batterie sfruttano la forza di gravità per generare energia in modo unico e efficiente.

Il processo è sorprendentemente semplice: quando l’energia prodotta da fonti rinnovabili, come il sole o il vento, è abbondante, questa energia in eccesso viene utilizzata per sollevare un peso massiccio – spesso di diverse tonnellate – a un’altezza predeterminata. Successivamente, nei momenti in cui la produzione di energia rinnovabile scarseggia, il peso viene abbassato lentamente. Durante questa discesa, il peso attiva un generatore, trasformando l’energia potenziale gravitazionale in energia elettrica.

Questa soluzione offre non solo un metodo efficiente per gestire l’eccesso di energia rinnovabile, ma promette anche di migliorare la stabilità e l’affidabilità delle reti elettriche, specialmente in condizioni di produzione intermittente. Con la loro potenziale longevità e basso impatto ambientale, le batterie a gravità si pongono poi come un’opzione promettente per un futuro energetico sostenibile.

Vantaggi rispetto al metodo tradizionale

Le batterie a gravità offrono vantaggi sostanziali rispetto al metodo tradizionale di stoccaggio di energia ad alta capacità, come l’idroelettrico pompato. L’idroelettrico pompato, sebbene efficace, presenta limitazioni significative, tra cui costi elevati di costruzione e manutenzione, nonché la necessità di specifiche condizioni geografiche, come la presenza di ampi bacini idrici e terreni montuosi. Ad esempio, il costo per la costruzione di un impianto idroelettrico pompato può variare da 1.000 a 5.000 dollari per kilowatt installato, rendendolo un’opzione costosa soprattutto in regioni con limitate risorse idriche o terreni pianeggianti.

Al contrario, le batterie a gravità presentano una maggiore flessibilità sia in termini di ubicazione che di scala. Questi sistemi possono essere implementati in una varietà di ambienti, incluso l’utilizzo di strutture esistenti come miniere dismesse, riducendo così i costi di costruzione e le barriere all’ingresso. Per esempio, la progettazione di una batteria a gravità in una miniera dismessa può costare approssimativamente 100-200 dollari per kilowatt installato, rendendola notevolmente più economica rispetto all’idroelettrico pompato.

Con la loro capacità di essere collocate quasi ovunque e la loro scalabilità, le batterie a gravità si configurano come un passo importante verso il raggiungimento dell’obiettivo di zero emissioni nette a livello globale, segnando un’avanzata verso un futuro energetico più pulito.

Innovazioni nel campo delle batterie a gravità

In questo panorama emergente e in espansione, Gravitricity, una start-up di green engineering con sede a Edimburgo, ha sviluppato e testato con successo un prototipo di batteria che impiega un peso di 50 tonnellate sospeso in una torre d’acciaio di 15 metri. Questa installazione ha dimostrato la capacità di generare fino a 250kW di potenza istantanea, sufficiente per alimentare circa 750 case, sottolineando così l’efficacia e l’efficienza della tecnologia.

Parallelamente, Energy Vault, un altro leader nel settore, ha creato un prototipo visivamente impressionante che utilizza blocchi di 30 tonnellate sollevati da gru automatizzate controllate da intelligenza artificiale. Questa innovazione non solo esemplifica il potenziale delle batterie a gravità ma dimostra anche l’applicabilità della tecnologia in un contesto commerciale.

Le realizzazioni di queste due aziende evidenziano la fattibilità e l’efficacia di questi progetti come soluzioni sostenibili e scalabili per lo stoccaggio di energia rinnovabile, aprendo nuove strade verso un futuro energetico più pulito e responsabile.

Batterie a gravità vs batterie al litio

Le batterie a gravità presentano diversi vantaggi rispetto alle tradizionali batterie al litio, in particolare in termini di longevità e sostenibilità. Uno degli aspetti chiave è la loro maggiore durata operativa: mentre quelle al litio tendono a degradarsi dopo circa 500-1000 cicli di carica, compromettendo la loro capacità di stoccaggio, le batterie a gravità possono rimanere operative per decenni con una manutenzione minima. Inoltre, quest’ultime non dipendono da materiali controversi come il cobalto, la cui estrazione è spesso associata a problemi ambientali e di diritti umani.

Il design meccanico delle batterie a gravità permette una facile sostituzione dei componenti usurati, un fattore che contribuisce significativamente alla loro “riparabilità” e durata. Questa caratteristica le rende una soluzione più sostenibile e rispettosa dell’ambiente a lungo termine per lo stoccaggio di energia, contrapposta alle complesse esigenze di riciclo e smaltimento delle batterie al litio. Questi aspetti, combinati con la loro efficienza e flessibilità, posizionano le batterie a gravità come una valida alternativa per il futuro dello stoccaggio di energia rinnovabile.

La combinazione di bassi costi operativi, minor impatto ambientale e flessibilità d’installazione posiziona le batterie a gravità come una soluzione chiave nel panorama delle tecnologie emergenti per rispondere efficacemente alle sfide dello stoccaggio di energia rinnovabile. Altri esempi innovativi riguardano soprattutto la mobilità elettrica, con la sperimentazione di batterie al sale e batterie quantiche.