Exxon sapeva tutto sulle batterie a flusso di bromo di zinco

L’attenzione si è rivolta a nuovi sistemi di stoccaggio dell’energia a lungo termine in grado di fornire più energia eolica e solare su richiesta, sostituendo gli impianti di picco del gas, i generatori di emergenza diesel e altri impianti alimentati a combustibili fossili. Le batterie a flusso di zinco-bromo sono emerse come una parte fondamentale del quadro, il che è interessante perché Exxon fu tra coloro che esplorarono la tecnologia negli anni ’70, solo per abbandonare la palla a favore del suo core business.

Exxon sapeva…

Negli anni ’70, Exxon stava svolgendo un lavoro stellare nel raccogliere conoscenze sul legame tra le emissioni di energia fossile e il cambiamento climatico causato dall’uomo. Condividere quella conoscenza con il grande pubblico, non così tanto.

Un gruppo di ricerca di Harvard ha fornito alcuni numeri alla base della mancata condivisione delle informazioni sul clima da parte della Exxon lo scorso gennaio. Hanno preso nota delle previsioni abili e accurate sul riscaldamento globale fatte dagli scienziati della Exxon dal 1977 al 2003, che non erano mai state riportate in precedenza.

“Il team di Harvard ha scoperto che i ricercatori della Exxon hanno creato una serie di modelli e analisi straordinariamente affidabili che proiettano il riscaldamento globale dovuto alle emissioni di anidride carbonica nei prossimi decenni”, ha affermato il ricercatore Exxon. Gazzetta di Harvard raccontato.

“In particolare, Exxon ha previsto che le emissioni di combustibili fossili porterebbero a 0,20 gradi Celsius di riscaldamento globale ogni decennio, con un margine di errore di 0,04 gradi – una tendenza che si è rivelata ampiamente accurata”, hanno aggiunto.

…sulle batterie a flusso, tra le altre cose

Per la cronaca, le radici aziendali di Exxon includono anche un’incursione di alto profilo nella tecnologia solare negli anni ’70. Lo sforzo includeva il finanziamento di una startup chiamata Solar Power Corp., ma non durò a lungo. Negli anni ’80 la Exxon si ritirò al suo core business.

Un destino simile è toccato agli sforzi dell’azienda di commercializzare il biocarburante a base di alghe come soluzione per la riduzione del carbonio, iniziati nel 2009. Quattordici anni e 350 milioni di dollari dopo, l’anno scorso l’azienda si è districata dalla ricerca sui biocarburanti a base di alghe.

Sulla stessa linea, negli anni ’80 Exxon ha collaborato con i Sandia National Laboratories sulle batterie a flusso di bromo di zinco. Il progetto multifase a costi condivisi ha utilizzato la tecnologia delle batterie a flusso precedentemente sviluppata da Exxon negli anni ’70.

L’interesse di Exxon per le batterie a flusso di bromo di zinco non durò a lungo. Johnson Controls ha acquisito la tecnologia da Exxon negli anni ’80, con l’obiettivo di adattarla ai veicoli elettrici.

Batterie a flusso con bromo di zinco per l’accumulo di energia a lunga durata

L’interesse per l’applicazione delle batterie a flusso ai veicoli elettrici è cresciuto negli ultimi anni, ma questo è stato ampiamente oscurato dalle opportunità nel campo dello stoccaggio dell’energia a lunga durata.

Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti definisce lunga durata qualsiasi cosa superiore a 10 ore. Anche un giorno, una settimana, un mese o una stagione intera sono nel loro mirino.

Attualmente, le batterie agli ioni di litio rappresentano la tecnologia di riferimento per immagazzinare energia dall’energia eolica e solare, ma stanno emergendo limitazioni man mano che sempre più energie rinnovabili entrano nella rete. Tra gli altri problemi, le batterie agli ioni di litio durano solo circa sei ore. È abbastanza lungo per gestire alcune attività di bilanciamento della rete, ma non tutte.

Le batterie a flusso sono emerse come un’alternativa di lunga durata che garantisce anche maggiore sicurezza, prestazioni migliorate e impatti ridotti sul ciclo di vita. Funzionano facendo circolare due liquidi specializzati in un ambiente controllato. L’ampliamento è principalmente una questione di costruzione di serbatoi più grandi per contenere i liquidi.

Negli ultimi anni sono emerse diverse formule di batterie a flusso (vedere di più CleanTechnica copertura qui) e il bromo di zinco è l’ultimo focus di interesse per il Dipartimento dell’Energia.

Nel 2021, un gruppo di ricerca della Columbia University ha ricevuto un premio di 3,4 milioni di dollari dall’ufficio ARPA-E del Dipartimento dell’Energia per un’immersione di tre anni nella tecnologia delle batterie a flusso di bromo di zinco.

Il programma di sovvenzioni dovrebbe concludersi alla fine di quest’anno. Nel frattempo, il famoso Loan Programs Office del Dipartimento dell’Energia ha concesso un’approvazione condizionata per un aiuto di quasi 400 milioni di dollari per commercializzare la tecnologia del bromo di zinco di prossima generazione sviluppata dalla società della Pennsylvania Eos Energy Enterprises.

“Se finalizzato, si prevede che il progetto produrrà 8 GWh di capacità di stoccaggio all’anno entro il 2026”, ha osservato il Dipartimento dell’Energia il 31 agosto. 130.000 case se completamente cariche e scariche ogni giorno”.

Altre batterie a flusso di bromo di zinco per l’esercito americano

Mentre ciò accade, una società australiana di batterie a flusso di bromo di zinco chiamata Redflow si è concentrata sul mercato dei sistemi di decarbonizzazione militare statunitense.

CleanTechnica ha versato molto inchiostro sull’esercito americano come uno dei primi ad adottare e promuovere la tecnologia pulita, e le batterie a flusso hanno il potenziale per accelerare le aspirazioni di zero emissioni nette del Pentagono.

Tra gli altri progetti di batterie a flusso al suo attivo, Redflow ha stretto rapporti con la società Ameresco, che ha fornito alle strutture militari statunitensi revisioni energetiche di assoluta eccellenza. Le due società stanno collaborando ad un contratto da 2,83 milioni di dollari con il Dipartimento della Difesa per la fornitura di un prototipo di microrete alimentata a energia solare e di un sistema energetico di lunga durata alla base della Stewart Air National Guard a New York.

Con un intervallo previsto compreso tra 1,2 e 1,4 megawattora per la batteria Redflow, il sistema di microrete può sembrare relativamente piccolo. Tuttavia, potrebbe avere un impatto enorme sulla decarbonizzazione militare, considerando che Stewart è solo una delle oltre 450 strutture di proprietà del Dipartimento della Difesa in tutto il mondo.

Il progetto Redflow-Ameresco è specificamente finalizzato a dimostrare come le strutture esistenti possano essere adattate con microreti. Se tutto andrà secondo i piani, la microrete abilitata alla batteria di flusso migliorerà anche la resilienza della rete nelle comunità attorno alle strutture del Dipartimento della Difesa.

“La microrete fornirà inoltre una risorsa solare e di stoccaggio dispacciabile in grado di raggiungere il picco di riduzione e sostenere gli obiettivi di energia pulita dello Stato di New York”, spiega Redflow. “In caso di successo, la soluzione potrebbe essere implementata in numerose strutture del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e in infrastrutture critiche in tutto il mondo.

Cos’è l’unità di innovazione della difesa di cui parli?

Il progetto rientra sotto l’ala protettrice della Defense Innovation Unit del Dipartimento della Difesa, che si autodefinisce “l’unica organizzazione del Dipartimento della Difesa focalizzata esclusivamente sull’implementazione e l’espansione della tecnologia commerciale nell’esercito statunitense a velocità commerciali”.

La DIU è stata fondata durante l’amministrazione Obama. Finora ha funzionato come un ufficio separato “un po’ separato” dal resto del Dipartimento della Difesa, come descritto dalla testata giornalistica Rottura della difesa.

Le cose stanno per cambiare. La DIU ha ottenuto un nuovo capo lo scorso aprile, Doug Beck, ex vicepresidente di Apple e capitano della Navy Reserve.

In un’intervista con Beck la scorsa settimana, Rottura della difesa il giornalista Jaspreet Gill ha osservato che la DIU si sta orientando verso un modello integrato che concentra maggiore attenzione sull’ampliamento della tecnologia esistente per colmare le lacune strategiche.

“Si tratta di prendere la capacità che abbiamo costruito durante DIU 2.0 di risolvere problemi militari reali con la tecnologia commerciale e renderli dispiegabili e scalabili per il combattente, prendendo quella capacità ora e applicandola per effetti strategici”, ha detto Beck a Gill.

Resta da vedere se le batterie a flusso di zinco-bromo siano adatte o meno a questo scopo, anche se le ruote Redflow-Ameresco sono già in movimento. Le applicazioni militari per lo stoccaggio di energia di lunga durata creano da sole un enorme mercato, oltre agli usi civili su larga scala.

Anche il mercato dello stoccaggio domestico dell’energia è allettante, poiché il costo e le dimensioni della tecnologia delle batterie a flusso stanno diminuendo.

È un peccato che Exxon non sia rimasta a vedere in azione i frutti della sua fase iniziale di ricerca, ma questo dipende da loro.

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