Secondo l’analisi condotta presso il National Renewable del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE), i sistemi idroelettrici di stoccaggio con pompaggio a circuito chiuso si classificano come quelli che hanno il potenziale più basso da aggiungere al problema del riscaldamento globale per lo stoccaggio di energia quando si tiene conto degli impatti completi dei materiali e della costruzione Laboratorio Energetico (NREL). Questi sistemi si basano sull’acqua che scorre tra due serbatoi per generare e immagazzinare energia.
Questi risultati, riportati nella rivista Scienze e tecnologie ambientali, fornire informazioni precedentemente sconosciute su come l’energia idroelettrica di stoccaggio pompata a circuito chiuso, che non è collegata a un corpo idrico esterno, si confronta con altre tecnologie di stoccaggio su scala di rete.
Un sistema idroelettrico pompato a circuito chiuso si basa su un serbatoio superiore e inferiore. Grafica di Al Hicks, NREL
L’aumento della capacità di accumulo di energia può supportare una maggiore quantità di produzione di energia rinnovabile sulla rete elettrica. Poiché le fonti rinnovabili come l’eolico e il solare non generano elettricità in modo continuo, esiste il rischio di riduzione, in cui l’elettricità in eccesso viene prodotta ma non può essere utilizzata. Lo stoccaggio aiuterà questa generazione di elettricità in eccesso e fornirà un cuscinetto tra domanda e offerta, assicurando che più elettricità rinnovabile raggiunga i consumatori.
Il documento, “Life Cycle Assessment of Closed-Loop Pumped Storage Hydropower in the United States”, è stato scritto da Daniel Inman, Gregory Avery, Rebecca Hanes, Dylan Hettinger e Garvin Heath, tutti membri dello Strategic Energy Analysis Center del NREL.
“L’energia idroelettrica con pompaggio a circuito chiuso ha dimostrato di essere il più piccolo emettitore di gas serra”, ha affermato Inman.
I ricercatori hanno analizzato il potenziale di riscaldamento globale (GWP) delle tecnologie di accumulo di energia, che attualmente rappresentano un collo di bottiglia che inibisce l’uso finale della generazione di elettricità rinnovabile. Lo stoccaggio può aiutare ad aumentare la capacità della rete di accogliere le energie rinnovabili come l’eolico e il solare. L’energia idroelettrica ad accumulo con pompaggio si distingue come tecnologia consolidata, ma sono disponibili informazioni limitate sulle emissioni di gas serra associate al suo utilizzo. Lo studio NREL fornisce una valutazione del ciclo di vita della nuova energia idroelettrica di stoccaggio con pompa a circuito chiuso negli Stati Uniti e ne valuta il GWP.
L’energia idroelettrica di accumulo pompato viene confrontata con altre quattro tecnologie: accumulo di energia ad aria compressa (CAES), batterie agli ioni di litio su scala industriale (LIB), batterie piombo-acido (PbAc) su scala industriale e batterie a flusso redox al vanadio (VRFB). L’energia idroelettrica con pompaggio e CAES sono progettati per lo stoccaggio di lunga durata, mentre le batterie sono destinate a essere utilizzate per un periodo di tempo più breve.
“Non tutte le tecnologie di stoccaggio dell’energia forniscono gli stessi servizi”, ha affermato Inman. “Abbiamo esaminato lo stoccaggio di energia ad aria compressa, che consente lo stoccaggio di energia su scala di rete e fornisce servizi come l’inerzia e la resilienza della rete. Ma l’energia idroelettrica di stoccaggio pompato è circa un quarto delle emissioni di gas serra rispetto all’aria compressa.
Nell’esaminare l’energia idroelettrica ad accumulo pompato, i ricercatori hanno modellato le loro scoperte sulla base di 39 progetti preliminari provenienti da 35 siti proposti negli Stati Uniti contigui. Si presumeva che l’impianto idroelettrico medio di stoccaggio con pompa a circuito chiuso avesse una capacità di stoccaggio di 835 megawatt e una media stimata di 2.060 GWh di energia immagazzinata fornita annualmente. Lo scenario di base presupponeva inoltre che il mix di elettricità provenisse interamente da tecnologie rinnovabili.
I ricercatori hanno calcolato il GWP attribuito a 1 kWh di elettricità immagazzinata consegnata al punto di connessione della sottostazione di rete più vicino. Hanno stimato che il GWP per l’energia idroelettrica con pompaggio varia dall’equivalente di 58 a 502 grammi di anidride carbonica per kWh. L’energia idroelettrica ha offerto il GWP più basso in base all’unità funzionale, seguita da LIB, VRFB, CAES e PbAc. Hanno anche stabilito che alcune decisioni possono avere un impatto sostanziale. Ad esempio, costruire su un sito dismesso piuttosto che su un sito verde può ridurre il GWP del 20%.
Il Water Power Technologies Office del DOE ha finanziato la ricerca.
NREL è il principale laboratorio nazionale del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per la ricerca e lo sviluppo di energie rinnovabili ed efficienza energetica. NREL è gestito per DOE dall’Alliance for Sustainable Energy LLC.
Per gentile concessione di NREL.
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