Tecnologie energetiche per un futuro a basse emissioni di carbonio

Con l’aumento della produzione di combustibili rinnovabili, idrogeno ed elettricità rinnovabile, i sistemi di accumulo dell’energia a batteria fungono da asset ricaricabili che immagazzinano energia da più fonti, tra cui pannelli solari, turbine eoliche e la rete elettrica. Questi sistemi si caricano quando la produzione di energia rinnovabile supera la domanda o quando i prezzi dell’elettricità sono bassi, per poi rilasciare energia durante i periodi di picco della domanda. 

I sistemi di accumulo forniscono energia di backup durante le interruzioni della rete, contribuendo al contempo a ridurre il consumo di energia e l’impronta di carbonio. Le organizzazioni possono rivendere l’energia immagazzinata in eccesso alla rete, partecipare a programmi di risposta alla domanda e fornire servizi ausiliari come la regolazione della frequenza e il supporto della tensione.

Le risorse energetiche distribuite sono risorse di domanda o fornitura di elettricità su piccola scala in genere situate vicino ai siti di utilizzo dell’elettricità. Esempi comuni includono pannelli solari sul tetto, turbine eoliche, sistemi di accumulo dell’energia a batteria, caricatori per veicoli elettrici, celle a combustibile e generatori di backup. Queste risorse si collegano alla rete pubblica per migliorare l’affidabilità e la resilienza di sistemi energetici più ampi.

Durante i picchi di consumo, le risorse energetiche distribuite aiutano le utility a bilanciare i carichi di rete per evitare interruzioni. Quando aggregate in centrali elettriche virtuali, le risorse energetiche distribuite possono operare come risorse unificate che partecipano ai mercati elettrici all’ingrosso, fornendo al contempo servizi di stabilizzazione della rete.

Una centrale elettrica virtuale aggrega le capacità di diversi tipi di risorse energetiche distribuite attraverso piattaforme avanzate di software, comunicazione e controllo. La flotta combinata di installazioni solari, turbine eoliche, sistemi di batterie e carichi flessibili opera come una singola risorsa unificata che può essere dispacciata per soddisfare le esigenze della rete. Un’autorità centrale gestisce la centrale elettrica virtuale utilizzando piattaforme basate su cloud che raccolgono dati in tempo reale da migliaia di dispositivi collegati. Algoritmi sofisticati determinano i tempi ottimali per generare, immagazzinare o consumare elettricità in base alle condizioni della rete, ai prezzi di mercato e alle preferenze dei partecipanti.

L’idrogeno e i carburanti a base di idrogeno possono ridurre significativamente le emissioni, specialmente in settori difficili da decarbonizzare in cui l’elettrificazione diretta rappresenta una sfida. La produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio è solitamente definita come “blu” o “verde”. 

L’idrogeno blu è prodotto con metodi convenzionali, utilizzando la tecnologia di cattura del carbonio per ridurre le emissioni di CO₂. 

L’idrogeno verde viene prodotto utilizzando fonti di energia rinnovabile come l’energia eolica o solare attraverso l’elettrolisi, in cui l’elettricità separa l’acqua in idrogeno e ossigeno senza generare emissioni di carbonio.

I combustibili rinnovabili riducono le emissioni di carbonio utilizzando materie prime rinnovabili che riciclano la CO₂ atmosferica recentemente assorbita, anziché rilasciare nuovo carbonio fossile. Sono prodotti attraverso efficienti processi di upgrading come Honeywell Ecofining® che trasformano gli oli di scarto, la biomassa solida e altre abbondanti fonti di scarto in carburanti ad alta densità energetica e a basse emissioni di carbonio. Questi sostituti drop-in funzionano con i motori e le infrastrutture di rifornimento esistenti senza necessità di modifiche, consentendo alle flotte già in uso di soddisfare le esigenze di trasporto e contribuendo al contempo a ridurre le emissioni di gas serra nel ciclo di vita.