Stoccare l’energia eolica sotto terra, per utilizzarla nel momento di picco della domanda. È il progetto ideato dal Department of Energy’s Pacific Northwest National Laboratory, PNNL, insieme al Bonneville Power Administration, agenzia federale che si occupa di gestire l’energia dalla diga di Bonneville, sul fiume Columbia. Secondo lo studio realizzato dalla BPA, infatti, circa 85.000 abitazioni nel Pacific Northwest potrebbero essere rifornite di energia eolica, conservata in rocce porose a elevate profondità.

Il progetto potrebbe risolvere uno dei problemi principali della regione: i picchi produttivi più alti si rilevano, infatti, durante la notte, quando la domanda di energia è molto esigua. Comprimere l’energia in impianti di stoccaggio potrebbe rivelarsi fondamentale per l’area: gli stock, inoltre, sarebbero in grado di autoregolarsi e passare da una fase di accumulo a una fase di rilascio in pochi minuti, in modo da adattarsi anche alle diverse condizioni delle giornate.

Gli impianti di stoccaggio a aria compressa lavorano allo stesso modo: quando l’alimentazione è abbondante, viene prelevata dalla rete elettrica e usata per gonfiare un compressore d’aria di grandi dimensioni, che la spinge in pressione all’interno di una struttura geologica di stoccaggio sotterraneo. Quando la richiesta di energia diventa invece abbondante, l’aria accumulata viene rilasciata fino alla superficie, dove viene riscaldata tramite turbine per generare elettricità. L’energia compressa negli impianti di stoccaggio si può ri-generare fino all’ 80% rispetto alla sua potenza di partenza.

In questo momento, esistono due impianti di stoccaggio ad aria compressa: un impianto per immagazzinare energia in Alabama, e un altro in Germania, che invece sfrutta le caverne di sale artificiali come sede dello stock. Lo studio PNNL-BPA ha adottato invece un approccio diverso, utilizzando bacini di roccia porosa naturale posti molto in profondità. Dopo aver analizzato passo passo la provincia di Columbia Plateau, dove si trova uno spesso strato di basalto vulcanico che copre gran parte della regione, il team ha esaminato serbatoi di basalto sotterranei ad almeno 1.500 metri di profondità, con 30 metri di spessore e posti relativamente vicino a linee di trasmissione ad alta tensione. Dopo, grazie ai dati già in possesso del team sui pozzi perforati alla ricerca di gas naturale, i ricercatori sono riusciti a selezionare le zone più sfruttabili, tramite un software che simula il flusso dei liquidi sotto terra.

L’analisi ha individuato due luoghi particolarmente promettenti nella zona est di Washington, molto diversi per caratteristiche: uno a nord di Boardman, Oregon, chiamato Columbia Hills Site, su un fianco del fiume Columbia. Il secondo, chiamato Yakima Minerals Site, è a circa 16 km a nord di Selah, Washington, in una zona chiamata la Yakima Canyon. I due siti potrebbero essere usati quindi in modo diverso: il primo, infatti, è collegato a una conduttura di gas naturale nelle vicinanze, cosa che lo rende adatto a un impianto di energia aria compressa convenzionale, mentre il secondo non ha accessi del genere.

I ricercatori, quindi, hanno pensato a un metodo diverso per lo Yakima Mineral Site, che usi l’energia geotermica: un impianto ibrido che estrarrebbe il calore geotermico dal profondo sottosuolo per alimentare un refrigeratore che raffreddi compressori d’aria della struttura, rendendoli più efficienti. L’energia geotermica, inoltre, potrebbe anche riscaldare nuovamente l’aria che ritorna in superficie. Pete McGrail, direttore del progetto, ha spiegato:

La combinazione di energia geotermica, con accumulo di energia ad aria compressa è un concept creativo che è stato sviluppato per affrontare i problemi d’ingegneria presso il Minerals Sito Yakima. Il nostro concetto di impianto ibrido espande in modo significativo l’energia geotermica di là del suo uso tradizionale come una tecnologia di base per la generazione di energia rinnovabile.

Lo studio indica che questi metodi potrebbero fornire energia per periodi prolungati di temppo. Un dato importante per il team, dato che il Pacific Northwest registra un abbondanza di energia eolica e idroelettrica in primavera, quando la neve si scioglie in modo massiccio e il vento è al massimo della potenza: una quantità di energia che il sistema attualmente non è in grado di assorbire e che può essere stoccata per momenti di calo della produzione. Grazie alla collaborazione con Northwest Power and Conservation Council, BPA utilizzerà i dati economici dallo studio per effettuare un’analisi più approfondita dei benefici netti del progetto: questi risultati potrebbero essere utilizzati da una o più società di servizi regionali, per sviluppare un primo modello di impianto di stoccaggio.

13 giugno 2013
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