Nuovi stabilimenti immettono l’acqua in pressione nel sottosuolo durante la notte per poi inviarla in turbina di giorno. È questa l’idea che ha avuto Aaron Mandell, il titolare di Quidnet, una start-up texana che sta cercando di farsi largo nel business dei sistemi per lo stoccaggio dell’energia, un settore in crescita che negli Stati Uniti conta 221 megawatt di potenza installati solo nel 2015.
Il principio è lo stesso delle centrali idroelettriche “large hydro,” o meglio “pumped hydro.”
Questi sono dei grandi complessi idroelettrici che, quando la domanda e il prezzo dell’energia sono elevati (generalmente di giorno), riversano l’acqua del serbatoio di monte nelle turbine e generano elettricità, mentre quando l’energia è prodotta in eccesso e la domanda e il prezzo sono bassi (generalmente di notte), attivano delle pompe idrauliche che prelevano acqua dal serbatoio di valle e ricaricano quello di monte con una spesa minima.
In questo modo è possibile conservare l’elettricità presente in eccesso nella rete, immagazzinandola in forma di energia potenziale nel bacino di monte.
A giorno d’oggi il ruolo del pumped hydro è essenziale per accogliere il boom delle fonti rinnovabili e il loro apporto energetico, che non può essere regolato direttamente in quanto dipende da fenomeni naturali intermittenti, quali vento e radiazione solare.
Ma i luoghi del pianeta dove costruire i laghi artificiali sono praticamente esauriti e ora servono urgentemente dei nuovi metodi per lo stoccaggio dell’energia rinnovabile.
Ed è qui che si pone la tecnologia della Quidnet.
Per cominciare, si individua nel sottosuolo un bacino chiuso di rocce porose — l’ideale sono i giacimenti di idrocarburi ormai esausti. Successivamente si costruiscono i circuiti di pompaggio e di estrazione, rispettivamente dotati di pompe fluidodinamiche e turbine idrauliche.
Azionando le pompe, il serbatoio sotterraneo viene prima riempito di acqua, poi vengono chiuse le valvole a bocca di pozzo e l’intero bacino viene portato al valore di pressione desiderata.
A questo punto, quando il prezzo dell’energia è elevato, il fluido pressurizzato viene liberato in turbina, generando elettricità, mentre quando il prezzo dell’energia è basso vengono attivate le pompe, che riportano il bacino ad alti valori di pressione.
Una sorta di “pumped hydro rovesciato,” in cui il serbatoio di mandata coincide con il vecchio giacimento, mentre il serbatoio di valle è sostituito dalla rete idrica superficiale.
https://twitter.com/AaronMandell/status/696024268551753728
La Quidnet adesso mira a sfruttare cavità profonde oltre 1,5 km per ottenere delle riserve con capienza anche superiore ai 300 m3.
Con queste spera di immagazzinare fino a 35 MWh di carico idraulico a valle di un periodo di funzionamento massimo di 10 ore consecutive, oltre le quali si rende necessario una ricarica della durata di 14 ore.
Insomma, si tratta di una tecnologia molto originale e promettente, che però prende spunto dagli impianti geotermali e dalla lunga letteratura tecnica che li ha accompagnati per quasi un secolo.
Proprio quest’ultima indica come i punti critici di un simile progetto siano l’identificazione di un bacino di rocce effettivamente chiuso e di un intervallo di pressione accettabile.
Va detto infatti che il rischio più verosimile è quello del fracking — ossia la fratturazione delle rocce a causa di pressioni del fluido troppo elevate — un fenomeno molto discusso e probabilmente pericoloso, che però non si dovrebbe verificare se ci si attiene ai valori operativi del vecchio stabilimento petrolifero (dovrebbero ancora essere conservati in qualche ufficio pubblico).
Infine, c’è dell’ironia nel fatto che il cosiddetto “underground hydro” sfrutti i giacimenti di idrocarburi ormai giunti al termine: la sua strategia progettuale è quasi la metafora dei piccoli impianti rinnovabili che cercano di farsi largo laddove una volta i grandi impianti fossili la facevano da padrone.
Quasi a conferma di tutto ciò, Aaron Mandell ha dichiarato: “Il nostro scopo è di permettere alle fonti rinnovabili come il solare e l’eolico di subentrare nel mercato dell’energia in percentuali molto maggiori di quelle odierne.”