L’importanza delle batterie nel processo di transizione verso le energie rinnovabili

Le batterie sono fondamentali nella transizione dell’economia globale grazie alla loro capacità di mantenere l’equilibrio tra la domanda e l’offerta all’interno del sistema energetico.

La chiave per la decarbonizzazione del mondo e la lotta al cambiamento climatico consiste nell’elettrificazione alimentata da fonti rinnovabili, vale a dire elettrificare le automobili (e-mobility), gli edifici e le città. Pertanto, la strada per il passaggio a un’economia green è rappresentata da un maggiore utilizzo di energia solare, eolica, idroelettrica e di altre tecnologie a basse emissioni di carbonio, come le auto elettriche, la capacità di stoccaggio e l’uso di microgrid e reti intelligenti. L’elettrificazione può contribuire a fermare il riscaldamento globale eliminando le emissioni di gas serra dall’ambiente. 

Tra tutte le tecnologie per l’energia pulita, oggi l’attenzione si concentra sulle batterie, una fonte di energia cruciale nel futuro dell’energia sostenibile. L’articolo spiega l’importanza e le applicazioni delle batterie. Vi presentiamo una selezione di prodotti , un marchio che fornisce ai clienti una gamma completa di prodotti elettronici, elettrici e di manutenzione con il massimo valore ed un prezzo contenuto, e di , un marchio che offre tecnologie innovative a prezzi competitivi.

Sistemi di accumulo dell’energia a batteria – batterie agli ioni di litio

A causa della crescente domanda di tecnologie energetiche pulite come le batterie, le turbine eoliche, i pannelli solari o i veicoli elettrici, si prevede che la produzione di minerali come il litio, il cobalto e la grafite aumenterà enormemente. Gli attuali progressi tecnici e le iniziative per l’elettrificazione dell’economia si basano molto sulle batterie agli ioni di litio (Li-ion). Grazie alle prestazioni, all’efficienza e alla sicurezza superiori rispetto alle batterie convenzionali, le batterie agli ioni di litio sono diventate la batteria preferita per la maggior parte delle auto elettriche.

La decarbonizzazione dell’industria dei trasporti e la crescente integrazione nella rete delle tecnologie di energia rinnovabile intermittente sono entrambe rese possibili dalla rapidità di reazione delle batterie, dal loro design modulare e dall’adattabilità dell’installazione. Il catodo (elettrodo positivo), l’anodo (elettrodo negativo) e l’elettrolita fungono da conduttori nelle batterie agli ioni di litio. Queste batterie sono attualmente utilizzate in tutti i settori, dai telefoni cellulari e computer alle auto elettriche. Sono molto più leggere, piccole e in grado di mantenere la carica rispetto alle precedenti forme di batterie ricaricabili.

Inoltre, i costi delle batterie stanno rapidamente diminuendo in tutto il mondo. Secondo , i prezzi delle batterie agli ioni di litio per uso residenziale su piccola scala, ad esempio, sono diminuiti di oltre il 60% in Germania dalla fine del 2014.

Il ruolo delle batterie nei sistemi di accumulo di energia

Le batterie consentono alle utility e ai gestori di rete di mantenere l’affidabilità del sistema elettrico colmando i vuoti lasciati dalla produzione variabile di impianti eolici e solari e prevenendo lo spreco di energia in eccesso.

Secondo , oltre a fornire risposta di frequenza, capacità di riserva, capacità di black-start (ripristino di un sistema elettrico) e altre funzioni di rete, i sistemi di batterie possono anche potenziare le mini-grid, facilitare “l’autoconsumo” di energia solare sui tetti e immagazzinare elettricità nei veicoli elettrici.

Casa virtuale batteria di stoccaggio di energia con casa pannelli solari fotovoltaici impianto, vento e ricaricabile li-ion backup di elettricità. Ricarica di un'auto elettrica su un sistema off-grid a isola di energia rinnovabile.

Accumulo di energia

Il contributo delle batterie alle energie rinnovabili è particolarmente importante in quanto l’energia solare ed eolica rappresentano ancora fonti di energia variabile in grado di generare quantità mutevoli di energia. Quando non c’è vento, o il sole è oscurato dalle nuvole o addirittura è tramontato per la notte, le batterie possono immagazzinare l’elettricità per continuare a funzionare. Queste possono immagazzinare l’energia raccolta in precedenza e utilizzarla in modo più economico.

Secondo , le batterie, che sono la tecnologia di stoccaggio con il più rapido tasso di crescita, saranno essenziali per raggiungere l’obiettivo dell’UE di ridurre del 55% le emissioni di gas serra entro il 2030.

Trasporti (mobilità elettrica)

Si prevede un aumento significativo della percentuale di veicoli a batteria. I veicoli elettrici e le batterie che li alimentano non solo eliminano i combustibili fossili dai nostri veicoli stradali, ma aumentano anche la quantità di energia rinnovabile intermittente nei sistemi di rete. È possibile che l’offerta di energia rinnovabile superi la domanda di elettricità della rete nei giorni particolarmente soleggiati o ventosi, poiché le batterie consentono di immagazzinare l’energia a lungo termine.

Negli ultimi due decenni, gli ioni di litio sono stati la batteria più utilizzata per caricare i veicoli elettrici. Secondo il , la domanda di batterie agli ioni di litio per l’alimentazione dei veicoli elettrici e l’accumulo di energia è cresciuta in modo esponenziale, passando da circa 0,5 GWh nel 2010 a quasi 526 GWh un decennio dopo. Per saperne di più sulle batterie per veicoli elettrici più utilizzate, leggete qui.

L’elettrificazione è una chiave per decarbonizzare i trasporti. In linea con , i nuovi veicoli leggeri dovrebbero produrre zero emissioni. Tuttavia, non tutte le nazioni si pongono gli stessi obiettivi. Per scoprire i progressi verso l’elettrificazione dei veicoli nei diversi Paesi, consultate .

Accumulo di energia nella rete

I veicoli elettrici non saranno utilizzati solo per il trasporto, ma ridurranno anche i costi dell’elettricità per coloro che hanno acquistato pannelli solari sul tetto della casa, siano essi investitori pubblici, aziendali o individuali. Infatti, quando le tariffe elettriche sono elevate, l’elettricità proveniente dalle batterie delle automobili parcheggiate può essere utilizzata per scopi domestici o addirittura venduta alla rete. Per saperne di più, leggete qui.

Batterie ricaricabili

Poiché una batteria ricaricabile può sostituire migliaia di batterie monouso, si può dire che esse sono molto efficaci nel ridurre l’impronta di carbonio. Tutte le batterie emettono nell’ambiente elementi tossici come mercurio, piombo e cadmio quando vengono smaltite in discarica, contaminando il suolo e l’acqua. Tuttavia, le batterie ricaricabili sono meno dannose per l’ambiente perché ne vengono prodotte meno e finiscono nel flusso dei rifiuti.

offre un’ampia gamma di alimentatori, inverter AC/DC, caricabatterie, batterie e molti altri articoli elettronici. Ad esempio, le batterie al piombo RND sono disponibili in diverse dimensioni e tensioni. sono anche la tecnologia di batterie più sostenibile dal punto di vista ambientale. La maggior parte di esse è costituita da oltre il 90% di materiale riciclato, il che le rende la tecnologia di accumulo dell’energia con il più basso impatto ambientale.

Batterie al piombo, RND

Caricabatterie, piombo-acido, RND

Caricatore di batteria, piombo-acido, RND Power

Batterie ricaricabili, RND

Le consentono di monitorare una serie di importanti parametri della batteria. Le batterie HY-Di offrono al consumatore un modo all’avanguardia per monitorare i carichi delle batterie agli ioni di litio da qualsiasi luogo e in qualsiasi momento online. È possibile utilizzare SM- o CAN-bus e la speciale HY-Di Battery Interface (HBI) utilizzando un browser internet per collegarsi alle varie batterie HY-Di tramite internet. 

Batterie Smart agli ioni di litio, HY-Di, HY-Line

Caricatore Smart di batterie HY-Di

Il futuro del mondo elettrificato

Molti dicono che il futuro è elettrico. Indubbiamente, presto il mondo sarà prevalentemente o addirittura totalmente elettrico. Pertanto, a fronte di questa crescente domanda di batterie, è necessario prevedere una riduzione dei costi in modo che il mondo produca un numero sufficiente di batterie e di tecnologie elettriche. Il modo per raggiungere questo obiettivo è trovare il sistema per ridurre la quantità di metalli nelle batterie che sono costosi, difficili da ottenere o problematici perché la loro estrazione ha un impatto negativo sull’ambiente. Per passare alla transizione ecologica, la società dovrebbe concentrarsi sul riciclaggio, migliorando così il riciclo delle batterie.

Domande frequenti

Perché le batterie sono importanti per le energie rinnovabili?

Il modo principale per immagazzinare l’energia rinnovabile è nelle batterie. A quanto pare, però, il loro sviluppo è rimasto indietro rispetto ai miglioramenti dell’energia eolica e solare, sebbene tali tecnologie, senza le batterie, funzionino con un’efficienza limitata. Le batterie consentono ai fornitori di servizi di raccogliere energia elettrica supplementare e di immagazzinarla per i periodi in cui le condizioni meteorologiche sono più avverse al rendimento dei pannelli solari o delle turbine eoliche.

Che ruolo hanno le batterie nella gestione delle fonti di energia rinnovabili, come l’energia solare ed eolica?

Nell’uso delle fonti di energia rinnovabili, le batterie consentono ai fornitori di servizi di raccogliere energia elettrica supplementare e di immagazzinarla per i periodi in cui i pannelli solari e le turbine eoliche non funzionano al meglio (il sole non splende o il vento non soffia).

Perché le batterie sono fondamentali nella transizione verso un sistema energetico a zero emissioni di carbonio?

La transizione verso un futuro più verde si concentrerà sulle energie rinnovabili le quali, per la maggiorparte utilizzano l’energia delle batterie. Le batterie stanno diventando una componente cruciale del trasporto sostenibile del futuro grazie ai progressi della tecnologia delle batterie. Inoltre, l’energia immagazzinata in queste batterie mobili può essere utilizzata sia per alimentare la casa che per stabilizzare la rete.

Quali sono le batterie utilizzate nelle energie rinnovabili?

Attualmente, le più diffuse sono le batterie al piombo e agli ioni di litio a ciclo profondo. Sono le due soluzioni più importanti per lo stoccaggio dell’energia rinnovabile.

Perché la tecnologia delle batterie è così importante per la creazione di auto elettriche?

Le auto elettriche funzionano grazie alle batterie. I veicoli elettrici sono più sostenibili grazie alla batteria, che li libera dalla dipendenza dai combustibili fossili. La batteria di un veicolo elettrico è un accumulatore di energia che immagazzina elettricità da fornire a un motore a corrente alternata o continua.

Quali sono le batterie utilizzate nelle auto elettriche?

Le batterie agli ioni di litio sono tipicamente utilizzate nelle auto ibride plug-in e nelle auto completamente elettriche. I veicoli completamente elettrici, quelli ibridi plug-in (PHEV) e ibridi richiedono tecnologie di stoccaggio dell’energia, nella maggior parte dei casi batterie (HEV).

In che modo le batterie immagazzinano l’energia?

Una batteria è un tipo di contenitore di energia che immagazzina energia chimica da convertire successivamente in energia elettrica. In ogni batteria si trovano una o più celle elettrochimiche all’interno delle quali avvengono reazioni chimiche che provocano un flusso di elettroni in un circuito generando corrente elettrica.

Come funziona l’energia delle batterie?

La batteria è un apparecchio che immagazzina energia chimica e la trasforma in energia elettrica. Nelle batterie gli elettroni si spostano da una sostanza (elettrodo) all’altra attraverso un circuito esterno durante le reazioni chimiche. Il flusso di elettroni può creare una corrente elettrica che viene impiegata per svolgere delle attività.

Le batterie sono una fonte di energia rinnovabile?

Anche se la corrosione delle batterie rilascia sostanze chimiche che contaminano le acque superficiali della falda acquifera e del suolo, esse possono essere utilizzate ripetutamente. In questo modo, l’energia contenuta nelle batterie ricaricabili proviene da fonti sostenibili, e poiché una batteria ricaricabile può sostituire migliaia di batterie monouso, queste ultime sono molto efficaci nel ridurre l’impronta di carbonio.

È possibile riciclare le batterie?

Le tipiche batterie monouso o ricaricabili, come le batterie a bottone e al litio, possono essere riciclate, ma l’accesso alle strutture di riciclaggio potrebbe non essere disponibile ovunque. Alcune batterie vengono riciclate più frequentemente di altre, quasi il 90% di tutte le batterie al piombo-acido viene riciclato. 

Le batterie al piombo-acido sono sostenibili?

Essendo il loro ciclo di vita chiuso e la loro riutilizzabilità multipla, le batterie al piombo-acido sono sostenibili. Una batteria usata viene consegnata a un riciclatore autorizzato, dove tutte le sue parti vengono recuperate, riciclate e vendute ai produttori di batterie. Ovviamente, la batteria del veicolo dell’utente è stata e continuerà a essere riciclata all’infinito grazie al ciclo “dalla culla alla culla”. Ricordiamo che lo smaltimento non corretto delle batterie al piombo acido può essere pericoloso sia per la salute umana che per l’ambiente.

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