In Finlandia è stata installata la più grande batteria di sabbia la mondo. Il modello, inaugurato a Pornainen, è alto 13 metri e largo 15 e contiene 2.000 tonnellate di steatite (pietra ollare) frantumata in sabbia. Complessivamente, questo sistema può immagazzinare fino a 100 MWh di energia per settimane, una capacità sufficiente a riscaldare l’intero centro di una città anche nel pieno dell’inverno nordico. L’accumulo di energia, specialmente quello a lungo termine, sta diventando sempre più essenziale man mano che le reti energetiche globali dipendono maggiormente da fonti variabili come il vento e il sole. I sistemi di accumulo possono catturare l’energia in eccesso per poi reimmetterla nella rete quando la domanda supera l’offerta. Nuovi tipi di batterie, come quella a sabbia, vengono sperimentate e prodotte per ovviare a problemi di efficienza ma anche per questioni di carattere ambientale e sociale.
L’impianto, gestito dalla società finlandese Polar Night Energy, è entrato [1] in funzione nel giugno di quest’anno: ha una potenza termica di 1 MW e una capacità di accumulo di energia di 100 MWh. Questo sistema [2] innovativo utilizza circa 2.000 tonnellate di un materiale sabbioso, in questo caso steatite frantumata, un sottoprodotto della lavorazione del produttore finlandese di caminetti Tulikivi. Così, la batteria immagazzina l’energia in forma di calore con temperature che arrivano fino a 600°C. L’energia termica accumulata viene utilizzata per alimentare il sistema di riscaldamento di Pornainen, contribuendo – nell’ipotesi più grave che non vi sia accumulo – a coprire quasi un mese di fabbisogno in estate e circa una settimana in inverno. Si prevede che questa soluzione ridurrà le emissioni annuali di CO2 di circa 160 tonnellate, ovvero quasi il 70%, eliminando completamente l’uso di petrolio e riducendo il consumo di cippato di legno del 60%.
Una batteria di sabbia [3]è un sistema di accumulo di energia termica. A differenza delle batterie al litio che immagazzinano energia chimica, la batteria di sabbia immagazzina energia termica viene conservata in un grande serbatoio isolato riempito di sabbia. Il principio è semplice: l’elettricità in eccesso proveniente da fonti rinnovabili (come pannelli solari o turbine eoliche) viene usata per riscaldare il materiale sabbioso attraverso un sistema di resistenze. Il materiale, grazie alla sua elevata capacità termica, è in grado di immagazzinare il calore per lunghi periodi con perdite minime. Quando necessario, l’aria calda viene estratta e utilizzata per riscaldare l’acqua del sistema riscaldamento.
Le batterie di sabbia hanno costi [4] di produzione notevolmente inferiori, stimati tra i 10 e i 20 dollari per kWh di capacità termica, a fronte dei 135-200 dollari per kWh delle batterie al litio. Questo è dovuto all’utilizzo di materiali abbondanti ed economici come la sabbia, a differenza dei minerali rari e costosi come il litio e il cobalto richiesti dalle batterie tradizionali. Le batterie di sabbia non contengono sostanze chimiche tossiche, la sabbia non si degrada con l’uso e non richiedendo complessi processi di smaltimento. Le batterie al litio, invece, presentano un impatto significativo a causa dell’estrazione dei minerali e della difficoltà di smaltimento. L’efficienza [5] termica di una batteria di sabbia si aggira tra l’85% e il 95% mentre l’efficienza di una batteria al litio è superiore per l’immagazzinamento di elettricità (90-95%) ma è più adatta a utilizzi a breve termine, perdendo l’energia accumulata in minor tempo rispetto alla batteria di sabbia, le quali invece hanno una maggiore capacità di tenere l’energia più a lungo. Il maggior tempo di immagazzinamento è importante per risorse energetiche che non sono tutti i giorni disponibili.
