Dal carbone all’accumulo termico: Cavriglia proietta la Toscana nel futuro dell’energia

Ciorra (Enel): «Questa soluzione permette di rendere più affidabili, flessibili e resilienti le rinnovabili e può essere utilizzata per decarbonizzare settori che necessitano di calore ad alte temperature»

[4 Novembre 2022]

Nella centrale Enel di Santa Barbara, a Cavriglia (AR), è stato inaugurato oggi un impianto per l’accumulo di energia termica nelle rocce (Thermal energy storage, Tes) unico al mondo: è il primo nel suo genere ad essere realizzato non come prototipo ma su scala industriale, già perfettamente funzionante.

Può immagazzinare fino a circa 24 MWh di calore a una temperatura di circa 550°C, per 5 ore. Quanto basta per garantire un’ottima flessibilità operativa alla centrale a ciclo combinato di Santa Barbara, alimentata a gas, ma soprattutto con enormi potenzialità per quanto riguarda l’impiego combinato con fonti energetiche rinnovabili. Un’idea nata nel 2018 grazie alla collaborazione tra il gruppo Enel e la start-up israeliana Brenmiller energy, proseguito nonostante le difficoltà arrecate alla pandemia a sinergie internazionali come questa o adesso giunta finalmente a maturazione.

«Questa soluzione permette di rendere più affidabili, flessibili e resilienti le rinnovabili e può essere utilizzata per decarbonizzare settori che necessitano di calore ad alte temperature – spiega Ernesto Ciorra, direttore Innovability di Enel – Inoltre, non comporta alcun utilizzo di materiali rari e può essere realizzata ricorrendo a pietre disponibili in ogni parte del pianeta, quindi è scalabile in maniera sostenibile ovunque».

Come funziona? Concettualmente è molto semplice: in fase di carica, il calore – sotto forma di vapore proveniente a 550 °C dalla centrale – passa attraverso tubi immersi in rocce frammentate e le scalda; in fase di scarica, il calore accumulato dalle rocce viene rilasciato, scaldando acqua in pressione e generando nuovamente vapore da mandare in turbina per produrre nuova elettricità. Poi il ciclo ricomincia, con la stessa acqua in ricircolo.

Un processo che garantisce flessibilità alla centrale, modulando la potenza erogata a seconda delle esigenze di mercato mantenendo sempre un’elevata efficienza di funzionamento. L’innovativa tecnologia è stata testata a livello industriale proprio a Cavriglia in quando la centrale di Santa Barbara rappresenta un impianto di grande taglia, che lavora con gradienti termici molto elevati e assai complesso La buona notizia è che, se si può impiegare con successo qui, Tes può trovare applicazioni ovunque e per molteplici scopi.

Le rocce ad esempio possono essere riscaldate usando il vapore come vettore, ma al suo posto è possibile impiegare anche resistenze attraversate dall’elettricità prodotta a partire dal fotovoltaico o da altre fonti rinnovabili;  di grande interesse è anche il possibile abbinamento con le centrali geotermiche, dove Tes permetterebbe di accumulare calore in eccesso utilizzandolo poi per surriscaldare ulteriormente il vapore geotermico da mandare in turbina quando invece è necessario produrre più energia.

Ancora: il calore accumulato in Tes può essere impiegato tal quale creando sinergie con industrie che hanno bisogno di flussi elevati di energia termica, ma può essere utilizzato anche per generare vapore e da lì energia elettrica.

Il tutto con la più ampia scalabilità e flessibilità tecnologica. Nel caso di Santa Barbara il Tes è costituito da un insieme di celle riempite con rocce e collegate tra loro a formare dei cosiddetti B-cube da 8 tonnellate l’uno. A Cavriglia l’accumulo è costituto da 76 di questi B-cube, posti all’interno di una semplice struttura costruita a fianco della centrale. Ma in altri contesti, con altre temperature da gestire, anziché rocce avrebbero potuto essere impiegati anche sabbia, sali o conglomerati cementizi: in ogni caso tutti materiali non pericolosi, facili da reperire e che non si degradano nel tempo.

«Questa inaugurazione – commenta Eugenio Giani, presidente della Regione – conferma che il territorio toscano ha un ruolo centrale per l’energia, sia per la produzione che per l’innovazione. Accogliere la sostenibilità significa oggi far bene all’ambiente, attrarre investimenti e creare valore, per questo siamo particolarmente contenti della scelta di Enel di testare qui a Santa Barbara, da sempre terra di lavoro e di ingegno, nuove tecnologie che potranno essere applicate su scala mondiale».

Un segnale molto incoraggiante per la transizione ecologica, pure per quei luoghi dove sembra difficile anche solo immaginarla. Dal XIX secolo al 1994 a Cavriglia si estraeva carbone (lignite), prima per dare energia all’industria siderurgica del Valdarno e poi per alimentare la centrale di Santa Barbara, che nel tempo è passata a bruciare prima olio combustibile e infine gas naturale. Adesso il futuro parla di accumulo termico, rinnovabili e riqualificazione paesaggistica.

Dal 2017 Enel è infatti impegnata con l’amministrazione locale in un progetto condiviso di riassetto del territorio, un percorso cui adesso si aggiungeranno ben 20 milioni di euro provenienti dal Pnrr. All’interno di questa complessa transizione ecologica, Tes rappresenta un fiore all’occhiello.

«È un onore per la Toscana e per il nostro Comune poter essere protagonisti in questo progetto unico al mondo – osserva il sindaco di Cavriglia, Leonardo Degl’Innocenti o Sanni – Grazie all’esperienza maturata e messa a disposizione sul nostro territorio, i costi energetici di imprese e cittadini possono essere contenuti in modo sostenibile».