Ogni anno sembra correre sempre più veloce, così come la tecnologia. Dall’invenzione della lampadina fino ai nuovi mezzi di trasporto, l’umanità continua a evolversi, mettendo in gioco la propria immaginazione e le proprie conoscenze per aprire nuove possibilità che prima sembravano semplicemente impossibili. Tuttavia, questo progresso inesorabile verso un futuro sempre più straordinario non può permettersi di lasciare indietro il Pianeta o qualcuno dei suoi abitanti: è per questo motivo che l’idea di innovazione odierna non può essere separata dalla sostenibilità.

Realizzare la transizione energetica per un futuro a zero emissioni nette è uno sforzo che ci riguarda tutti. L’obiettivo globale fissato dalle Nazioni Unite, per limitare il riscaldamento globale a 1,5°C entro il 2030, prevede la riduzione del 45% delle emissioni di gas a effetto serra. Per superare questa sfida, l’innovazione e il settore energetico sono destinati a svolgere un ruolo cruciale.

In questa corsa verso la sostenibilità, tecnologie come l’idrogeno verde, l’intelligenza artificiale e batterie sempre più efficienti sono oggi alcune delle opzioni più rivoluzionarie. Noi di Enel vogliamo contribuire attivamente agli sforzi a livello internazionale per combattere il cambiamento climatico attraverso la promozione di quelle tecnologie con il potenziale per proteggere il nostro futuro. Dal momento che l’anno è da poco terminato, vogliamo soffermarci sulle innovazioni che si sono rivelate le più promettenti durante il 2022.

1) Batterie agli ioni, per sfruttare tutta la potenza delle energie rinnovabili

Per qualche secondo, durante un soleggiato pomeriggio dello scorso aprile, le rinnovabili hanno stabilito un record per la principale rete elettrica della California: hanno fornito energia sufficiente a coprire il 94,5% della domanda. Tale momento è stato definito come una tappa fondamentale del percorso verso la decarbonizzazione. Ma che cosa accade quando il sole tramonta e il vento smette di soffiare?

Gestire la produzione altalenante di energia delle rinnovabili richiederà sistemi di stoccaggio economicamente vantaggiosi per ore o anche per giorni interi. Nuovi tipi di batterie a base di ferro, considerate dal MIT Technology Review una delle migliori dieci tecnologie all’avanguardia del 2022, potrebbero assolvere questo compito.

Nel contesto del suo impegno per sviluppare sistemi di accumulo per l’energia rinnovabile, Enel sta investendo in nuove batterie più efficienti e sostenibili, tra cui le batterie a base di ferro. Enel Green Power España collabora infatti con ESS, un’azienda con sede in Oregon che produce batterie in grado di stoccare energia tra le quattro e le dodici ore; un parco solare in Spagna è stato quindi dotato di 17 sistemi di batterie di flusso al ferro ESS di lunga durata, per una capacità combinata di 8,5 MWh.

In collaborazione con Form Energy, un’azienda con sede in Massachusetts, Enel sta anche lavorando a batterie a bassissimo costo e di lunga durata. Pensate per essere prodotte per meno di 20 dollari per kilowattora (una cifra più bassa anche rispetto alle previsioni più ottimistiche per le batterie agli ioni di litio), queste batterie di nuova generazione potranno erogare 1 MW di potenza per 150 ore.

Entrambi i progetti si basano su batterie che utilizzano il ferro, uno dei materiali più diffusi sul pianeta, al contrario di minerali più rari come il cobalto o il nichel. Questo vuol dire che in termini di produzione finale saranno più economiche di altri sistemi di accumulo, come le batterie agli ioni di litio e a flusso al vanadio. Nonostante ci siano ancora sfide da affrontare, se le batterie a base di ferro saranno adottate su larga scala con costi sufficientemente contenuti, potranno davvero contribuire ad alimentare sempre di più il mondo con energia rinnovabile.

2) Idrogeno verde, un alleato imprescindibile sulla strada della decarbonizzazione

C’è un altro pilastro energetico con un potenziale enorme per lo stoccaggio dei surplus di energia che derivano da fonti rinnovabili, oltre che per la decarbonizzazione dei settori per cui non è possibile procedere con l’elettrificazione, come quello dei trasporti pesanti: l’idrogeno verde.

L’Agenzia internazionale dell’energia (AIE) stima che sarà necessario produrre 34 milioni di tonnellate di idrogeno verde entro il 2030 per soddisfare gli impegni climatici dei governi, e fino a 100 milioni di tonnellate per ottenere la cosiddetta Carbon Neutrality entro il 2050, per un investimento totale di 700 miliardi di dollari.

I recenti picchi dei prezzi del gas naturale (aumentato di oltre il 70%) hanno contribuito a far crescere gli investimenti nella produzione di idrogeno verde; nel 2022 infatti 25 Paesi hanno destinato più di 70 milioni di dollari a questo settore. Secondo l’AIE, nelle regioni con un accesso a una serie di fonti rinnovabili di energia primaria e dipendenti da combustibili fossili di importazione, produrre idrogeno verde potrebbe già essere più vantaggioso economicamente rispetto all’idrogeno grigio.

Enel Green Power (EGP) contribuisce attivamente al raggiungimento di questi ambiziosi obiettivi globali, attraverso iniziative come il programma esclusivo NextHy Booster, che supporta nella fase di scale-up le startup che sviluppano soluzioni di idrogeno verde. Collaborazioni strategiche con partner come Fortescue Future Industries in America Latina e Australia, i gruppi Saras e Sapio in Italia o Highly Innovative Fuels in Cile sono altri accordi chiave a favore dell’impegno di Enel per promuovere l’innovazione dell’idrogeno verde.

3) L’intelligenza artificiale e la robotica per potenziare gli impianti rinnovabili

L’intelligenza artificiale (IA) può accelerare la transizione energetica rendendo i sistemi energetici più efficienti e più smart e ottimizzando i processi come la costruzione di impianti e la previsione delle interruzioni di energia, come descritto nel rapporto “Harnessing Artificial Intelligence to Accelerate the Energy Transition” (Utilizzare l’intelligenza artificiale per accelerare la transizione energetica) sviluppato dal Forum economico mondiale, BloombergNEF e Deutsche Energie-Agentur, in collaborazione con Enel. L’IA può anche aiutare le utility a fare offerte per l’energia rinnovabile sui mercati all’ingrosso, grazie all’ausilio di sistemi di previsione basati sull’apprendimento automatico rapidi e altamente precisi.

In combinazione con le tecnologie dell’automazione, la robotica avanzata sta già rivoluzionando il settore delle energie rinnovabili, per esempio in attività come la manutenzione delle turbine eoliche. In questo tipo di innovazioni Enel è in prima linea, come testimoniano le collaborazioni con startup come la lettone Aerones per lo sviluppo di tecnologie intelligenti operabili da remoto per svolgere attività di manutenzione nel settore dell’eolico in modo più economico, rapido e sicuro. Un altro partner di Enel, l’azienda britannica Perceptual Robotics, ha sviluppato una soluzione analoga, sfruttando la sinergia tra robotica, intelligenza artificiale e sistemi di apprendimento automatico, per automatizzare la manutenzione degli aerogeneratori e mantenerli in funzione sempre alla massima capacità.

Quello dell’energia idroelettrica è un altro settore che sta traendo beneficio dalla robotica smart: progetti in collaborazione con Enel come il WIreless Sensors for hYdro monitoring (WISY) utilizza dei droni per monitorare e manutenere gli impianti idroelettrici, attraverso un insieme di dati raccolti da una rete di sensori wireless.

Per sostenere ulteriormente questa tecnologia innovativa, Enel ha da poco inaugurato il suo nuovo laboratorio per l’IA e la robotica a Tel Aviv, in Israele, che si è già affermato come il più avanzato del network globale di innovazione di Enel. Questo Lab ha la funzione di sostenere le startup che si occupano dello sviluppo di tecnologie di IA e robotica per l’automazione e la digitalizzazione delle energie rinnovabili, nonché della ricerca di materiali innovativi e sostenibili.

4) Una simbiosi perfetta: l’agrivoltaico e le sinergie tra rinnovabili e agricoltura

Il contestuale uso del terreno per la generazione di energia solare fotovoltaica e l’agricoltura, una pratica conosciuta come agrivoltaico, dà vita a sinergie promettenti tra i due settori. Tra i vantaggi, registriamo che i pannelli solari possono contribuire ad attenuare le interferenze dei raggi ultravioletti sulle coltivazioni, ridurre il consumo di acqua aiutando il suolo a trattenere l’umidità e proteggere le piante da fenomeni atmosferici quali la grandine.

Le grandi superfici di terreno necessarie per le strutture legate all’energia solare sollevano preoccupazioni perché non permettono lo sviluppo di altre attività, come l’agricoltura. D’altra parte, si stima che i terreni coltivabili abbiano il maggiore potenziale solare mediano, per via di condizioni che hanno una ripercussione sull’efficienza dei pannelli solari, tra cui la temperatura, la velocità del vento e l’umidità. Questo utilizzo duplice dei terreni potrebbe rivelarsi quindi fondamentale per evitare che le attività agro-zoologiche e le installazioni per la produzione di energia solare si contendano uno stesso terreno.

In combinazione con gli sforzi per aumentare l’efficienza degli impianti fotovoltaici, l’agrivoltaico può anche contribuire a salvaguardare le risorse del suolo e ridurre la deforestazione.

Nel 2021, l’agrivoltaico è stato responsabile di una capacità solare di 14 GW, rispetto ai soli 5 MW del 2012. Recentemente, Enel Green Power ha lanciato un programma pilota che ha coinvolto nove impianti solari in Spagna, Italia e Grecia, con l’obiettivo di dimostrare i vantaggi reciproci della compresenza delle grandi strutture del solare e le attività agricole o di allevamento, al fine di garantire la tutela della biodiversità.

5) Avanzare verso il futuro con le soluzioni di elettrificazione

Nel 2021 il settore dei trasporti è stato responsabile del 37% di tutte le emissioni di CO₂ legate all’energia. Attualmente i trasporti si basano perlopiù sui combustibili fossili: infatti oltre il 90% dell’energia utilizzata è frutto della combustione di prodotti derivati dal petrolio greggio. Al fine di allineare il settore all’obiettivo globale delle zero emissioni nette, l’attuale modello di trasporti deve adottare tecniche di viaggio meno dispendiose in termini di anidride carbonica. Si tratta di un cambiamento radicale che deve avere la mobilità elettrica come pilastro.

Enel sta aiutando aziende come Mediaset, il gigante media, a compiere la transizione verso la mobilità elettrica. Recentemente Mediaset ha stretto un accordo con Enel X Way, la società di Enel che si occupa di mobilità elettrica, per creare, presso la propria sede di Cologno Monzese, un hub di ricarica composto da una rete smart che consiste in ben 210 stazioni di ricarica.

Soluzioni intelligenti come quella sviluppata da Enel X insieme a Optibus, una piattaforma software israeliana, permettono di ottimizzare il piano e i tempi di ricarica dei bus elettrici, vale a dire un passo importante verso l’elettrificazione delle flotte degli autobus urbani e verso l’obiettivo trasporti pubblici a emissioni zero nelle città.

La tecnologia per la mobilità sostenibile può anche essere utilizzata per altre applicazioni, in aggiunta ai trasporti: è questa la proposta che Enel Green Power sta sviluppando insieme a Nissan e all’azienda italiana Loccioni. Collegando batterie dei veicoli elettrici nuove e usate, il progetto Second Life è in grado di fornire energia (con una ricarica disponibile totale fino a 4 MW e un’energia accumulata massima di 1,7 MWh) a un impianto di Melilla, in Spagna.