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La prima centrale solare Uk nello spazio potrebbe vedere la luce nel 2050

Realizzare maxi centrali solari nello spazio in grado di produrre in energia pulita 24 ore su 24 per poi inviarla sulla Terra. È dalla fine degli anni 60 che, complice le fantascientifiche idee di Isaac Asimov, il mondo guarda a questo traguardo tecnologico. Ma ad oltre 50 anni dalla prima abbozzata proposta, tradurre tale concetto in realtà è ancora impossibile. Non mancano tuttavia promesse e progetti dedicati al fotovoltaico orbitale. E dopo gli annunci di Giappone e Cina, anche il Regno Unito si unisce alla partita dei sostenitori. Il governo britannico ha commissionato in questi giorni una nuova ricerca sulle centrali solari nello spazio o space-based solar power (SBSP). L’obiettivo? Capire se la tecnologia possa offrire una fonte di energia resiliente, sicura e sostenibile per il Paese.

Per poter trasformare l’idea in realtà è necessario non solo realizzare grandi saltelli fotovoltaici da lanciare in orbita; gli impianti devono anche essere dotati di sistemi per convertire l’energia solare raccolta in onde radio ad alta frequenza da trasmettere in sicurezza ai ricevitori a terra collegati alla rete elettrica. Lo studio, condotto da Frazer-Nash Consultancy, prenderà in considerazione l’ingegneria e l’economia di una tale struttura, la capacità di fornire energia a prezzi accessibili per i consumatori e la tecnologia e il know-hoc necessari alla costruzione. Uno dei maggiori problemi da superare è il montaggio degli enormi satelliti in orbita, impresa che non è mai stata tentata prima su questa scala.

“Il Sole non tramonta mai nello spazio, quindi un sistema fotovoltaico spaziale potrebbe fornire energia rinnovabile a qualsiasi parte del pianeta, giorno o notte, pioggia o sole. È un’idea che esiste da decenni, ma che si è sempre stata lontana”, ha commentato Graham Turnock, amministratore delegato dell’Agenzia spaziale britannica. “Il Regno Unito sta aumentando il suo status di attore globale nello spazio e abbiamo piani audaci per il lancio di piccoli satelliti nei prossimi anni. I sistemi SBSP potrebbero essere un’altra freccia per il nostro arco e questo studio ci aiuterà a stabilire se è giusto per il Paese”.

Il gruppo di ricerca studierà i principali progetti internazionali di satelliti solari, preparando un piano ingegneristico; il piano servirà ad implementare la prima centrale solare nello spazio operativa entro il 2050. Martin Soltau, Space Business Manager presso Frazer-Nash ha aggiunto: “Confronteremo gli SBSP con altre forme di energia rinnovabile, per vedere come possa contribuire ad un futuro mix di tecnologie energetiche pulite. Abbiamo anche lavorato con Oxford Economics, che ha una significativa esperienza nel settore spaziale e che fornirà ulteriori informazioni sulla valutazione economica del sistema e sui vantaggi per l’economia del Regno Unito”.

Fonte: https://www.rinnovabili.it

Un gruppo di ricercatori internazionali ha messo a punto materiali ispirati alla perovskite senza piombo per realizzare pannelli solari capaci di sfruttare la luce delle lampadine

Mano mano che l’Internet of Things e le tecnologie intelligenti entrano nelle nostre case e nei nostri uffici, cresce il bisogno di fonti energetiche che accompagnino questo sviluppo. Per offrire un’alternativa alle tradizionali batterie e alla rete elettrica, da tempo il mondo scientifico sta studiando le potenzialità del fotovoltaico da interno. L’idea è quella di convertire la luce delle normali lampadine in elettricità con cui alimentare sensori intelligenti o piccoli impianti demotici. Tuttavia, a causa delle diverse proprietà delle sorgenti luminose, i tradizionali materiali utilizzati per i pannelli solari non sono adatti al compito.

L’ultimo progresso in tal senso arriva da una ricerca condotta da Cina e Regno Unito. Gli scienziati dell’Imperial College di Londra, della Soochow University in Cina e dell’Università di Cambridge hanno studiato le potenzialità di nuovi materiali ispirati alle perovskiti senza piombo per realizzare assorbitori luminosi adatti alle condizioni indoor. Questi hanno una struttura simile alle tipiche perovskiti in alogenuro di piombo ma non contengono gli stessi ingredienti tossici. Un elemento che li rende più sicuri ma al contempo incapaci di raggiungere sotto il sole la stessa efficienza. Al contrario, possono rivelarsi più utili per il fotovoltaico da interno.

“Assorbendo in modo efficiente la luce proveniente dalle lampade che si trovano comunemente nelle case e negli edifici, i materiali che abbiamo studiato possono produrre elettricità con un’efficienza già nella gamma di tecnologie commerciali. Abbiamo anche identificato diversi possibili miglioramenti, che consentirebbero a questi materiali di superare le prestazioni delle attuali tecnologie fotovoltaiche per interni nel prossimo futuro”, ha spiegato dottor Robert Hoye, del Dipartimento dei materiali dell’Imperial.

Il team immagina un giorno di utilizzare questi elementi per alimentare telefoni, altoparlanti, dispositivi indossabili e sensori. “Oltre alla loro natura eco-compatibile, i nuovi materiali potrebbero essere processati su substrati non convenzionali come plastica e tessuto, che sono incompatibili con le tecnologie convenzionali”, afferma il coautore Vincenzo Pecunia della Soochow University. “Pertanto, potrebbero presto abilitare dispositivi senza batteria per il monitoraggio sanitario, case intelligenti e città intelligenti”. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Energy Materials

Fonte: https://www.rinnovabili.it

L’European Battery Alliance è una grande storia di successo, innovazione e sostenibilità. Italia in prima linea

Intervenendo all’European Conference on Batteries, il vicepresidente della Commissione europea per l’Unione energetica, Maros Šefčovič ha ricordato che «Quando abbiamo fondato l’European Battery Alliance nel 2017, molte persone hanno lottato perché l’Europa potesse sviluppare un’industria delle batterie competitiva a livello globale che potesse rivaleggiare e persino eclissare quelle di altre parti del mondo. Gli ultimi tre anni, tuttavia, ci hanno dimostrato che non solo è possibile, ma sta rapidamente diventando realtà. Abbiamo ancora molta strada da fare. Ma sono convinto che possiamo raggiungere il nostro obiettivo di autonomia strategica in questo settore industriale critico».

Šefčovič ha fatto una previsione impegnativa «Sono fiducioso che, entro il 2025, l’Ue sarà in grado di produrre abbastanza celle di batterie per soddisfare le esigenze dell’industria automobilistica europea, e anche per costruire la nostra capacità di esportazione. Sono consapevole che questo sia un grosso compito. Se riusciremo a raggiungere questo obiettivo, sarà in gran parte grazie a Battery Alliance; uno sforzo veramente collaborativo che richiede il pieno impegno di tutte le parti coinvolte. Questo ovviamente include gli Stati membri; con Germania, Francia e Italia in prima linea in questi sforzi. Vorrei quindi ringraziare i Ministri Peter Altmaier, Bruno Le Maire e Stefano Patuanelli per il loro duro lavoro in questa area veramente strategica».

Il ministro tedesco Altmaier aveva già detto che «Qui stiamo facendo la storia europea» e Šefčovič concorda: «L’Alleanza è stata creata per costruire una catena del valore delle batterie europee competitiva a livello globale, innovativa e sostenibile, pari a un valore di mercato previsto di 250 miliardi di euro entro il 2025. Un ecosistema di batterie europeo, a sua volta, non è fine a se stesso, ma una parte cruciale per rendere a prova di futuro la nostra economia nel suo complesso , in particolare il settore automobilistico. Con oltre 500 attori industriali, l’Alleanza è diventata un clamoroso successo in soli tre anni, trasformando l’Europa in un hotspot globale per le batterie. Nel 2019 ha attratto circa 60 miliardi di euro di investimenti lungo l’intera catena del valore, di cui 25 miliardi finora nel 2020; rispettivamente tre volte e due volte l’importo in Cina».

E per il vicepresidente della Commissione Ue questo è solo l’inizio: ora l’European Battery Alliance deve «Concentrarsi sulla finalizzazione dell’ambizioso secondo importante progetto di interesse comune europeo; proporre un nuovo quadro normativo a prova di futuro sulle batterie; rafforzare la resilienza delle nostre catene del valore dei materiali critici: garantire livelli adeguati di finanziamento della ricerca».

Per Šefčovič, l’Importante Progetto Comune di Interesse europeo (IPCEI) dedicato all’industria delle batterie è un punto di svolta: «Un potente strumento nella nostra cassetta degli attrezzi e una priorità assoluta per la Commissione europea. Il primo IPCEI incentrato sulle batterie, guidato dalla Francia e approvato lo scorso dicembre, ha coinvolto 7 Stati membri e 17 società. Ha rappresentato fino a 3,2 miliardi di euro di sovvenzioni, facendo leva su ulteriori 5 miliardi di euro di investimenti privati. Il secondo IPCEI, guidato dalla Germania, compie un ulteriore passo avanti, coinvolgendo 12 Stati membri e quasi 50 aziende che coprono l’intera catena del valore delle batterie. Si concentrerà sull’innovazione all’avanguardia, genererà crescita economica attraverso effetti spill-over e contribuirà alle priorità strategiche dell’U, in particolare il Green Deal».

Il vicepresidente slovacco della Commissione Ue ha sottolineato che tutto dovrà concentrarsi sulla sostenibilità: «Dobbiamo ridurre del 90% le emissioni nel settore dei trasporti se vogliamo raggiungere i nostri obiettivi climatici per il 2050. Ma sostituire semplicemente i veicoli a combustione interna con equivalenti elettrici non funzionerà. Le auto elettriche provocano ancora emissioni: in fase di produzione e attraverso la generazione di elettricità per alimentarle. La sola produzione di batterie rappresenta quasi la metà di queste emissioni; la produzione di acciaio è un altro significativo responsabile. Quindi, in Europa promuoveremo progetti orientati allo sviluppo di batterie verdi e acciaio verde competitivi in termini di costi. La nostra imminente strategia faro sulla mobilità sostenibile e intelligente rappresenterà un altro passo cruciale verso il trasporto a zero e a basse emissioni».

Per riuscirci sono già stati investiti ingenti finanziamenti in progetti industriali su vasta scala.

Circa 15 nuove gigafactoriesper produrre celle per batterie sono in costruzione in tutta Europa, comprese Italia, Francia, Germania, Ungheria, Polonia, Slovacchia e Svezia. Impianti che entro il 2025 forniranno celle sufficienti per alimentare almeno 6 milioni di veicoli elettrici.

Šefčovič ha fatto notare che «La portata degli investimenti, necessari per raggiungere questo obiettivo, è enorme. Ma, sulla scia della pandemia di Covid-19, rappresenta anche un’opportunità. E con NextGenerationEU, il nostro storico piano di ripresa da 750 miliardi di euro, che abbiamo presentato insieme a un bilancio rinnovato a lungo termine, abbiamo uno strumento già pronto per cogliere questa opportunità. Questo strumento sarà fondamentale poiché accelereremo la doppia transizione verde e digitale e gli investimenti nelle batterie possono aiutare a guidare la nostra ripresa e la resilienza a lungo termine. Per questo, dovremmo ricordare che i nostri punti di forza competitivi per le batterie risiedono nella sostenibilità e nell’innovazione».

All’interno del programma Horizon Europe, la Commissione europea intensificherà gli investimenti nelle batterie sostenibili e ad alte prestazioni di nuova generazione e Šefčovič ha anticipato che una parte significativa di Horizon sarà dedicata alle batterie de che «Questa ricerca industriale, che sarà guidata da una partnership dedicata alle batterie , unica nel suo genere , sarà un motore chiave verso una mobilità a zero e a basse emissioni. Tuttavia, gli investimenti non sono necessari solo per la produzione di celle della batteria, ma per l’intera catena di valore , tra cui: estrazione e lavorazione di materie prime critiche; produzione di materiali necessari per la produzione di celle di batteria come catodi, anodi e separatori; impianti di trattamento e riciclaggio a fine vita. Questo investimento contribuirebbe a portare l’equilibrio tra le forniture interne ed esterne nella produzione di celle di batteria. Dovremmo anche utilizzare i nostri strumenti commerciali e doganali per promuovere l’approvvigionamento locale, allontanandoci dalla pratica delle sospensioni dei dazi doganali, che dovrebbero essere concesse solo in circostanze eccezionali».

Ma, visto che molti di questi investimenti si accumuleranno nel 2023 o nel 2024, l’Unione europea deve dotarsi rapidamente di un nuovo quadro normativo sulle batterie e Šefčovič ha assicurato: «Manterremo il nostro impegno presentando una proposta (il mese prossimo), che garantirà che solo le batterie più ecologiche e sicure arrivino sul mercato dell’Ue. La nostra proposta fornirà un quadro completo ambizioso in materia di approvvigionamento trasparente ed etico delle materie prime, impronta di carbonio e riciclaggio delle batterie. E, primo del suo genere al mondo, stabilirà de facto uno standard globale in uno dei mercati globali in più rapida crescita e più critici».

Šefčovič ha concludo analizzando la Battery Alliance in una prospettiva più ampia: «Il suo successo ha dimostrato che abbiamo trovato la ricetta giusta per la nostra politica industriale del XXI secolo. E’ una ricetta che va seguita per creare un impatto altrettanto significativo al di fuori del settore delle batterie.A tal fine, stiamo adattando il quadro dell’alleanza e utilizzandolo come modello in altri settori strategici, come le materie prime critiche. Ho parlato anche all’evento di lancio dell’European Raw Materials Alliance, che mira a rafforzare la sicurezza delle nostre filiere di materie prime, garantendo al contempo standard di sostenibilità e responsabilità sociale. Per raggiungere questo obiettivo, non dobbiamo solo costruire partenariati strategici , ma anche aumentare l’approvvigionamento interno, sostenere l’innovazione per le alternative e diffondere la circolarità. Con i primi casi di investimento già emersi in 14 Stati membri, questa sarà una delle nostre massime priorità nei prossimi mesi e anni. Accolgo con favore il vostro sostegno nel trasformare la Raw Materials Alliance in un’altra storia di successo europea, che ci aiuti a guidare la ripresa e le nostre ambizioni a lungo termine. Ministri, onorevoli colleghi, finora abbiamo svolto collettivamente un ottimo lavoro. Ma abbiamo ancora molta strada da fare lungo il percorso verso un futuro veramente resiliente. E’ meglio percorrere questa strada insieme e non vedo l’ora di continuare la nostra stretta collaborazione».

Fonte: https://www.greenreport.it

Il vantaggio principale di questa innovazione consiste nell’utilizzo di molecole che richiedono una sintesi semplice e rapida, priva di solventi di processo e pertanto “green”

Apparentemente sembra una normale lastra di plexiglas trasparente. Ma con dentro un’idea meravigliosa: una dispersione di materiale organico che agisce da concentratore solare a luminescenza (LSC). In sostanza produce energia. L’invenzione rientra nei building integrated photovoltaics – fotovoltaico architettonicamente integrato – che consiste nella progettazione di soluzioni innovative per integrare dispositivi di conversione dell’energia solare in energia elettrica direttamente all’interno degli edifici. Va tenuto conto, infatti, che oggi gli edifici consumano circa il 40 % dell’energia e rilasciano il 36 % delle emissioni di gas serra dell’Ue, ma ogni anno solo l’1% è sottoposto a lavori di ristrutturazione a fini di efficientamento energetico: è perciò indispensabile mettere in campo interventi efficaci per rendere l’Europa climaticamente neutra entro il 2050 e questo tipo di “innovazioni” possono sen’altro dare un importante contributo.

Lo studio è di un team italiano che comprende ricercatori dell’Istituto di struttura della materia (Ism) del Consiglio nazionale delle ricerche di Milano, dell’Università di Milano Bicocca e dell’azienda Glass to Power che hanno messo a punto questo materiale innovativo caratterizzato da basso impatto ambientale e alto rendimento per la realizzazione di concentratori solari a luminescenza (Lsc).

L’impianto unisce alla semplicità di progettazione un basso costo di realizzazione, utilizzando un materiale che richiede processi di sintesi a ridotto impatto ambientale pur permettendo di raggiungere rendimenti di conversione dell’energia solare allo stato dell’arte per questo tipo di applicazione.

“Il funzionamento si basa una proprietà intrinseca di molte classi di molecole organiche, cioè la capacità di assorbire la radiazione solare su un ampio spettro di lunghezze d’onda e di riemetterla con rendimento elevato ad una lunghezza d’onda differente e ben separata – spiega Giuseppe Mattioli (Cnr-Ism – Molecole che possiedono queste caratteristiche e che risultano altamente stabili al calore ed alla luce vengono disperse all’interno di lastre di plexiglas per finestre: la radiazione solare viene così assorbita e poi riemessa dalle molecole, e la lastra fornisce la più economica “guida d’onda” per intrappolare la radiazione e convogliarla ai bordi”.

Tali lastre sono montate in normali telai da finestra dove sottili ed invisibili celle fotovoltaiche provvedono a convertire la radiazione luminosa concentrata in energia elettrica. “Il vantaggio principale di questa innovazione consiste nell’utilizzo di molecole che richiedono una sintesi semplice e rapida, priva di solventi di processo e pertanto “green”. Il processo di realizzazione del materiale viene condotto, infatti, unicamente con tecniche meccanochimiche: i reagenti sono miscelati a secco in un vibromiscelatore (noto in ambito industriale come “mulino a sfere” o “ball miller”), che garantisce elevate rese a bassi tempi di contatto anche in assenza di solvente, con un rapporto in peso tra scarto e prodotto (E factor, uno dei più comuni indicatori di sostenibilità nella sintesi organica) di ben 50 volte inferiore rispetto a quello associato ad altre molecole di efficienza confrontabile”, aggiunge Luca Beverina dell’Università Milano Bicocca.

Ma i vantaggi non finiscono qui: “A differenza dei pannelli fotovoltaici utilizzati finora (che sono opachi e scuri, o semi-trasparenti) questo sistema permette di realizzare lastre trasparenti, con benefici dal punto di vista sia estetico sia funzionale – prosegue Mattioli – Il principio di funzionamento del dispositivo, infine, permette di superare gli attuali vincoli di posizionamento, ad oggi particolarmente stringenti in termini di inclinazione ed orientazione rispetto al sole. I dispositivi fotovoltaici basati sui concentratori solari a luminescenza rappresentano, in questo quadro, un complemento insostituibile per gli impianti convenzionali”.

Fonte: https://www.greenreport.it

Nel 2020 la domanda di autoproduzione solare da parte del famiglie è aumentata vertiginosamente a livello globale. L’analisi di Bloomberg New Energy Finance

Il 2020 non è stato un anno nero per il fotovoltaico residenziale. Nonostante le difficoltà con cui si è scontrata l’economia globale, il settore del solare domestico hanno retto il colpo. Non solo. In alcuni casi si è registrata anche una consistente crescita. A rendere conto dello stato di salute del comparto è oggi Bloomberg New Energy Finance (BNEF), che, dal pagine del suo blog, mette in fila i dati dei principali mercati per il fotovoltaico residenziale. E sottolinea come le restrizioni attuate in risposta all’emergenza sanitaria, abbiano in alcuni casi offerto ai consumatori delle ragioni in più per prestare attenzione alle bollette energetiche e inseguire l’autoconsumo.

In Germania, ad esempio, da gennaio ad agosto 2020 è la capacità degli impianti solari su piccola scala (<10kW) è aumentata del 22% rispetto a quella dell’intero 2019 (dati del dell’Agenzia federale dell’energia).

In Australia, invece, dove già una famiglia quattro dispone di un impianto fotovoltaico residenziale, l’incremento è stato anche più consistente: +30% nei primi 8 mesi rispetto al 2019. “È probabile che le installazioni solari fotovoltaiche sui tetti raggiungano i 2,9 GW entro la fine del 2020″, spiega David Parker, presidente del Clean Energy Regulator. “Si tratta di un risultato eccezionale considerando gli impatti COVID-19“. Nel complesso, l’autorità energetica australiana stima che nel Paese vi siano oggi circa 2,5 milioni di tetti solari.

Negli Stati Uniti, i dati dell’Energy Information Administration mostrano che le installazioni per i primi sette mesi del 2020 sono state superiori del 21% rispetto allo stesso periodo dello scorso. In totale sono stati messi in funzione oltre 1,8 GW di nuovi sistemi solari residenziali, grazie al rinnovato interesse delle famiglie americane per questa tecnologia.

BNEF mette anche a confronto la convenienza degli impianti nei vari mercati. In Europa e in Australia, la maggior parte dei sistemi solari viene venduta e installata da piccole imprese locali al proprietario di casa, che si occupano anche dei lavori di connessione. Ciò significa che i costi sono relativamente bassi e la concorrenza è alta. Ma gli australiani hanno un grande vantaggio: possono contare su un generoso programma di sussidi governativi per i tetti solari e alte tariffe di remunerazione per l’energia fotovoltaica. “L’australiano medio può aspettarsi che un sistema solare che dura 25 anni si ripaghi in 7”, scrive Bloomberg.

Negli USA i sistemi solari residenziali sono molto più costosi (complici anche i dazi doganali) e, a differenza di Europa e Australia, il settore è dominato da grandi società di installazione nazionali come Sunrun o Vivint (che si sono recentemente fuse). Una delle ragioni del relativo consolidamento del mercato statunitense è che gli incentivi fiscali statunitensi favoriscono gli investitori che possono monetizzare completamente tali benefici, piuttosto che i proprietari di case o le aziende che utilizzano l’energia.

Fonte: https://www.rinnovabili.it

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