ENEA ha inaugurato in Marocco un nuovo sistema di accumulo termico che consentirà all’impianto solare termodinamico di continuare a produrre energia elettrica anche in assenza di radiazione solare. Una volta collegato alla rete locale di energia, l’impianto accoppiato al sistema di accumulo sarà in grado di garantire agli utenti finali un approvvigionamento di elettricità affidabile, stabile e pulito - senza alcun ricorso alle fonti fossili - per ulteriori quattro ore, in particolare nel tardo pomeriggio quando è previsto il picco di domanda di energia.

L’impianto è stato realizzato all’interno del ‘Green Energy Park’ di Ben Guerir, in un’area desertica a 80 km da Marrakech, nell’ambito del progetto europeo ORC-PLUS (Organic Rankine Cycle – Prototype Link to Unit Storage), coordinato da ENEA, che ha coinvolto altri tre enti di ricerca - il marocchino IRESEN, il tedesco Fraunhofer Institute e lo spagnolo CIC EnergiGUNE - e tre imprese - le italiane Soltigua e Enerray (Gruppo Maccaferri) e la francese Euronovia.
L’innovativo sistema, specializzato per impianti a concentrazione solare da 1-5MW, è in grado di accumulare fino a 19 MWh termici ed è composto da un serbatoio alto 13 metri e largo 4 riempito con circa 450 tonnellate di magnetite, un materiale molto economico e facilmente reperibile, che permetterà all’impianto solare a concentrazione di garantire la piena potenza di produzione di elettricità (1 MW) per circa 4 ore.

“Grazie a questo sistema di accumulo e alle innovazioni introdotte nel campo solare abbiamo raggiunto nuovi traguardi che potrebbero incentivare la diffusione della tecnologia del solare termodinamico, come l’aumento medio annuo di produzione di energia elettrica (fino al 40%) e, soprattutto, la riduzione del costo complessivo di realizzazione di questo tipo di impianti (-30%). A livello ambientale, invece, è stato azzerato il consumo di acqua che serviva al ciclo di condensazione del power block e impiegato un fluido termovettore a basso impatto ambientale ricavato dal riciclo di olii esausti, in grado di operare a una temperatura compresa tra i 180°C e i 300°C”, spiega Walter Gaggioli, responsabile del Laboratorio Ingegneria delle Tecnologie Solari di ENEA.
Il progetto ORC-PLUS - così come MATS con cui è stato costruito l’impianto solare termodinamico di Alessandria d’Egitto - fa parte della ‘strategia’ ENEA che punta a promuovere la diffusione di impianti solare a concentrazione di piccole e medie dimensioni (1-5 MWe) per la produzione pulita di calore ed elettricità, quest’ultima da immettere nelle reti elettriche locali. L’attività si inserisce nel quadro delle collaborazioni tra ENEA e i Paesi della sponda sud del Mediterraneo, che puntano anche a rivitalizzare il mercato del locale lavoro e a creare nuove competenze specialistiche per una gestione autonoma degli impianti.

Pavimentazione trasparente in Cina, su 2 km della Jinan City Expressway: 2.000 metri di autostrada a pannelli solari

E’ quasi completo il secondo tratto di 2.000 metri di un’autostrada la cui pavimentazione è composta da pannelli solari. Il progetto fa parte del piano varano dal Quilu Transportation Development Group nell’area della città di Jinan.

La tecnologia utilizzata in Cina prevede la copertura del manto stradale con 3 strati: il primo, a vista, composto da quello che viene definito “cemento trasparente”, il secondo da pannelli fotovoltaici modulari e il terzo dal sottofondo che deve assorbire le sollecitazioni generate dal traffico. Un primo test nell’utilizzo di questa tecnologia era stata effettuata lo scorso settembre nell’area della capitale della provincia di Shandong ed ora i lavori sono stati rapidamente completati anche su una sezione della Jinan City Expressway.

Ancora non è possibile, dai dati che abbiamo, valutare la capacità di produzione di energia della strada solare né di distinguere se l’installazione comprende anche dispositivi di ricarica per induzione, quelli cioè che saranno in futuro indispensabili per il funzionamento h24 delle auto a guida autonoma.

Questo progetto svolto in Cina è stato preceduto, nel mondo, da altre 3 realizzazioni: una pista ciclabile che produce energia dal 2014, in Francia da un tratto di 1.000 metri nel villaggio di Tourouvre-au-Perche in Normandia e negli Stati Uniti, con la sperimentazione – finanziata dal Governo – della Solar Roadways in Idaho.

Realizzare in Italia entro il 2020 un impianto pilota per recuperare silicio, argento, rame, alluminio e vetro da pannelli fotovoltaici a fine vita. È questo l’obiettivo del progetto ReSIELP (Recovery of Silicon and other materials from End-of-Life Photovoltaic Panels), finanziato con 2,5 milioni di euro nell’ambito della Knowledge Innovation Community sulle materie prime (KIC Raw Materials), alla quale partecipano in Italia ENEA, Università di Padova, le aziende ITO e Relight e CETMA (Centro di Ricerche Europeo di Tecnologie, Design e Materiali).

Il prototipo, che sorgerà nello stabilimento milanese della Relight, mira a potenziare il recupero e riciclaggio dei materiali che compongono i pannelli fotovoltaici, in linea con la direttiva europea sui Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE): infatti, secondo la normativa europea 2012/19/EU, entro agosto 2018 dovrà essere recuperato dai moduli a fine vita l’85% del peso, che corrisponde in pratica a vetro e alluminio contenuti nei pannelli in silicio cristallino.

Ma c’è di più. Per valorizzare le materie prime critiche contenute nei pannelli e limitare i rifiuti in un’ottica di economia circolare, il progetto mira anche al recupero e riciclo dei materiali contenuti nel restante 15%, ovvero la parte costituita dalle celle che contiene i materiali più preziosi come il silicio, l’argento e il rame.

Nell’ambito di Resielp, l’ENEA si occuperà di valutare gli aspetti ambientali dei processi di recupero e supportare la progettazione dell’impianto per il trattamento termico dei pannelli e dei sistemi di trattamento dei reflui liquidi e gassosi.

Oltre a limitare il danno ambientale derivante da un processo di recupero non appropriato, il progetto punta a prevenire la produzione di rifiuti elettronici e, attraverso il loro riutilizzo, riciclaggio e altre forme di recupero, a ridurre il volume dei rifiuti da smaltire.

“Le finalità del progetto Resielp sono cruciali anche in un’ottica di promozione in Europa di una delle maggiori opportunità di approvvigionamento di risorse e materie prime ad elevato valore aggiunto, come le materie prime essenziali contenute negli elementi dei moduli fotovoltaici o in altri rifiuti elettronici, che se da un lato rappresentano una nuova sfida ambientale dall’altro costituiscono una grande opportunità di business”, sottolinea Marco Tammaro, referente ENEA per il progetto Resielp.

Secondo il Rapporto “End-of-Life Management: Solar Photovoltaic Panels” di IRENA (International Renewable Energy Agency) nel 2050 con i 78 milioni di tonnellate di pannelli fotovoltaici a fine vita accumulati si potrebbero costruire oltre 2 miliardi di nuovi pannelli e generare un giro di affari di 15 miliardi di dollari.

Il progetto, coordinato dal francese CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), vede anche la partecipazione della società di consulenza austriaca Proko e delle ungheresi Bay Zoltan (società non-profit per la ricerca) e la PMI Magyarmet.

Nel settore dei Raw Materials, l’ENEA con il suo Centro Ricerche Casaccia, vicino Roma, è polo di eccellenza europeo per la ricerca nel settore ed in particolare riferimento per il Sud Europa per lo sviluppo, la dimostrazione di metodologie, di tecnologie e processi innovativi sostenibili e per la creazione di una Comunità della Conoscenza e dell’Innovazione al fine di migliorare l'estrazione, il riciclo, il riuso e la sostituzione delle materie prime, in particolare quelle “critiche”.