La diffusione delle fonti rinnovabili necessità non solo d’investimenti sugli impianti per catturare l’energia disponibile sui territori, ma anche per distribuirla – attraverso le reti – e accumularla per renderla disponibile quando più serve. Su questo fronte la tecnologia più nota sono ovviamente le batterie, ma non rappresentano l’unica opzione sul tavolo: si spazia dai pompaggi idroelettrici fino all’idrogeno verde, toccando anche alternative particolarmente innovative come quella cui sta lavorando l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (Enea).
L’idea di base del progetto europeo Sulphurreal è di utilizzare l’energia prodotta dal solare a concentrazione per attivare ciclicamente una serie di reazioni chimiche basate su acido solforico e zolfo e/o materie prime a base di zolfo, che possono provenire anche da processi industriali su larga scala.
«Il progetto nasce dall’esigenza di accumulare energia, termica o elettrica, attraverso i cosiddetti solar fuel, di cui un esempio è l’idrogeno – spiega Salvatore Sau, ricercatore del Laboratorio energia e accumulo termico – L’idrogeno offre molti vantaggi se utilizzato come vettore per la decarbonizzazione, ma presenta qualche criticità per il suo trasporto e stoccaggio. Lo zolfo, invece, è solido e non presenta difficoltà di trasporto e conservazione. Tuttavia, la sua combustione produce un gas tossico e inquinante, il biossido di zolfo».
Il progetto Sulphurreal è stato finanziato con quasi 4 milioni di euro dall’Unione europea, un ambito nel quale Enea ha già realizzato un prototipo sperimentale nei laboratori del dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili del Centro ricerche Casaccia (Roma).
«La soluzione che presenta i vantaggi maggiori – prosegue Sau – sembra sia l’uso di un elettrolizzatore all’interno del quale, con un voltaggio inferiore a 1 volt per produrre zolfo al catodo e una soluzione di acido solforico all’anodo, lo zolfo può essere separato per filtrazione».
Nel prototipo realizzato, l’acido solforico viene fatto evaporare per poi decomporlo in sequenza in anidride solforosa e ossigeno, grazie al calore di una fonte di irradiazione solare a concentrazione. L’anidride solforosa ricavata, che non è emessa nell’atmosfera, reagisce quindi con l’acqua per produrre acido solforico e zolfo elementare. Lo zolfo, a sua volta, immagazzina una parte significativa dell’energia solare utilizzata per decomporre l’acido solforico. Lo zolfo così ottenuto potrà essere bruciato successivamente per rilasciare l’energia solare immagazzinata.
A questo primo prototipo sperimentale seguirà la realizzazione di un impianto su scala di laboratorio, che permetterà di rendere l’intero processo sviluppato nell’ambito del progetto Sulphurreal un metodo per accumulo di energia termica da fonti rinnovabili discontinue.
