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Airlight Energy, i pionieri di una nuova energia solare
S
econdo uno studio
condotto da
European Solar
Thermal Electricity
Association e Solar
Paces (agenzia
internazionale
dell’energia - IEA) , il
solare a concentrazione
(CSP) potrebbe coprire fino
al 25% dei bisogni di energia
mondiali al 2050. Mossi da un forte spirito
imprenditoriale e da un solido background
nell’ingegneria civile, nel 2007 un gruppo di
investitori privati dà vita ad Airlight Energy.
Le origini
Airlight Energy nasce nel 2007 nel
Cantone Ticino, nel comune di Biasca, non
lontano dall’imbocco della nuova galleria
ferroviaria Alptransit, importante punto di
congiunzione fra nord e sud Europa che
entrerà in funzione nel 2016. E’ un’azienda
privata che ad oggi conta una cinquantina
di dipendenti, e che fornisce tecnologie
proprietarie per la produzione su vasta
scala di energia elettrica, termica e per lo
stoccaggio di energia. L’azienda ha sviluppato
delle soluzioni innovative per il mercato del
solare a concentrazione (CSP - Concentrated
Solar Power), fotovoltaico a concentrazione
(CPV - Concentrated Photo Voltaic) ed un
nuovo sistema per lo stoccaggio di energia
(AA-CAES Advanced Adiabatic Compressed
Air Energy Storage). “Sin dall’inizio l’idea
era quella di sviluppare una tecnologia
che combinasse tre elementi essenziali:
competitività in termini di costo, sicurezza
dell’approvvigionamento e sostenibilità” –
dice Andrea Pedretti, Fondatore e CTO di
Airlight Energy. “Tutto ciò realizzato grazie
ad investimenti privati pari a 85CHFm (circa
70EURm). Nel quartier generale di Biasca
sorge anche il centro di ricerca dove vengono
ampiamente testati i nostri prodotti ed i loro
futuri sviluppi”.
Le attività di business
Il prodotto di punta attualmente
è rappresentato dal solare
termodinamico a concentrazione. I
sistemi a concentrazione solare
(CSP) permettono di convertire
l’energia solare in energia termica,
sfruttando la riflessione dei raggi solari
ottenuta attraverso superfici riflettenti
(generalmente specchi) su di un ricevitore
(di dimensioni contenute) che contiene un fluido
termico che viene riscaldato. Questo trasporta
l’energia termica ad un accumulatore centrale,
dove puo’ essere immagazzinato ed usato
successivamente, oppure ad un ciclo turbinavapore per essere trasformata in elettricità.
Airlight Energy è la prima azienda al mondo
a utilizzare aria come vettore termico
invece di olio o ali fusi, elementi che se non
correttamente gestiti possono diventare
pericolosi e inquinanti. I vantaggi competitivi
in termini di costo vengono realizzati grazie
all’utilizzo di materiali da costruzione a basso
costo come il calcestruzzo fibro-rinforzato e
i fogli di poliestere per gli specchi. L’utilizzo
di aria come vettore termico permette di
immagazzinare il calore nel particolare sistema
di stoccaggio costituito da un serbatoio di
calcestruzzo che utilizza le pietre per trattenere
il calore, con una perdita minima che si attesta
attorno all’ 1% sulle 24 ore. In questo modo
si può arrivare ad un funzionamento continuo
sulle 24 ore oltre che ad una produzione
elettrica su richiesta. Gli impianti hanno una
vita utile stimata di oltre 60 anni con una
manutenzione contenuta.
La stessa struttura di collettori può essere
utilizzata per il fotovoltaico a concentrazione.
I CPV concentrano la luce solare su celle
fotovoltaiche a multi-giunzione e ad alta
concentrazione: l’elettricità qui viene prodotta in
modo diretto.
Dallo sfruttamento della tecnologia di
stoccaggio termico è nato un progetto
tutt’ora in fase di sviluppo per lo stoccaggio
di elettricità ad aria compressa (AA-CAES).
La scelta dell’AA-CAES (Adiabatic AdvancedCompressed Air Energy Storage) come sistema
di accumulo è motivata dai vantaggi offerti
rispetto ai pompaggi o alle batterie. In primis
non viene utilizzato il combustibile fossile
e non vi è necessità di bruciatori a gas, ha
un’efficienza del 75%, vi è totale assenza
di CO2 o emissioni di gas serra ed è adatto
a stoccare grosse quantità di energia (fino a
qualche GWh), mentre le batterie necessitano di
un’alta intensità di risorse e non sono adeguate
a stoccaggi su larga scala. Ha una grande
flessibilità grazie ai tempi di rampa che vanno
da 10 a 15 minuti, inoltre non è necessaria
elettricità per avviare il sistema. E’ un sistema
più economico perché sfruttando la tenuta di
pressione del terreno, la struttura esterna del
TES (Thermal Energy Storage) non necessita
di complessi sistemi di tenuta della pressione
interna e quindi può essere strutturalmente
più semplice. Inoltre l’impatto paesaggisticoambientale è ridotto, in quanto la maggior parte
delle componenti dell’impianto di stoccaggio è
sotterranea.
... cosi’ ci hanno scelto come partner
Airlight Energy ha di recente firmato un accordo
di collaborazione con Saipem L’accordo
prevede la diffusione su scala commerciale
delle innovazioni finora sviluppate. Saipem
promuoverà la progettazione e lo sviluppo degli
impianti CSP in mercati dove ad oggi è già
operativa e contribuirà con il proprio know-how
specializzato nella gestione di contratti EPC/
EPCI e con il ruolo di general contractor.
Altra collaborazione di rilievo è quella con il
famoso centro di ricerca e sviluppo di IBM
a Rüschlikon Zurigo. Ne nascerà un sistema
fotovoltaico termico ad alta concentrazione
(HCPVT) in grado di concentrare in media
la potenza di 2.000 soli, che permetterà di
convertire in energia utile le radiazioni solari
con un’efficienza pari all’80%. Si tratta di uno
specchio parabolico in grado di concentrare
la luce del sole in
celle fotovoltaiche
a tripla giunzione
con un rendimento
molto elevato
(2.000 soli
appunto). Il
problema è che
queste celle
vanno raffreddate.
A questo punto
entra in gioco IBM
che ha sviluppato
il sistema di raffreddamento, il medesimo
utilizzato per Aquasar, il supercalcolatore di
ultima generazione più grande e moderno
al mondo. Il valore aggiunto non consiste
solamente nella produzione di energia elettrica:
infatti il calore ottenuto dall’irradiazione
solare verrà recuperato ed utilizzato per
produrre energia elettrica, acqua calda e aria
condizionata. Inoltre è un sistema economico:
i costosi acciaio e vetro sono sostituiti da
calcestruzzo, i piccoli componenti high-tech
possono essere prodotti in Europa mentre
costruzione ed assemblaggio possono essere
eseguiti in loco. Quindi si avrà un sistema
competitivo dal punto di vista dei costi ed
anche della creazione di posti di lavoro. Infine il
suddetto sistema è caratterizzato da una bassa
manutenzione, facilità di installazione e da una
lunga durata.
Quando i modelli diventano realtà:
L’impianto pilota di Ait-Baha in Marocco
Con questo impianto pilota CSP si segna
il passaggio alla fase commerciale. Il cantiere
sorge in Marocco ad Ait-Baha, e il cliente è
Ciment du Maroc (Italcementi Group). in linea
con le suddette caratteristiche di competitività
dei costi, sostenibilità e sicurezza della fornitura.
Su una superficie occupata di 24 ettari, la
tecnologia permette un risparmio annuo di
800t di CO2, comparabile approssimativamente
a 260t di carbone. Con un picco di potenza
termica di 3,9 MW termici, l’impianto può
funzionare fino a 12 ore al giorno. Questo
vantaggio è rappresentato dallo stoccaggio che
invece è economicamente e tecnologicamente
difficoltoso per altre tecnologie rinnovabili come
eolico o fotovoltaico. L’impianto inoltre è dotato
di un sistema di recupero sia dell’acqua di
lavaggio che di quella piovana, fondamentale
nelle aree desertiche.
A conferma dell’attenzione posta sul tema
della sostenibilità, più del 50% del valore
del progetto rimane alle comunità locali sotto
forma di sviluppo industriale e creazione di
posti di lavoro. n

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