Energia verde, dalle batterie al silicio ai limiti dell’idrogeno

Batterie senza grafite, intelligenza artificiale applicata agli edifici, nuove comunità energetiche e infrastrutture elettriche da ammodernare: il quadro emerso alla fine del 2024 mostra una transizione energetica ricca di innovazioni, ma anche di costi e difficoltà ancora irrisolti. Mentre CATL punta sulla sostituzione rapida delle batterie e Huawei integra fotovoltaico, accumulo e ricarica, la bancarotta di First Mode riapre il confronto sul ruolo dell’idrogeno nei trasporti pesanti.

Batterie al silicio e sostituzione rapida

Una delle innovazioni più rilevanti riguarda una batteria con anodo interamente in silicio, sviluppata eliminando la grafite grazie al materiale SCC55 di Group14. I dati presentati indicano un incremento del 42% della densità energetica e una durata superiore a 1.200 cicli. La piattaforma sarebbe inoltre progettata per integrarsi nei processi produttivi esistenti, un aspetto importante per ridurre gli ostacoli industriali all’adozione di una nuova chimica.

L’eliminazione della grafite potrebbe modificare gli equilibri della filiera delle batterie, oggi fortemente condizionata dalla concentrazione della produzione di questo materiale in Cina. Il debutto commerciale della soluzione è previsto nel 2025, con possibili applicazioni nei trasporti, nell’elettronica di consumo e nell’aviazione.

CATL segue invece una strada diversa per ridurre i disagi legati alla ricarica. Il produttore cinese ha annunciato l’obiettivo di realizzare fino a 40.000 stazioni di battery swap in Cina entro il 2030, con una capacità potenziale di 20 milioni di utenti. La sostituzione della batteria richiederebbe 100 secondi e sarebbe accompagnata da abbonamenti basati sui chilometri o sulla percorrenza illimitata, oltre a un’assicurazione separata per l’accumulatore.

Il battery swap richiede però una rete dedicata e standard compatibili tra veicoli e pacchi batteria. Nonostante questi vincoli economici e infrastrutturali, CATL considera la sostituzione rapida uno dei tre pilastri della mobilità elettrica, insieme alla ricarica domestica e a quella pubblica.

L’intelligenza artificiale entra negli impianti energetici

L’intelligenza artificiale sta trovando applicazione anche nella manutenzione del fotovoltaico. Un sistema sviluppato da un ricercatore svedese combina immagini termografiche a infrarossi e algoritmi di elaborazione per individuare i guasti nei pannelli, raggiungendo una precisione dichiarata del 96,8%. Le immagini vengono ripulite da foschia, rumore e alterazioni, riducendo contemporaneamente la quantità di dati da elaborare.

La diagnosi automatizzata può rendere più tempestivi gli interventi e limitare le perdite di produzione. Un principio simile viene applicato dal progetto AI4HP alle pompe di calore domestiche. Le reti neurali apprendono il comportamento dell’edificio e adeguano la temperatura alle condizioni ambientali e alle esigenze degli occupanti, superando le tradizionali curve di riscaldamento statiche.

Huawei propone invece un ecosistema domestico composto da Smart Energy Controller, sistema di accumulo Luna S1 e ottimizzatore. Secondo i dati presentati, quest’ultimo può migliorare l’efficienza dal 5 al 30%, mentre la gestione coordinata di fotovoltaico, batteria e ricarica consentirebbe un ritorno sull’investimento superiore al 6%. L’app FusionSolar permette di controllare in tempo reale energia prodotta, accumulata e consumata.

Comunità energetiche, rete e decarbonizzazione

Sul fronte della generazione distribuita, Tarvisio ospiterà la prima comunità energetica rinnovabile idroelettrica d’Italia. Il progetto sfrutterà i corsi d’acqua per assicurare una produzione continua, riducendo il problema dell’intermittenza tipico di sole e vento. Il Comune coordinerà l’iniziativa promossa dalla cooperativa friulana Part Energy.

A Falconara Marittima sono state invece avviate le prime comunità energetiche delle Marche. Un impianto fotovoltaico da 84 kW è stato installato sul tetto del palasport Liuti, mentre un secondo sistema da 110 kW è in costruzione sulla scuola elementare Aldo Moro. Il progetto punta a coinvolgere un numero crescente di famiglie, con particolare attenzione a quelle in difficoltà economica.

Il monitoraggio wireless consente di rilevare in tempo reale i consumi delle abitazioni, mentre la blockchain viene utilizzata per certificare e gestire in cloud i dati. La condivisione locale dell’energia può ridurre le spese degli aderenti e le emissioni, ma la sua crescita richiede reti capaci di gestire flussi sempre più distribuiti.

La fragilità delle infrastrutture è emersa anche a Tubinga, dove un guasto a un cavo ha lasciato senza corrente per circa un’ora un terzo della città, bloccando semafori, comunicazioni e traffico. Il gestore delle reti tedesco ha stimato in 650 miliardi di euro gli investimenti necessari per modernizzare il sistema, mentre la Germania punta alla decarbonizzazione entro il 2045.

La transizione produce anche nuove esigenze occupazionali. Secondo ManpowerGroup Italia, cresce la domanda di competenze nelle energie rinnovabili, nella mobilità sostenibile, nell’economia circolare e nell’agricoltura sostenibile. Alla preparazione tecnica devono affiancarsi capacità trasversali come adattabilità e risoluzione dei problemi, rendendo formazione e riqualificazione professionale elementi centrali per la competitività.

Il difficile percorso dell’idrogeno

La bancarotta di First Mode mette in evidenza le difficoltà dell’idrogeno nei trasporti pesanti. La startup di Seattle, acquisita da Anglo American per 1,5 miliardi di dollari nel 2023, aveva attirato l’attenzione con un grande camion minerario dotato di sistema ibrido a idrogeno e batteria. Il taglio dei finanziamenti ha però interrotto il progetto.

Costi elevati, inefficienze tecniche, affidabilità e impatti ambientali inattesi restano ostacoli significativi. Il caso First Mode non esclude che l’idrogeno possa trovare uno spazio in applicazioni specifiche, soprattutto dove elettrificare direttamente grandi mezzi risulta complesso, ma mostra quanto sia ancora difficile trasformare questa possibilità in una soluzione industriale sostenibile.

Nel frattempo proseguono gli incentivi alle tecnologie già disponibili. L’autostrada A35 Brebemi ha prorogato fino al 31 dicembre 2025 lo sconto del 30% sui pedaggi per i veicoli considerati a basse emissioni, comprese auto elettriche e ibride plug-in. L’agevolazione richiede la registrazione attraverso il modulo dedicato.

Una domanda per voi

L’idrogeno può ancora trovare un ruolo concreto nei trasporti pesanti oppure costi e inefficienze favoriranno definitivamente le batterie?

Nota sulla redazione

Questo articolo è stato generato con il supporto dell'intelligenza artificiale a partire dalla trascrizione del video originale, riorganizzandone i contenuti in forma editoriale. Le informazioni riportate derivano da quanto espresso nel video.