Uno dei maggiori problemi dell'energia solare è che varia in modo incoerente a seconda del giorno e della stagione. Molte startup stanno lavorando per migliorare l'approvvigionamento energetico diurno, risparmiando energia durante il giorno per utilizzarla di notte o nelle ore non di punta.
Ma pochi hanno affrontato il problema dell'accumulo di energia solare fuori stagione. Cosa succederebbe se le famiglie potessero risparmiare le enormi quantità di energia solare prodotte durante i mesi più soleggiati e utilizzarla per il riscaldamento e l'elettricità in inverno?
Finora questa visione non si è concretizzata. Le batterie sono troppo costose e di breve durata, proibitivamente costose e inefficienti, quindi l'idrogeno, che non produce gas serra quando viene bruciato, è stato escluso dalla soluzione.
Ora una startup norvegese afferma di poter lanciare sul mercato una soluzione a idrogeno solido entro i prossimi anni. La Norvegia è un Paese che potrebbe voler conservare un po' di sole durante i freddi mesi invernali.
La startup Photoncycle ha uno spazio nel seminterrato dell'acceleratore dell'Oslo Science Park. Sembra più un laboratorio che un ufficio: sul pavimento è appoggiato un cilindro di rame delle dimensioni di una sedia, avvolto in una spessa schiuma. Questa è la rivoluzionaria tecnologia Photoncycle.
L'azienda spera di installare un modello cilindrico più grande, di circa tre metri cubi, a terra a pochi metri dall'abitazione. Il cilindro contiene una soluzione brevettata di idrogeno solido che ha una capacità di stoccaggio più efficiente rispetto alle batterie o all'idrogeno liquido.
I pannelli solari sui tetti degli edifici vicini forniranno al sistema l'energia immagazzinata nelle unità. L'energia in eccesso verrà venduta alla rete.
La mancanza di stoccaggio dell'energia solare generata in estate determina una "sproporzione significativa" tra i tempi di produzione e quelli di consumo: "Si tratta di una grande sfida per il corretto funzionamento dei sistemi di energia rinnovabile", afferma Björn Brandtsaeg, fondatore di Photoncycle.
Il restante 50% diventa sempre più inutile perché, una volta prodotto, viene sostanzialmente buttato via o ridotto. Se si riesce a immagazzinare l'energia in eccesso e poi a rilasciarla in inverno o quando si ha bisogno di energia, allora si ha una reale opportunità di fare la differenza.
Brandtsaeg è un imprenditore esperto nel settore delle infrastrutture. Due delle sue precedenti aziende erano di grandi dimensioni: un'azienda di infrastrutture energetiche in Georgia e Clean Energy Group, un'azienda norvegese di energie rinnovabili. A titolo di paragone, Photoncycle ha solo nove dipendenti ed è stata finanziata negli ultimi due anni con fondi propri di Brandtsaeg e di Startup Lab.
L'idea dell'azienda è nata mentre Brandzaeg era visiting scholar al MIT, dove faceva parte di un team che studiava il futuro dell'accumulo di energia e come bilanciare una rete energetica composta al 100% da energie rinnovabili. Un imprenditore non tecnico ha collaborato con alcuni scienziati per trovare una soluzione non infiammabile che non perdesse molta energia durante il processo di conversione.
Brandtsaeg mostrò una sostanza simile al gesso: "Con questa si può immagazzinare una densità di energia 20 volte maggiore di quella di una batteria al litio".
"Ancoriamo le molecole di idrogeno ai solidi, essenzialmente fissandole. Utilizziamo una cella a combustibile reversibile ad alta temperatura, quindi stiamo contribuendo a sviluppare una cella a combustibile in grado di produrre idrogeno ed elettricità nella stessa cella", ha affermato.
Ciò significa che l'idrogeno non ha bisogno di essere raffreddato, il che lo rende meno infiammabile e più denso delle batterie agli ioni di litio.
"Tutti sanno che quando si sposta l'idrogeno dentro e fuori da una cella a combustibile, si verificano delle perdite. Nel nostro sistema, la perdita è in realtà calore", ha affermato Brandzaeg.
"È possibile utilizzare il calore di scarto per alimentare in modo efficiente una casa: il 70 percento del fabbisogno energetico di una casa è destinato al riscaldamento", ha affermato.
Il sistema include pannelli solari che si collegano direttamente alle infrastrutture esistenti e possono quindi sostituire il gas naturale con energia rinnovabile in un sistema di cogenerazione di calore ed energia elettrica. Brandtsaeg ha affermato che l'installazione richiederà circa un giorno.
Si potrebbe supporre che l'azienda norvegese testerebbe prima il prodotto in Norvegia. Tuttavia, poiché la Norvegia offre uno dei prezzi energetici più bassi d'Europa, non avrà lo stesso effetto di risparmio per gli utenti.
Brandsag ha invece scelto la vicina Danimarca, un Paese con alcuni dei prezzi dell'energia più alti d'Europa, per lanciare per prima la tecnologia.
"La Danimarca è un mercato adatto al lancio, con circa 400.000 case riscaldate a gas e gasolio", ha affermato.
Anche la Danimarca ha deciso di eliminare gradualmente il riscaldamento a gas entro il 2030, il che incoraggerà le persone a cercare nuove fonti di calore, ha affermato Brandzaeg.
I consumatori avranno a disposizione un impianto completamente integrato tramite un modello di abbonamento, pagando un canone mensile fisso equivalente a un costo dell'energia inferiore a 0,10 euro per kWh. Per l'energia prodotta e venduta online, Photoncycle offre un piano di condivisione degli utili, in base al quale i consumatori ricevono metà del ricavato dall'energia venduta.
Brandtsaeg ha affermato che installando e collegando un numero sufficiente di unità, si potrebbe trasformare in una centrale elettrica virtuale, in grado di iniziare a scambiare energia sui mercati energetici europei.
"Ciò consente non solo di vendere energia come servizio ai clienti, ma anche di diventare un attore molto importante nel mercato energetico."
I fondatori sperano di triplicare le dimensioni del team e pianificano di vendere 10.000 unità in Danimarca entro il 2025 e di installarle entro il 2027.
Brandtsaeg ha affermato che l'idea di utilizzare l'idrogeno solido per l'accumulo di energia è nata diversi anni fa, ma le aziende non lo avevano ancora utilizzato per scopi domestici.
"Le celle a combustibile a ossidi solidi che utilizziamo saranno presto commercializzate. Quindi le persone le usano principalmente per applicazioni industriali su larga scala."
Con l'attuazione della strategia solare dell'UE, è probabile che l'installazione di pannelli solari sui tetti nella regione aumenti ulteriormente. Il piano di renderli obbligatori per tutti gli edifici pubblici e commerciali esistenti di superficie superiore a 250 metri quadrati entro il 2027 e per tutti i nuovi edifici residenziali entro il 2029 rappresenta un forte impulso al movimento Photoncycle.
"L'intuizione di Elon Musk è che per battere le auto a benzina, bisogna offrire alle persone un'alternativa più attraente. Credo che sia un aspetto fondamentale da considerare anche quando si parla di energie rinnovabili", ha affermato.
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