70.000 m3 di acqua a una temperatura di 80-90ºC: questa è l’idea che la Danimarca ha avuto per immagazzinare 3.300.000 kWh di energia rinnovabile.

La Danimarca è in prima linea in una tecnologia ancora poco visibile al di fuori del settore energetico: i cosiddetti groplager, grandi fossati di immagazzinamento termico pieni di acqua calda.

In essi è possibile conservare energia proveniente da calore residuo, energia solare o elettricità in eccesso, con l’obiettivo di separare produzione e consumo e di spostare la disponibilità di calore al momento in cui risulti più utile o più economico.

Il enorme serbatoio danese per il riscaldamento

Il caso più rappresentativo si trova a Høje Taastrup, una località situata nel nord-est di Copenaghen. Lì funziona un serbatoio di acqua calda con una capacità di 70.000 metri cubi e una capacità di stoccaggio di 3.300 MWh.

Non è collegato a una fonte di calore specifica, bensì al principale condotto di trasporto della rete di riscaldamento urbano della capitale danese; così l’eccesso di calore accumulato in quel tubo può essere immagazzinato e utilizzato in seguito, quando altre alternative di riscaldamento risultano più costose.

La logica del sistema è semplice: quando l’elettricità è a buon prezzo, le aziende di riscaldamento urbano possono avviare caldaie elettriche o pompe di calore per produrre acqua calda, e l’eccesso viene conservato nel serbatoio. In seguito, quando il prezzo dell’energia aumenta, il calore immagazzinato viene restituito alla rete.

Quell’energia può provenire anche dal calore solare, dal calore residuo o dagli eccessi di energia eolica e solare che alimentano pompe di calore o caldaie elettriche. Nel serbatoio di Høje Taastrup, la temperatura dell’acqua è intorno ai 80-90 gradi.

Aalborg CSP, azienda specializzata nello sviluppo di soluzioni energetiche integrate basate sullo stoccaggio termico, afferma che questa tecnologia conferisce flessibilità alle aziende di riscaldamento, poiché permette loro di accumulare energia termica quando il prezzo dell’elettricità è basso e di utilizzarla quando aumenta.

L’azienda progetta e fornisce soluzioni chiavi in mano per sistemi energetici integrati, basati su grandi pompe di calore e su sistemi di stoccaggio termico. In pratica, il groplager funge da batteria termica che aiuta a equilibrare offerta e domanda all’interno della rete urbana.

La principale sfida tecnica riguarda il coperchio del serbatoio. Aalborg CSP ha brevettato due soluzioni per tale copertura, che funge da barriera isolante. Si tratta di una struttura progettata per permettere alla vaporizzazione di avvenire all’interno del sistema isolato, suddivisa in sezioni per resistere alla pioggia e alla neve che si depositano sulla superficie. Nel caso di Høje Taastrup, questa copertura copre 11.000 metri quadrati ed è suddivisa in 10 sezioni, ciascuna dotata di un pozzo di pompaggio per rimuovere l’acqua in eccesso. L’azienda afferma che questo design riduce notevolmente le perdite di calore nonché i costi operativi.

L’operazione del fossato ha anche rotto lo schema classico di questi magazzini, progettati da decenni per essere riempiti in estate e svuotati in inverno. A Høje Taastrup, gli operatori effettuano circa 30 cicli all’anno, una frequenza che migliora la redditività dell’investimento e riduce le perdite termiche, poiché l’acqua rimane meno tempo all’interno del serbatoio. La stessa azienda afferma che maggiore è il numero di cicli di carico e scarico, più rapidamente si ammortizza l’infrastruttura.

Il prossimo passo che sta studiando l’Aalborg CSP è l’installazione di pannelli solari sul tetto del pozzo. L’obiettivo è dare un doppio utilizzo al terreno: da un lato per la conservazione del calore e dall’altro per la produzione di elettricità. La proposta rientra in una visione più ampia di infrastrutture energetiche efficienti, in cui la stessa superficie serve per diverse funzioni e riduce la pressione sul suolo disponibile.

La Svezia osserva con interesse questa tecnologia

Chris Bales, professore di ingegneria energetica all’Università di Dalarna, ricorda che secondo uno studio condotto insieme all’Università di Halmstad, più di 200 città svedesi presentano buone condizioni geologiche per la conservazione termica su larga scala.

Afferma che la stragrande maggioranza delle reti di riscaldamento urbano del paese dispone di aree potenziali per la conservazione del calore a una distanza ragionevole dalla rete, sebbene molte siano troppo piccole perché il progetto risulti redditizio. In tali casi, sostiene, può essere più appropriato ricorrere a un serbatoio accumulatore. Sottolinea inoltre che, se è disponibile un groplager, è più semplice collegare altre fonti di calore, come il calore residuo delle industrie locali.