Energia

Italia all’avanguardia nel mondo col cavo superconduttivo

Uno studio di Nature individua in quella tecnologia il modo migliore per trasportare energia. Zoccoli (Infn): «Siamo avanti»

di Raoul de Forcade

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L’Italia è all’avanguardia, a livello mondiale, nella realizzazione di cavi superconduttivi da utilizzare per applicazioni industriali e per trasmettere energia rinnovabile. Lo conferma, indirettamente, uno studio, appena uscito, di Nature, la più importante rivista scientifica al mondo, in cui si dice che la tecnologia MgB2 (diboruro di magnesio, quella, appunto, dei fili superconduttivi) è la migliore, sotto il profilo costi-benefici, per creare infrastrutture per il trasporto, su lunghe distanze, di energia e idrogeno liquido. Quest’ultimo, peraltro, permette di raffreddare il superconduttore, consentendo il passaggio di elettroni e azzerando perdite e dispersioni. Lo studio di Nature è stato portato avanti da università e istituti di ricerca cinesi nonché dall’ateneo di Cambridge e ha messo a confronto con l’MgB2, risultato il migliore, con le tecnologie Bscco (ossido di rame, calcio, stronzio, bismuto) e Ybco (ossido di ittrio, bario e rame).

Oggi esistono pochissime aziende, al mondo, in grado di produrre fili in MgB2: si contano sulle dita di una mano, tra Usa, Corea del Sud, Giappone, Cina e Italia. L’unica realtà, però, che finora può vantare un processo produttivo brevettato del superconduttore adatto alla fabbricazione di cavi flessibili (all’interno dei quali corrono, appunto, i fili superconduttivi) per la trasmissione di energia attraverso processi industriali, è italiana. Si tratta dell’azienda ligure Asg (che fa capo alla famiglia Malacalza) la quale, non a caso, ha già fornito questa tecnologia al Cern, dove sono stati prodotti, e sono attualmente operativi, numerosi cavi che alimenteranno l’acceleratore di particelle Lhc (Large hadron collider), nel suo upgrade denominato Hilumi.

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Il cavo italiano per trasmettere energia

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Cavo realizzato da Asg della famiglia Malacalza

Ma Asg collabora anche con l’Infn (Istituto nazionale di fisica nucleare): stanno sviluppando insieme un cavo superconduttivo della potenza di 1 gigawatt (potenzialmente in grado di trasportare, in pochi centimetri di diametro, l’energia prodotta da una centrale nucleare), che è attualmente sotto test nello stabilimento Asg di Genova ed è in corso di installazione, in questi giorni, in una facility dell’Infn a Salerno.

A confermare la posizione di primo piano che, nel settore, hanno l’Italia e, quindi, l’Europa, ci pensa Antonio Zoccoli, presidente dell’Infn. «Sì - afferma il fisico - siamo avanti. Ma lo siamo per un motivo molto preciso, perché abbiamo, ormai, una tradizione in questo campo. Infn e Asg lavorano sulla superconduttività da tantissimi anni, e l’azienda ligure ha fornito un terzo dei magneti a Lhc, lavora con Iter (il progetto che punta alla realizzazione dell’energia nucleare pulita), sul Dtt (Divertor tokamak test, il progetto italiano di energia e fusione di Enea) e così via; il tutto grazie anche a questa esperienza che ha fatto insieme a noi».

Asg, prosegue, «utilizza un cavo mentre molti altri usano i fili; quello che ha fatto Asg, in particolare, è riuscire a industrializzare questa tecnologia. Ora, quindi, è più facile produrre un cavo che possa avere un’utilizzazione molto veloce. Siamo passati dalla ricerca di base alla ricerca industriale».

L’istituto di fisica nucleare sperimenta la tecnologia a Salerno

L’Infn, aggiunge Zoccoli, «è riuscito mettere a punto un progetto, che ha ottenuto un finanziamento del ministero della Ricerca con fondi Pnrr, e abbiamo coinvolto Asg per la realizzazione del cavo: negli ultimi tre anni, abbiamo portato avanti il progetto, che ha un finanziamento totale di 50 milioni di euro e, all’interno di questo, sempre insieme ad Asg, abbiamo sviluppato il cavo che stiamo iniziando a testare a Salerno. Si tratta di un’iniziativa che coinvolge un largo territorio: c’è Milano, dove abbiamo tutti i nostri esperti, c’è Genova dove lavora Asg, e c’è Salerno, dove abbiamo costruito una facility per i test. Poi, vorremmo provare a installare questo cavo e utilizzarlo per usi pratici; proprio come, secondo quanto riporta l’articolo di Nature, vogliono fare i cinesi; e come è stato sperimentato anche a Parigi, nel quartiere di Montmartre. Il vantaggio di questi cavi è che consumano poco e occupano poco spazio, quindi si posso interrare tranquillamente, senza dissipare troppa energia e con vantaggi sia in termini economici che logistici».

Anche Lucio Rossi, professore associato di Fisica all’università di Milano e ricercatore dell’Infn, sottolinea che l’Italia «in questo momento è sicuramente all’avanguardia sui cavi superconduttori. Non dico che siamo soli ma siamo sicuramente i primi, nel mondo occidentale. Rispetto ai cinesi, che stanno, anche loro lavorando a questa tecnologia, sarei prudente; ma direi che, comunque, non siamo certamente più indietro».

Rossi: «Molto vantaggioso l’accoppiamento tra cavo e idrogeno liquido»

Lo sviluppo dei cavi superconduttori si inserisce nella sfida d’innovazione che la transizione energetica pone alle reti elettriche: le fonti rinnovabili, sole e vento, sono intermittenti e geograficamente concentrate in aree spesso lontane dai centri di consumo. Il surplus di energia generato in certi momenti, e in certe regioni, non riesce a raggiungere le aree di rete di possibile utilizzo. Rischia, conseguentemente, di finire sprecato.

Il sistema proposto dai ricercatori di Nature, risolve questo problema: i cavi in MgB₂, raffreddati da idrogeno liquido che scorre all’interno della stessa pipeline, trasmettono elettricità con perdite quasi nulle, su centinaia di chilometri. L’energia in eccesso viene, contestualmente, convertita in idrogeno liquido, tramite elettrolisi, stoccata e trasportata attraverso la medesima infrastruttura. Simulazioni condotte su dati reali di generazione e consumo di tutte le province cinesi, mostrano - si legge nello studio - che il sistema potrebbe raddoppiare la capacità di utilizzo delle rinnovabili e moltiplicare, per 4,8 volte, la produzione di idrogeno liquido, rispetto alle soluzioni convenzionali.

«I cinesi hanno fatto - conclude Rossi - un calcolo giusto su questo, dimostrando che l’accoppiamento tra cavo elettrico e idrogeno liquido è molto vantaggioso. Sono stati bravi, però noi siamo in quel solco lì, il nostro cavo può andare anche a idrogeno liquido».

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