Queste sono le ossessioni centrali che guidano la nostra redazione, definendo argomenti di importanza sismica per l'economia globale.Questi sono alcuni dei nostri progetti editoriali più ambiziosi.Divertiti!Le nostre e-mail sono fatte per brillare nella tua casella di posta, con qualcosa di fresco ogni mattina, pomeriggio e fine settimana.Grazie alla moderna rete elettrica, hai accesso all'elettricità quando vuoi.Ma la rete funziona solo quando l'elettricità viene generata nella stessa quantità in cui viene consumata.Detto questo, è impossibile ottenere sempre il giusto equilibrio.Quindi gli operatori rendono le reti più flessibili aggiungendo modi per immagazzinare l'elettricità in eccesso per quando la produzione diminuisce o il consumo aumenta.Circa il 96% della capacità mondiale di accumulo di energia si presenta sotto forma di una tecnologia: idropompa.Ogni volta che la produzione supera la domanda, l'elettricità in eccesso viene utilizzata per pompare acqua in una diga.Quando la domanda supera la produzione, l'acqua può diminuire, grazie alla gravità, e l'energia potenziale fa girare le turbine per produrre elettricità.Ma lo stoccaggio idroelettrico richiede aree geografiche particolari, con accesso all'acqua ea bacini idrici a diverse altitudini.È il motivo per cui circa tre quarti di tutti gli impianti di pompaggio idroelettrici sono stati costruiti in soli 10 paesi.Il problema è che il mondo ha bisogno di aggiungere molta più accumulo di energia, se vogliamo continuare ad aggiungere l'energia solare ed eolica intermittente necessaria per ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili.Una startup chiamata Energy Vault pensa di avere una valida alternativa all'idropompa: invece di usare acqua e dighe, la startup usa blocchi di cemento e gru.Ha funzionato in modalità invisibile fino ad oggi (18 agosto), quando la sua esistenza sarà annunciata al Kent Presents, un festival di idee nel Connecticut.In una calda mattina di luglio, mi sono recato a Biasca, in Svizzera, a circa due ore a nord di Milano, in Italia, dove Energy Vault ha costruito un impianto dimostrativo, circa un decimo delle dimensioni di un'operazione su vasta scala.L'intera cosa, dall'idea all'unità funzionale, ha richiesto circa nove mesi e meno di 2 milioni di dollari per essere realizzata.Se questo tipo di innovazione a bassa tecnologia ea basso costo può aiutare a risolvere anche solo alcune parti dell'enorme problema dell'accumulo di energia, forse la transizione energetica di cui il mondo ha bisogno non sarà poi così difficile.La scienza alla base della tecnologia di Energy Vault è semplice.Quando sollevi qualcosa contro la gravità, immagazzini energia in esso.Quando in seguito lo lascerai cadere, potrai recuperare quell'energia.Poiché il cemento è molto più denso dell'acqua, il sollevamento di un blocco di cemento richiede, e può quindi immagazzinare, molta più energia di un serbatoio d'acqua di uguali dimensioni.Bill Gross, un imprenditore statunitense di lunga data, e Andrea Pedretti, un inventore svizzero seriale, hanno sviluppato il sistema Energy Vault che applica questa scienza.Ecco come funziona: una gru a sei braccia alta 120 metri (quasi 400 piedi) si trova nel mezzo.Nello stato scaricato, i cilindri di cemento del peso di 35 tonnellate ciascuno sono impilati ordinatamente attorno alla gru molto al di sotto dei bracci della gru.Quando c'è un eccesso di energia solare o eolica, un algoritmo informatico dirige uno o più bracci della gru per localizzare un blocco di cemento, con l'aiuto di una telecamera fissata al carrello del braccio della gru.Una volta che il braccio della gru si trova e si aggancia a un blocco di cemento, un motore si avvia, alimentato dall'elettricità in eccesso sulla rete, e solleva il blocco da terra.Il vento potrebbe far muovere il blocco come un pendolo, ma il carrello della gru è programmato per contrastare il movimento.Di conseguenza, può sollevare senza problemi il blocco e quindi posizionarlo sopra un'altra pila di blocchi, più in alto da terra.Il sistema è "completamente carico" quando la gru ha creato una torre di blocchi di cemento attorno ad esso.L'energia totale che può essere immagazzinata nella torre è di 20 megawattora (MWh), sufficienti per alimentare 2.000 case svizzere per un'intera giornata.Quando la rete si sta esaurendo, i motori tornano in azione, tranne che ora, invece di consumare elettricità, il motore è azionato all'indietro dall'energia gravitazionale e quindi genera elettricità.L'innovazione nell'impianto di Energy Vault non è l'hardware.Gru e motori esistono da decenni e aziende come ABB e Siemens li hanno ottimizzati per la massima efficienza.L'efficienza di andata e ritorno del sistema, che è la quantità di energia recuperata per ogni unità di energia utilizzata per sollevare i blocchi, è di circa l'85%, paragonabile alle batterie agli ioni di litio che offrono fino al 90%.Il lavoro principale di Pedretti come Chief Technology Officer è stato capire come progettare software per automatizzare operazioni contestualmente rilevanti, come agganciare e sganciare blocchi di cemento, e per contrastare i movimenti pendolari durante il sollevamento e l'abbassamento di quei blocchi.Energy Vault mantiene bassi i costi perché utilizza hardware commerciale pronto all'uso.Sorprendentemente, i blocchi di cemento potrebbero rivelarsi la parte più costosa della torre energetica.Il calcestruzzo è molto più economico di, diciamo, una batteria agli ioni di litio, ma Energy Vault avrebbe bisogno di molto cemento per costruire centinaia di blocchi da 35 tonnellate.Quindi Pedretti ha trovato un'altra soluzione.Ha sviluppato una macchina in grado di mescolare sostanze che le città spesso pagano per eliminare, come ghiaia o rifiuti edili, insieme al cemento per creare blocchi di cemento a basso costo.Il risparmio sui costi deriva dal dover utilizzare solo un sesto della quantità di cemento che sarebbe stata altrimenti necessaria se il calcestruzzo fosse stato utilizzato per l'edilizia.L'impianto dimostrativo che ho visto a Biasca è molto più piccolo della prevista versione commerciale.Dispone di una gru monobraccio alta 20 metri che solleva blocchi del peso di 500 kg ciascuno.Ma fa quasi tutte le cose che farebbe il suo cugino su vasta scala, che l'azienda sta attivamente cercando di vendere in questo momento.Robert Piconi ha trascorso questa estate visitando paesi dell'Africa e dell'Asia.Il CEO di Energy Vault è entusiasta di trovare clienti per i suoi impianti in quelle parti del mondo.La startup ha anche un team di vendita negli Stati Uniti e ora ha ordini per costruire le sue prime unità commerciali all'inizio del 2019. L'azienda non condividerà i dettagli di quegli ordini, ma le caratteristiche uniche della sua soluzione di accumulo di energia ci consentono di realizzare un'ipotesi abbastanza plausibile su come saranno i progetti.Gli esperti di accumulo di energia classificano ampiamente l'accumulo di energia in tre gruppi, distinti per la quantità di accumulo di energia necessaria e il costo di immagazzinamento di tale energia.In primo luogo, tecnologie costose, come le batterie agli ioni di litio, possono essere utilizzate per immagazzinare poche ore di energia, nell'intervallo di decine o centinaia di MWh.Questi potrebbero essere caricati durante il giorno, ad esempio utilizzando i pannelli solari, e quindi scaricati quando il sole non è presente.Ma le batterie agli ioni di litio per la rete elettrica attualmente costano tra $ 280 e $ 350 per kWh.Tecnologie più economiche, come le batterie a flusso (che utilizzano sostanze chimiche liquide ad alta energia per trattenere l'energia) possono essere utilizzate per immagazzinare settimane di energia, nell'ordine di centinaia o migliaia di MWh.Questa seconda categoria di accumulo di energia potrebbe quindi essere utilizzata, ad esempio, quando c'è una pausa nella fornitura di energia eolica per una o due settimane.La terza categoria non esiste ancora.In teoria, tecnologie extra-economiche ancora da inventare potrebbero immagazzinare mesi di energia, nell'intervallo di decine o centinaia di migliaia di MWh, che verrebbero utilizzati per far fronte alla domanda interstagionale.Ad esempio, Mumbai raggiunge il picco di consumo in estate quando i condizionatori d'aria sono al massimo, mentre Londra raggiunge il picco in inverno a causa del riscaldamento domestico.Idealmente, l'energia catturata in una stagione potrebbe essere immagazzinata per mesi durante le stagioni di basso utilizzo e quindi distribuita in seguito nelle stagioni di alto utilizzo.Piconi stima che quando Energy Vault costruirà il suo decimo impianto da 35 MWh, potrà ridurre i costi a circa $ 150 per kWh.Ciò significa che non può soddisfare le esigenze della terza categoria di utilizzo dell'accumulo di energia;per farlo, i costi dovrebbero essere più vicini a $ 10 per kWh.In teoria, alla capacità e al prezzo attuali, potrebbe competere nella seconda categoria, se riuscisse a trovare un cliente che desiderasse che Energy Vault costruisse dozzine di impianti per un'unica rete.Realisticamente, la migliore scommessa di Energy Vault è competere nella prima categoria.Detto questo, alcuni esperti hanno detto a Quartz che il costo delle batterie agli ioni di litio, l'attuale tecnologia delle batterie dominante, potrebbe scendere a circa $ 100 per kWh, il che le renderebbe più economiche anche di Energy Vault quando si tratta di immagazzinare giorni o settimane di energia. .E poiché le batterie sono compatte, possono essere trasportate a grandi distanze.La maggior parte delle batterie agli ioni di litio degli smartphone utilizzati in tutto il mondo, ad esempio, sono prodotte nell'Asia orientale.I blocchi di cemento di Energy Vault dovranno essere costruiti in loco e ogni sistema da 35 MWh avrebbe bisogno di un pezzo di terreno circolare di circa 100 metri (300 piedi) di diametro.Le batterie hanno bisogno di una frazione di quello spazio per immagazzinare la stessa quantità di energia.Le batterie hanno alcune limitazioni.La durata massima delle batterie agli ioni di litio, ad esempio, è di circa 20 anni.Perdono anche la loro capacità di immagazzinare energia nel tempo.E non ci sono ancora modi affidabili per riciclare le batterie agli ioni di litio.L'impianto di Energy Vault può funzionare per 30 anni con poca manutenzione e quasi nessuna diminuzione della capacità.Anche i suoi blocchi di cemento utilizzano materiali di scarto.Quindi Piconi è fiducioso che c'è ancora una nicchia che Energy Vault può riempire: luoghi che hanno un accesso abbondante a terra e materiale da costruzione, combinato con il desiderio di avere tecnologie di stoccaggio che durino per decenni senza sbiadire la capacità.Nel frattempo, indipendentemente dal fatto che Energy Vault abbia successo o meno, è una valida argomentazione per l'argomento secondo cui, mentre tutti gli altri sono alla ricerca di innovazioni tecnologiche e futuristiche per batterie, potrebbe essere davvero utile pensare a come applicare soluzioni a bassa tecnologia ai problemi del 21° secolo.Energy Vault ha costruito un impianto di prova funzionale in soli nove mesi, spendendo relativi pochi centesimi.È una sorta di segnale che alcune delle risposte ai nostri problemi di accumulo di energia potrebbero essere ancora nascoste in bella vista.📬 Inizia ogni mattina con il caffè e il Daily Brief (caffè BYO).Fornendo la tua email, accetti l'Informativa sulla privacy di Quartz.