LA NUOVA BATTERIA TERMICA

 

Il grosso limite delle fonti alternative è che sono instabili. Una soluzione a questo problema sono le batterie che però hanno costi elevati e qualche inconveniente sulla natura. L'azienda Fourth Power si occupa di trovare soluzioni di stoccaggio di energia termica. Ha origine in Massachusetts ed è sostenuta anche dal fondo Breakthrough Energy Ventures di Bill Gates. Fourth Power propone una nuova tecnologia di accumulo di energia a temperatura ultraelevata, 10 volte più economica delle batterie agli ioni di litio e più efficiente di una turbina a vapore.

Grazie ad un nuovo prototipo di accumulatore di energia ad altissima temperatura da 1 MWh la Fourth Power sostiene di riuscire ad accumulare l'energia in eccesso in modo economico ed efficiente derivante dalla produzione fotovoltaica o eolica per poterla riutilizzare nei momenti in cui naturalmente cala questa produzione, è il sogno di molte aziende.  

L’idea alla base del progetto Fourth Power è abbastanza semplice nel suo complesso. L’energia, prodotta per esempio da fonti rinnovabili, in eccesso viene utilizzata per scaldare grandi blocchi di grafite fino a 2.500 °C. 

Nel sistema Fourth lo “spostamento” di questa energia termica avviene attraverso del metallo liquido caratterizzato dalla bassa temperatura di fusione 232 °C (stagno). 

Il metallo liquido circola nell’impianto grazie ad un innovativo tipo di pompa meccanica in grafite progettata proprio dal fondatore di Fourth Asegun Henry. Questo tipo di pompa può gestire liquidi caldi fino a 1.200 °C.

Queste pompe spostano il metallo liquido surriscaldato all’interno di un sistema idraulico di grafite, trasferendo così il calore dagli elementi riscaldanti ai blocchi di grafite. Al momento di recuperare l’energia accumulata lo stesso sistema idraulico pompa il metallo liquido attraverso numerosi stretti tubi di grafite all'interno di una serie di celle di raccolta dell'energia.

Questi tubi diventano incandescenti ed emettono luce intensa. Questa luce viene raccolta attraverso celle termofotovoltaiche (TPV) che raccolgono fotoni dalla fonte di calore incandescente. Il principio generale è simile alle celle solari degli impianti fotovoltaici, a queste temperature, infatti, quasi tutto il trasferimento di calore avviene sotto forma di luce anziché attraverso il meccanismo della conduzione o della convezione.

Questo è il cuore del sistema. Le celle TPV in questione sono state annunciate ad aprile del 2022 da un team di ingegneri del MIT e del National Renewable Energy Laboratory (NREL). In quella sede annunciarono un’efficienza di estrazione dell’energia termica da record oltre il 40% un valore superiore a quello ottenuto con la produzione di energia attraverso le turbine a vapore. 

Queste celle raccolgono solo le parti a più alta energia dello spettro delle lunghezze d'onda, per un'efficienza ottimale, gli specchi sull’ultimo strato delle celle riflettono il resto della luce contribuendo a mantenere più calore possibile nello stagno liquido.

Nel processo di trasferimento di energia lo stagno liquido scende da circa 2.400 °C a circa 1.900 °C e viene rimandato agli elementi riscaldanti per essere nuovamente caricato di energia.

La combinazione del sistema di pompaggio di stagno liquido e le celle TPV ad alta efficienza nel loro complesso costituiscono una batteria termica molto reattiva in grado di restituire energia alla rete in pochi secondi dalla rilevazione del picco di domanda e con una densità di potenza senza precedenti, l’azienda dichiara di poter "trasferire da 10 a 100 volte più calore di qualsiasi altra azienda con apparecchiature delle stesse dimensioni". 

Quali sono i costi di questa energia immagazzinata?  

Fourth Power afferma che l'obiettivo è ottenere un'efficienza energetica del circuito completo di circa il 50% valore inferiore rispetto a grandi impianti con batterie al litio ma a costi significativamente più bassi.

In questo tipo di impianto grafite e stagno sono massicciamente utilizzati e sono molto economici come materia prima rispetto al litio raffinato, quindi mentre una batteria al litio potrebbe costare circa 330 dollari per kWh di energia immagazzinata e restituita, Fourth afferma di poter ottenere lo stesso risultato con meno di 25 dollari. Quindi anche nei casi di stoccaggio a lungo termine, dove l’efficienza sarà inferiore con perdite stimate di circa l’1% dell’energia immagazzinata al giorno, il costo sarebbe comunque enormemente inferiore.

Sicurezza e sviluppi futuri

In questo caso rispetto al litio i rischi sono minori:

non c'è rischio di fuga termica perché il sistema è chimicamente inerte;

non c'è rischio di esplosione non essendoci contenitori in pressione;

se lo stagno liquido dovesse fuoriuscire dal sistema idraulico si congelerebbe nuovamente in metallo appena raggiunge gli strati isolanti o, nel caso peggiore, il pavimento di cemento della struttura;

la batteria viene conservata in una struttura fissa riempita con gas argon per prevenirne l'ossidazione. Spessi strati di isolamento e pannelli di raffreddamento minimizzerebbero l'ingresso di ossigeno nel sistema nel caso in cui fosse compromesso.

Fourth ha annunciato un aumento di capitale da 19 milioni di dollari, a cui hanno partecipato Breakthrough Energy Ventures e Black Venture Capital Consortium. Questa iniezione di denaro andrà alla realizzazione di un impianto prototipo da 1 MWh vicino Boston, il cui completamento è stimato nel 2026.

I dirigibili sostenibili promettono un futuro pulito per trasporto e sorveglianza

I dirigibili potrebbero sembrare un ricordo del passato. In effetti, al giorno d'oggi li vediamo principalmente come portatori di banner pubblicitari, telecamere, ecc. A differenza degli aeroplani, che stiamo usando in un modo molto più commerciale, questi non hanno sfruttato il loro pieno potenziale. Tuttavia, tutto ciò non passa inosservato. Ci sono molti designer che cercano di assicurarsi di vedere molti dirigibili in futuro e non solo sulle copertine degli album. Quindi, ecco un elenco di 20 progetti di dirigibili sostenibili così sorprendenti che potrebbero rendere il nostro pianeta un posto molto migliore in cui vivere:

20 dirigibili futuristici sostenibili
1. Dirigibile Stirling Solar-Electric

Progettato da Laurens Rademakers, il dirigibile solare-elettrico Stirling utilizza il principio di un motore Stirling per rimanere a galla per un lungo periodo. Il motore Stirling funziona secondo il principio della differenza di calore tra gli strati della nave. Maggiore è la differenza di calore, maggiore è l'energia prodotta. Inoltre, usando una parabola solare per catturare l'energia solare e tradurla in calore, il dirigibile può produrre abbastanza energia per tenerlo a galla anche di notte.



2. Dirigibile della tartaruga
Il dirigibile Turtle è una proposta per un'imbarcazione a forma di tartaruga che sarà alimentata da pannelli solari durante il giorno e bio-diesel di notte. La nave è in grado di atterrare su qualsiasi grande specchio d'acqua o un campo aperto. In effetti, la compagnia ha già investito $ 200 milioni per costruire e pilotare l'aereo.



3. Dirigibile d'alta quota

La DARPA ha aggiudicato un contratto da $ 400 milioni a Lockheed Martin per progettare, costruire, testare e pilotare un modello in scala 1: 3 di una piattaforma di sorveglianza e telecomunicazione del dirigibile chiamata High Altitude Airship o HAA. Inoltre, il dirigibile geostazionario sarà riempito di elio per consentirgli di pattugliare i cieli dal flusso del jet. Inoltre, il dirigibile sarà alimentato da un impianto solare da 15 kW montato sul suo tetto.

4. Dirigibile solare ad alta velocità

Il dirigibile solare ad alta velocità è una proposta per offrire mezzi convenienti per il trasporto di merci. Il dirigibile sarà progettato utilizzando componenti standardizzati e offrirà il trasporto di merci ad alta velocità. Inoltre, la nave genera fino a 67,2 KW di energia solare dai pannelli solari di bordo, che insieme a Jet Stream aumentano la velocità sul trasporto da ovest a est fino a 182 miglia all'ora. Volando ad un'altezza di 30.000 piedi, il dirigibile può anche volare di notte ad una velocità di 165 miglia orarie.



5. Aerolabio

L'Aerolabio è un dirigibile progettato dal pittore e scultore Gaspard Schlumberger, il quale crede che l'energia solare abbia il potenziale per rendere verde lo spazio aereo dominato da aerei a gas. Il dirigibile a forma di sigaro include pannelli solari e ali per far volare questo palloncino nei cieli.




6. Dirigibile di Eolo

Progettato da Christopher Ottersbach, il dirigibile Aeolus è un mezzo di trasporto a mezz'aria perfettamente ecologico. Avendo un aspetto aerodinamico, questo dirigibile può trasportare da due a quattro persone in un viaggio fuori terra per due settimane. Questo dirigibile sostenibile attinge energia dall'elio. Tuttavia, i membri dell'equipaggio ottengono un ottimo allenamento di propulsione oltre a pedalare sul motore.



7. Dirigibile di sorveglianza del Pentagono

Il Pentagono dovrebbe sviluppare un dirigibile spia da $ 400 milioni che sarà in grado di volare fino a 65.000 piedi in aria e di poter raggiungere qualsiasi destinazione in tutto il mondo entro 15 giorni. Il dirigibile sarà alimentato da pannelli solari, che saranno supportati da celle a combustibile a idrogeno per mantenere il dirigibile in volo anche durante la notte.



8. Dirigibile Strato Cruiser

Progettato da Tino Schaedler e Michael J Brown, il dirigibile Strato Cruiser è un concetto per uno "zeppelin stile di vita". La costruzione del dirigibile desidera modellare nuovi livelli di sicurezza, velocità ed ecologia per viaggiare. Essendo incorporato con pelle in fibra di carbonio, celle fotovoltaiche e una camera di elio sezionale, la struttura può sicuramente generare l'aspetto e i tratti. Il dirigibile ha un ristorante, pareti per arrampicata ricreativa e suite private.



9. Sun Ship

Progettata dalla gente al volo solare, la nave solare è progettata per essere il più piccola possibile ma abbastanza grande da attraversare gli oceani Atlantico e Pacifico. Funzionando a energia solare, la nave solare può trasportare comodamente tre persone ad altitudini più basse, due persone a media quota e una persona ad alta quota e si prevede che supererà l'attuale record di altitudine per dirigibili di 24.000 piedi.





10. Dirigibile Uno

Airship One è un ibrido a energia solare tra un dirigibile semirigido e un aereo e può ospitare comodamente 25 passeggeri nel suo abitacolo a due piani. Lo scheletro del dirigibile in alluminio è una struttura semirigida e presenta pannelli in fibra di carbonio e tessuto ad alta resistenza per mimetizzare lo scheletro. I ventilatori canalizzati vettoriale consentono alla nave di librarsi o navigare a circa 120 miglia all'ora senza sforzo.

11. Dynalifter

Il dirigibile Dynalifter è una combinazione di risparmio di carburante di un aereo e che non richiede quasi alcuna infrastruttura di terra. Il dirigibile si alza con un ascensore fino all'80% proveniente dall'elio e il rimanente fornito da un motore a combustione interna a basso consumo di carburante. I progettisti sostengono che il Dynalifter decolla e atterra come un aereo ma consuma solo un terzo del carburante.

12. Nephelios

Progettato da Project Sol’R, il Nephelios deve essere realizzato con un telaio in alluminio coperto da un involucro esterno in nylon e polietilene. Il dirigibile lungo 22 m trasporta celle solari semi-flessibili in grado di generare fino a 2,4KW di energia elettrica verde. Il dirigibile riempito di elio è attualmente alimentato da un piccolo motore, che genera energia sufficiente per alimentare due eliche per spingere il dirigibile a una velocità di circa 25 miglia all'ora.



13. Aircruise

Nato da un'idea dei designer di Seymourpowell, con sede a Londra, Aircruise è come potrebbe essere il futuro dei viaggi e dell'ospitalità. Aircruise raccoglie energia solare, mentre la sua fonte primaria di energia è un sistema di azionamento a celle a combustibile a idrogeno. Il concetto di emissioni zero può viaggiare a circa 90 miglia all'ora, il che significa che un viaggio da Londra a New York richiederà circa 37 ore. Integrando quattro appartamenti duplex e cinque appartamenti più piccoli con un attico, bar / lounge / aree comuni, Aircruise crea un hotel di lusso nei cieli.



14. ISIS

Concepito da DARPA, Integrated Sensor Is the Structure (ISIS) è un dirigibile autosufficiente che raccoglie energia solare per la propulsione. Tuttavia, questo dirigibile completamente automatizzato è progettato per decollare da una base di terra permanente negli Stati Uniti. Inoltre, volerebbe automaticamente verso qualsiasi punto del pianeta entro 10 giorni.



15. AIRBIA

Progettato da Alexandros Tsolakis e Irene Shamma, AIRBIA è uno dei dirigibili sostenibili che traghettano i passeggeri rapidamente e facilmente dalle loro case suburbane ai centri urbani urbani. Tuttavia, fin d'ora, il dirigibile è progettato per trasportare circa 400 persone e viaggiare ad una velocità media di 93 miglia all'ora.



16. Manned Cloud

The Manned Cloud è un hotel volante concettuale progettato da Massaud Studio. In effetti, questa straordinaria imbarcazione ti offre l'opportunità di vivere nel cielo, viaggiare per il mondo. Inoltre, lo fa senza lasciare traccia (inquinamento). In breve, ti dà un'esperienza di vita diventando consapevole dell'ambiente.

17. Riscoperta

Il concetto di riscoperta è un dirigibile ecologico pieno di elio progettato come una riscoperta della Casa Bianca. Inoltre, il dirigibile ha alloggio e spazio di lavoro per il Presidente e i suoi membri del personale. Tuttavia, l'obiettivo principale di "Rediscovery" è quello di rendere possibile uno scambio mondiale di nuove tecnologie di rigenerazione.



18. Zep’lin

Progettato da Damien Grossemy, il concetto di Zep’lin è caratterizzato da pannelli solari e batterie agli ioni di litio a bordo che immagazzinano energia extra quando il dirigibile sale sopra.



19. Aeroscraft ML866

L'Aeroscraft ML866 è un nuovo tipo di dirigibile proposto che combina galleggiabilità e sollevamento dinamico. Progettato dal produttore di dirigibili Eros, l'Aeroscraft è tra i pochi dirigibili sostenibili che possono decollare e atterrare in verticale. Inoltre, sarà in grado di viaggiare fino a 222 chilometri all'ora e avere un'autonomia di 5000 km. Inoltre, si può anche configurare l'imbarcazione, che è anche popolare come "veicolo aereo assistito da bouyancy", per usi passeggeri, privati ​​o merci.



20. Sanswire-TAO STS-111
Alimentato dalla potenza delle celle a gas, il Sanswire-TAO STS-111 è uno dei dirigibili sostenibili più lunghi. In effetti, è lungo 111 piedi. Il dirigibile multi-segmentato e non rigido alto 11 piedi è progettato utilizzando la tecnologia UAV ultraleggera. Questa tecnologia gli consente di volare per durate estremamente lunghe. Inoltre, è in grado di trasportare vari payload e trasmettere vari tipi di comunicazioni wireless.



Conclusioni


Come parte dei tentativi disperati dell'industria aeronautica di tagliare i costi e ridurre le emissioni, ci sono stati progettisti che prevedono un futuro pulito. In effetti, se i progetti sono veri, il trasporto futuro dipenderà fortemente da fonti alternative di carburante. Quando è necessario un trasporto a emissioni zero a costi contenuti, i dirigibili prevalgono principalmente su aeromobili e altri mezzi convenzionali. Con dirigibili sostenibili, i progettisti di tutto il mondo prevedono oggi prospettive brillanti che potrebbero cambiare per sempre il trasporto urbano e persino la sorveglianza.

Missione: rimuovere un miliardo di tonnellate di carbonio dall'atmosfera

La Terraton Initiative incarna un obiettivo specifico: rimuovere 1 miliardo di tonnellate di carbonio dall'atmosfera terrestre. Indigo Agriculture, una società di tecnologia agricola con sede nel Massachusetts, ha fondato e gestisce il progetto. Per raggiungere questo obiettivo, l'iniziativa mira a utilizzare "il fantastico potenziale del suolo sotto i nostri piedi per assorbire 1 miliardo di tonnellate di carbonio atmosferico", afferma David Perry, CEO e direttore di Indigo Agriculture.

La strategia dell'Iniziativa Terraton per la rimozione del carbonio richiede l'uso della terra come strumento per intrappolare il carbonio attraverso il sequestro del carbonio. L'iniziativa sostiene l'agricoltura rigenerativa, che consente alle piante di immagazzinare carbonio nel terreno, rilasciando ossigeno - invece di rilasciare carbonio nell'atmosfera. Perry dice a Food Tank che il sequestro del carbonio rappresenta la "singola cosa più utilizzabile, immediata e conveniente che possiamo fare per influire sui cambiamenti climatici". Secondo Perry, in media l'agricoltura sequestra l'1 percento di carbonio, rispetto alla terra incontaminata, che sequestra dal 3 al 7 percento.

È davvero incoraggiante che abbiamo le capacità. Ora non ci resta che mettere in atto tutti gli incentivi.

"Le pratiche rigenerative possono permetterci di continuare a coltivare la terra, continuare a produrre cibo su di essa, ma restituirci il 3% in più", afferma Perry.
L'iniziativa Terraton lavora per unire investitori, agricoltori, ricercatori scientifici, organizzazioni no profit e imprese dietro un obiettivo comune: attraverso il lavoro collaborativo, l'iniziativa Terraton "si concentrerà su come migliorare la redditività dell'azienda agricola, come migliorare la sostenibilità ambientale e come migliorare la salute dei consumatori ", Dice Perry a Food Tank. La Terraton Initiative ha recentemente avviato un concorso chiamato Terraton Challenge. Gli innovatori competeranno per creare nuovi modi per rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera. I vincitori riceveranno una sovvenzione di $ 20.000 a BeneficialAg 2020, una conferenza per la tecnologia agricola innovativa ospitata da Indigo Agriculture e 3 milioni di dollari in contratti saranno assegnati per l'implementazione di nuove tecnologie di riduzione del carbonio.

È davvero incoraggiante che abbiamo le capacità. Ora non ci resta che mettere in atto tutti gli incentivi.

L'iniziativa rileva che è necessario condurre ulteriori ricerche sullo stoccaggio del suolo e del carbonio. L'iniziativa collabora con il Rodale Institute, una struttura di ricerca sull'agricoltura biologica e il Soil Health Institute, un centro di ricerca scientifica incentrato sul suolo, per promuovere la riduzione del carbonio. Questa ricerca collaborativa si concentra sulla ricerca di informazioni quali il tasso di assorbimento del suolo dal carbonio o gli effetti che i microbi hanno sul sequestro del carbonio. La ricerca affronta anche l'attività agricola e l'effetto dei suoli arricchiti di carbonio sulla redditività agricola e sulla qualità delle colture.
L'iniziativa lavora con 3,6 milioni di acri di terreno agricolo e diverse organizzazioni no profit per esaminare "quali pratiche massimizzano il sequestro del carbonio nel suolo e massimizzano il tasso di sequestro", afferma Perry a Food Tank.

Per compilare dati utili, l'iniziativa analizza decine di migliaia di aziende agricole per raccogliere dati sul sequestro del carbonio. L'iniziativa rilascerà tutti i suoi dati anonimi per i ricercatori e il pubblico in generale con la speranza che vengano utilizzati per stimolare l'innovazione.

Perry crede che mentre la crisi climatica è spaventosa e spesso può sembrare travolgente, ci sono soluzioni: "È davvero incoraggiante che abbiamo le capacità. Ora non ci resta che mettere in atto tutti gli incentivi per realizzarlo", afferma Perry.

Come raccogliere 10 milioni di dollari con un'impresa sostenibile

Avviare qualsiasi azienda è difficile. Avviare un'azienda con l'obiettivo di avere un impatto positivo sulle persone e sul pianeta può sembrare quasi impossibile. Negli ultimi anni di costruzione della mia azienda alimentare sostenibile, Kuli Kuli, la mia più grande sfida è stata convincere gli investitori che eravamo sia positivi per il pianeta che degni del loro portafoglio.

Ora ho raccolto $ 10 milioni di investimenti da molti dei più rispettati investitori e società di capitali di rischio, e da due aziende alimentari multimiliardarie, Kellogg e Griffith Foods. Ma trovare questi milioni non è stato facile.

Avviare la mia compagnia come volontario di Peace Corps di 22 anni mi ha lasciato senza un mucchio di soldi per attingere o una rete di ricchi amici. Ho trasformato la creazione di una rete nel mio lavoro. Ho partecipato a tutti gli eventi di networking e pitch che sono riuscito a trovare, perfezionando il pitch con ogni feedback ricevuto. Ho cercato di indagare sui potenziali investitori presenti prima dell'inizio dell'evento e di stabilire l'obiettivo di avviare una conversazione con ciascun investitore prima della fine dell'evento.

Di gran lunga l'abilità di raccolta fondi più preziosa che ho acquisito è stata l'arte di un follow-up davvero buono. Immediatamente dopo la mia conversazione con un potenziale investitore, annoto tutti i dettagli rilevanti, scrivendo spesso sul loro biglietto da visita o prendendo appunti sul mio telefono. Scrivo i consueti follow-up, come ad esempio l'invio del pitch deck. Ma altrettanto importante, registro dettagli personali come il nostro amore condiviso per la maratona o il fatto che la figlia stia per diplomarsi al liceo, permettendomi di inviare un follow-up personalizzato in modo univoco.


Di gran lunga l'abilità di raccolta fondi più preziosa che ho acquisito è stata l'arte di un follow-up davvero buono.

Se fatta bene, una raccolta fondi diventa una raccolta di amici. Alla fine della giornata, le persone investono nelle persone che amano. Alla maggior parte delle persone piacciono le persone come loro. È la stessa ragione per cui le sale da pranzo della scuola media sono spesso separate per genere e razza. Ci piace stare con persone che ci assomigliano, pensare come noi, parlare come noi, vacanze allo stesso modo in cui lo facciamo. Quando sei diverso, devi fare il possibile per connetterti.
Nonostante quanto scrivo attentamente queste e-mail di follow-up, non mi aspetto mai che l'investitore risponda. Le persone più impegnate non rispondono alla prima email che ricevono. Uso un sistema chiamato Boomerang per programmare queste e-mail in modo che tornino alla mia casella di posta in una settimana se non ricevono risposta.

La mia seconda e-mail è altrettanto premurosa, ma molto più breve. Mi rivolgo e invio un articolo, o un articolo su Kuli Kuli, Moringa o un articolo pertinente a un argomento di cui abbiamo discusso. Se possibile, provo a trovare qualcosa che si ricolleghi a uno dei loro interessi. Ad esempio, se avessimo discusso di trail running, invio loro un articolo sulle 10 migliori piste di Bay Area con una nota personale su un trail che mi è piaciuto. Ho anche boomerang questa e-mail, questa volta impostandola per tre settimane.

La mia terza e ultima email è una domanda. Sottolineo quanto mi è piaciuta la nostra conversazione il mese scorso e chiedo se sarebbero aperti a connettersi in futuro o se preferiscono non contattarli di nuovo. Non boomerang questa e-mail, ritenendo che se l'investitore non risponde dopo tre e-mail, ci sono poche possibilità che investiranno.

Accedo a un foglio di calcolo ogni persona che risponde a una delle mie e-mail. Li classifica come potenziali investitori, consulenti o potenziali clienti. Annoto tutti i dettagli rilevanti della mia conversazione con loro e di ogni conversazione via email che abbiamo avuto.

Conoscerti, riuscire a conoscerti
Gli investitori spesso dicono: "Non sono interessato in questo momento, ma tienimi aggiornato". Ho scoperto che accettarli in questa offerta è assolutamente il modo migliore per farli investire in te. Le persone vogliono sentirsi come se ti conoscessero. Vogliono avere una comprensione delle tue sfide e dei tuoi successi prima di scrivere grandi assegni. Uso questo foglio di calcolo per investitori potenziali per inviare aggiornamenti trimestrali, analizzare le informazioni finanziarie ma fornire abbastanza carne affinché le persone capiscano come stiamo crescendo.

La mia ultima tattica di raccolta fondi è quella di introdurre sempre la scarsità in un round di raccolta fondi. Non apro mai un round fino a quando non ho ottenuto almeno la metà di esso impegnato verbalmente, quindi faccio tutto il possibile per "sottoscriverlo eccessivamente" aumentando più dell'obiettivo originariamente pubblicato. Tutti vogliono qualcosa che non possono avere. Uso la mia mailing list per creare slancio nel round prima di aprirla pubblicamente.

Anche se ci vuole perseveranza, ho scoperto che gli investitori a valore aggiunto e allineati alla missione sono una parte fondamentale del successo di Kuli Kuli. Spero che un giorno saranno in grado di dire a tutti i loro amici che investire in un'azienda verde è stato il miglior investimento che abbiano mai fatto.

Lisa Curtis è una GreenBiz del 2016, fondatrice e CEO di Kuli Kuli, una società innovativa che sta rivoluzionando la nutrizione negli Stati Uniti e all'estero attraverso la vendita di prodotti alimentari a base di moringa. Curtis ha avuto l'idea di Kuli Kuli mentre prestava servizio come Volontario del Corpo della Pace in Niger, Africa occidentale. Come volontaria nel centro sanitario del suo villaggio, ha acquisito una comprensione diretta delle sfide nutrizionali comuni affrontate nei villaggi rurali e di come la moringa può svolgere un ruolo nell'aiutare ad affrontare tali sfide.
Articolo tradotto da https://www.greenbiz.com/article/how-raise-10-million-sustainable-business

Ecco come le aziende di e-scooter e e-bike potrebbero abbracciare l'economia circolare

La crescita della micromobilità - e-scooter ed e-bike che spuntano in giro per le città - ha un problema evidente. La breve durata (a volte solo un paio di mesi) degli scooter elettrici condivisi aumenta significativamente le loro emissioni medie e riduce i loro benefici ambientali.

Per una nuova modalità di trasporto che avrebbe il potenziale per ridurre l'uso e il traffico delle auto,  è estremamente deludente.

I ricercatori della North Carolina State University hanno condotto una valutazione del ciclo di vita degli e-scooter condivisi e hanno scoperto che quanto rispettano l'ambiente dipende in gran parte dalla loro durata, dal modo in cui sono realizzati e dalla modalità di trasporto che sostituiscono. Non sorprende che il più grande fattore che potrebbe ridurre le emissioni degli scooter condivisi sembra estendere la vita degli scooter da un paio di mesi a qualcosa di più simile a due anni.

Per affrontare questo problema, le aziende di scooter devono abbracciare il crescente movimento attorno all'economia circolare e lavorare con le loro catene di approvvigionamento per apportare cambiamenti significativi.


La maggior parte delle aziende produttrici di scooter raccolgono batterie e altri componenti costosi dagli scooter obsoleti, ma il sistema circolare per scooter potrebbe chiaramente essere ottimizzato.

Potresti aver sentito parlare del concetto di economia circolare attraverso un discorso dell'architetto e designer Bill McDonough o del marinaio in pensione Ellen MacArthur e della sua fondazione. Ma oggi, le aziende stanno sempre più adottando l'idea di ridisegnare i propri sistemi per ridurre gli sprechi e realizzare articoli e prodotti che durano più a lungo. Se fatto nel modo giusto, le aziende possono anche risparmiare denaro attingendo a flussi di rifiuti e o lanciando nuovi modelli di business.
Ad esempio, quest'estate alla nostra conferenza Circularity 19, Kate Brandt, Chief Chief Sustainability Officer di Google, ha svelato il nuovo piano di economia circolare (PDF) di Google, affermando: "Vogliamo una Google circolare in un mondo sostenibile ... Significa che l'intero sistema deve modificare." Gli sforzi includono la riprogettazione di come Google costruisce data center e campus aziendali, come produce elettronica di consumo e come nutre i dipendenti.

Ho chiacchierato con la nostra analista senior di economia circolare, Lauren Phipps, che dice "Nel complesso, quando un'azienda sta vendendo un servizio piuttosto che un prodotto, come un giro in scooter piuttosto che lo scooter stesso, dovrebbe (teoricamente) incentivare un design durevole e estensione della durata del prodotto ". Le aziende di scooter possono fare una varietà di cose per abbracciare la circolarità. Eccone quattro:

Progettare scooter per durare nel tempo: la maggior parte dei fornitori di scooter è stata inizialmente lanciata acquistando e gestendo scooter economici e di breve durata dell'azienda cinese Ninebot. Ma recentemente, alcune aziende di scooter, come Bird, hanno iniziato a progettare i propri scooter più robusti e con parti più resistenti. Bird afferma che il suo nuovo scooter Bird One può durare in un ambiente di condivisione per oltre un anno e l'azienda sta vendendo questo scooter per l'acquisto.

Progettare per durare nel mondo reale è la strada giusta da percorrere.

La tendenza della progettazione per la durabilità nel mondo reale è la strada giusta da percorrere. E quando le aziende raccolgono più dati dal funzionamento e dalla manutenzione di questi nuovi scooter più robusti, ciò consentirà alle generazioni future di durare più a lungo. Per le aziende di scooter che stanno ancora lavorando con i Ninebot e Xiaomis del mondo, è altrettanto importante collaborare con i fornitori per collaborare a un design più durevole.
Progettare scooter per riparazioni / ristrutturazioni: il passaggio successivo per scooter meglio progettati comprende anche la progettazione di scooter che possono essere smontati e riparati, in modo che il ciclo di vita del prodotto possa essere esteso più facilmente. La maggior parte delle aziende produttrici di scooter raccolgono batterie e altri componenti costosi dagli scooter obsoleti, ma il sistema circolare per scooter potrebbe chiaramente essere ottimizzato.

Software e informatica possono prolungare la vita degli scooter: poiché gli scooter creano una traccia di dati per le aziende e potenzialmente per le città, tutti quei dati possono essere utilizzati per sviluppare strumenti di intelligenza artificiale per estendere e ottimizzare la vita degli scooter. Uno strumento che abbiamo menzionato prima è Superpedestrian, fondato da Assaf Biderman, direttore associato del MIT Senseable City Laboratory. L'intelligenza artificiale della startup può aiutare gli scooter a proteggersi autonomamente dai guasti.



C'è anche solo così tanto tempo che una batteria per scooter può durare quando viene caricata e scaricata più e più volte. Dopo che una batteria è stata utilizzata per un po 'di tempo, inizia a degradarsi e mantiene una carica per meno tempo. Gli strumenti software possono aiutare a ottimizzare il processo di ricarica dello scooter per estendere i cicli di durata della batteria.

Scooter di design per la fine della vita: le foto dei cimiteri cinesi di bike sharing sono piuttosto inquietanti. Alcune città stanno spingendo le aziende di scooter a includere valutazioni del ciclo di vita e piani di riciclaggio nelle applicazioni urbane. Ma altrettanto importante è la progettazione di scooter che possano includere più facilmente il riciclaggio e lo smaltimento di tutte le parti in modo sostenibile.

Le aziende di scooter condivise devono adottare pratiche di economia circolare se vogliono sfruttare appieno il potenziale per rendere i trasporti più sostenibili. Senza questi sistemi circolari, le società di scooter potrebbero affrontare ancora più contraccolpi e vedere una minaccia alla loro licenza sociale per operare.

Il buono, il brutto e il cattivo sulle celle a combustibile ad idrogeno

Tempi disperati richiedono misure disperate. In questo momento, il mondo è sull'orlo di una crisi energetica. Le nostre richieste di energia stanno aumentando di giorno in giorno.
Tuttavia, d'altra parte, le risorse che stiamo utilizzando per soddisfare sono limitate. Non possono espandersi e inoltre, se li usiamo indiscriminatamente come stiamo usando ora, presto scomparirebbero.
Tuttavia, non siamo ancora perduti. Abbiamo ancora molte alternative che possiamo provare a usare per evitare la crisi energetica. Tra tutte queste alternative, le celle a combustibile a idrogeno si distinguono come l'alternativa più promettente. Tuttavia, si erge come un vaso di Pandora. Non sappiamo ancora cosa ne verrebbe fuori.
Ecco il buono, il brutto e il cattivo sulle celle a combustibile a idrogeno una soluzione rispettosa dell'ecologia.

Introduzione:
celle a combustibile a idrogeno: diventare verde è una tendenza in questi giorni. Le persone stanno diventando sempre più preoccupate per la loro terra ogni giorno che passa. Proprio per questo motivo, si stanno aggrappando all'uso di prodotti sostenibili e rispettosi dell'ambiente. Sia che si tratti della loro piccola borsa per il trasporto che consiste di carta riciclabile anziché di plastica o del loro pendolare quotidiano che trae la sua energia dall'elettricità o dalle celle a combustibile anziché dal petrolio.

Il concetto generale seguito da tutte le celle a combustibile è che tutte le celle a combustibile sono costituite dai tre segmenti in cui anodo e catodo si trovano su entrambi i lati dell'elettrolita che reagisce con entrambi. Due reazioni chimiche provocano il consumo di carburante con la produzione di acqua e anidride carbonica. Produce anche una corrente elettrica. Successivamente, i motori elettrici del dispositivo elettrico utilizzano questa corrente per il loro funzionamento.

Il funzionamento di tutte le celle a combustibile è lo stesso. Tuttavia, l'unica differenza è l'elettrolito. Determina il tipo di reazione e il calore che ne deriva. Le celle a combustibile sono una tecnologia promettente da utilizzare come fonte di energia elettrica per i veicoli a propulsione di motori elettrici. Di molte celle a combustibile diverse, la cella a combustibile a idrogeno ha una tendenza considerevole. L'idrogeno è ricco di energia, ma un motore che brucia idrogeno puro non produce quasi alcun inquinamento. Queste celle sono più efficienti delle tradizionali tecnologie di combustione.

Il BUONO
Le celle a combustibile a idrogeno possono cambiare il futuro
Descrizione:
celle a combustibile a idrogeno L'idrogeno è il più abbondante e il più semplice di tutti gli elementi nell'universo. Nonostante la sua semplicità e abbondanza, l'idrogeno non si presenta naturalmente come un gas sulla Terra. È sempre lì in combinazione con altri elementi. L'idrogeno è il componente base dell'acqua e in molti composti organici lo contiene anche. In particolare gli idrocarburi costituiscono molti dei nostri combustibili. Questi includono benzina, gas naturale, metanolo e propano.

Tuttavia, l'idrogeno non è una fonte di energia stessa. Possiamo davvero chiamarlo un vettore di energia. Ci vuole molta energia per estrarla dall'acqua e da altri idrocarburi. Pertanto, è ideale per celle a combustibile e batterie. Le celle a combustibile a idrogeno sono proprio come le batterie tradizionali. Quando si verifica una reazione chimica tra aria e idrogeno, ne risultano tre cose. Si tratta di elettricità, che a sua volta spinge il veicolo, una piccola quantità di vapore come sottoprodotto (invece di gas che causano inquinamento che risultano da altri combustibili tradizionali come carbone, petrolio, ecc.) E un po 'di calore.

Questo può essere migliore?
Molte aziende produttrici di celle a combustibile stanno accelerando la ricerca e lo sviluppo delle tecnologie di produzione, stoccaggio e consegna delle celle a combustibile a idrogeno. Li richiediamo per supportare le celle a combustibile a idrogeno da utilizzare nei veicoli e nella generazione di elettricità. L'uso della cella a combustibile a idrogeno nella vita di tutti i giorni avrebbe anche minori costi di trasporto e cablaggi costosi e forse anche grandi centrali elettriche nel prossimo futuro.

Il CATTIVO
Celle a combustibile a idrogeno nocive per l'ambiente
Descrizione
celle a combustibile a idrogeno Oltre a essere citata come una risorsa non inquinante e l'unica emissione è il vapore acqueo, la cella a combustibile a idrogeno ha i suoi svantaggi e ostacoli da superare prima che possa diventare ampiamente disponibile e accettata.
• Il principale è il suo costo elevato. Poiché la popolarità dell'uso di veicoli a propulsione ad idrogeno sta aumentando, la domanda di idrogeno sta diventando più elevata della sua produzione. E quindi il prezzo dell'idrogeno è piuttosto alto.
• Dato che possiamo produrre idrogeno anche usando carbone, gas naturale e petrolio, non risolve davvero i problemi di dipendenza e il suo stoccaggio e trasporto possono indirettamente portare all'inquinamento.

Questo può essere evitato?
Anche dopo aver considerato gli svantaggi delle celle a combustibile a idrogeno offre ancora una riduzione netta del consumo di energia e delle emissioni di CO2 rispetto alla benzina. E questo vantaggio non inquinante fa bene all'ambiente e può essere classificato al di sopra di qualsiasi altra cosa a lungo termine.

Il BRUTTO

Celle a combustibile a idrogeno brutte per l'ambiente
Descrizione
Lo stoccaggio e la produzione di idrogeno sono gli aspetti più brutti quando si parla di celle a combustibile a idrogeno. Dato che l'idrogeno è altamente volatile, per trattenerlo dobbiamo usare serbatoi speciali enormi e ingombranti. Sebbene le celle a combustibile siano isolate, questa non è ancora una via d'uscita perfetta, poiché una certa quantità di idrogeno evapora fuori dalla cella.

L'idrogeno non si trova naturalmente nell'ambiente. Dobbiamo estrarlo dall'acqua o da altri composti dell'idrogeno, non è un processo facile. Pertanto, richiede un'enorme quantità di energia per la produzione di idrogeno rispetto all'energia prodotta dall'idrogeno. Attualmente, produciamo idrogeno attraverso gas naturale e carbone che sono fonti di energia non rinnovabili. Infine, l'idrogeno è molto potente e ha il pericolo di essere esploso.



Perché siamo così critici?
L'idrogeno è comunque il miglior combustibile alternativo, ma quando si tratta della produzione di idrogeno, dobbiamo prestare la dovuta attenzione in quanto è un esplosivo molto potente. Tuttavia, le tecnologie delle celle a combustibile a idrogeno vengono sviluppate e convalidate in parallelo con soluzioni complementari di efficienza energetica a breve termine e energie rinnovabili.

Conclusioni:


L'idrogeno è molto più semplice per l'ambiente e più sicuro rispetto alla benzina e al gasolio. un vantaggio chiave dell'idrogeno è che quando viene bruciato, l'anidride carbonica (CO2) non viene prodotta e il vapore acqueo è l'unico sottoprodotto. Il motore a idrogeno ha una maggiore efficienza rispetto a un motore a combustione interna. Con molti importanti progressi nelle tecnologie del combustibile a idrogeno, può essere considerato un combustibile nel prossimo futuro.

Portland sta generando elettricità dalle tubature dell'acqua della città

Sostenibilità e sviluppo ecologico sono i concetti che vengono sempre più adottati dalle organizzazioni di tutto il mondo, perché al giorno d'oggi si rendono conto della loro importanza.

Rendere la vita sostenibile grazie a nuove invenzioni  permettono di rendere le vite ecologiche ed eco-compatibili sotto tutti gli aspetti. La nuova invenzione arriva da Portland e genera  elettricità dalla conduttura dell'acqua, è una di queste misure che propaga l'idea di approcci più ecologici a fonti rinnovabili.

I progettisti e gli ingegneri della conduttura dell'acqua che genera elettricità hanno sede a Portland. Tuttavia, i tubi furono così fabbricati a Scappoose, dalla Northwest Pipe Co. di Vancouver

Lucid Energy è un'azienda di invenzioni sostenibili e, recentemente, hanno messo a punto l'invenzione di nuove tubature dell'acqua per la generazione di elettricità che ha portato a parlare molto di Lucid Energy. Queste tubature dell'acqua che generano elettricità sono installate con un sistema idroelettrico che ha il potenziale per generare elettricità sufficiente per alimentare quasi centocinquanta case.

Il progetto Portland è il secondo del tipo intrapreso dall'azienda. Le prime turbine a tubo furono installate a Riverside, in California. Lucid Energy come azienda è positiva riguardo al suo progetto e non vede l'ora di fare affari più sostenibili in tutto il mondo.

Il processo di lavoro di questi tubi dell'acqua che generano elettricità è molto semplice. Le tubature dell'acqua di Lucid Energy funzionano, usando il flusso d'acqua all'interno delle tubazioni della città. Questo flusso d'acqua fa quindi girare le quattro turbine che sono così attaccate ai tubi dell'acqua. La rotazione delle turbine produce elettricità che viene catturata e trasferita ulteriormente per un utilizzo efficace. È usato per alimentare case varianti in città.

L'idea di installare un sistema di tubature dell'acqua per la generazione di elettricità a Portland era così affascinante che fu installata senza alcun costo per la città. Gli investitori privati hanno sopportato tutti i costi della sua installazione e hanno pagato anche il prezzo di 1,7 milioni di dollari.

Questa idea sostenibile è stata apprezzata in tutto il mondo e Portland General Electricals ha deciso di acquistare l'energia pulita, che il sistema di condutture idroelettriche genererà in tal modo. Questo accordo vale $ 2 milioni distribuiti nel periodo di un contratto ventennale.

È molto importante che ai giorni nostri le invenzioni e le innovazioni come i sistemi di tubazioni per la generazione di energia elettrica siano realizzati su larga scala, per pompare i fattori di sostenibilità negli affari e nella vita quotidiana.

Questo sistema di generare elettricità dalle tubature dell'acqua è un esempio di pratiche sostenibili da adottare anche in Italia. Diventa sempre più necessario conservare i beni comuni sviluppando invenzioni sostenibili ed ecologiche che rispettino la natura. 

Eco Wave Power ha creato nuovi dispositivi per generare energia dalle onde

Le compagnie energetiche stanno ottenendo grandi successi dalla generazione di energia dalle onde del mare. In un paese come l'Italia circondato dal mare questa potrebbe essere una direzione interessante da seguire per conquistare un'indipendenza energetica dalle fonti fossili, aiutando la natura e l'ecologia.

 Mentre la ricerca di altre fonti energetiche alternative sta diventando selvaggia, una società energetica israeliana Eco Wave Power ha sviluppato due dispositivi su piccola scala per ricavare l'energia delle onde. I dispositivi, soprannominati "Wave Clapper" e "Power Wind" sono ancora funzionanti. La società intende produrre in serie i dispositivi una volta terminato con successo il ciclo finale di test.

I dispositivi lunghi 2,5 metri possono produrre circa 5 kW di potenza dalle onde del mare. I dispositivi sono stati testati con successo due volte in una piscina ad onde presso l'Istituto Nazionale Idro-Meccanico di Kiev. La società si sta preparando a testare i dispositivi nella fase finale prima di passare a produzioni su larga scala. I dispositivi hanno dimostrato di produrre un flusso costante di potenza nei movimenti delle onde. Guarda il video qui sotto per vedere come funzionano i dispositivi.

Eco Wave Power ha ricevuto fondi per lo sviluppo di tre dispositivi energetici oceanici. Sta arrivando una centrale a energia commerciale oceanica a grandezza naturale. Può generare molta elettricità che può alimentare circa 1000 famiglie. La tecnica innovativa per produrre energia ha un impatto minore sulla natura e sulle aree circostanti.


Secondo David Leb, fondatore di Eco Wave Power, la società è giovane nel campo dell'energia oceanica. Non vede l'ora di compiere progressi costanti e affidabili. Altre compagnie energetiche avevano fatto ricerche sull'energia oceanica per diversi anni. D'altra parte, Eco Wave Power lavora per rilasciare i dispositivi su scala commerciale il più presto possibile, aggiunge Leb.

Il gas naturale potrebbe essere la prossima grande risorsa delle energie rinnovabili?

Per decenni, i sistemi di biogas su piccola scala hanno raccolto metano da discariche, impianti di depurazione e fattorie. Ora, in Europa e negli Stati Uniti, la crescita di questa forma rinnovabile di gas naturale sta decollando mentre le aziende catturano grandi quantità di metano da letame, rifiuti alimentari e altre fonti. Un'ottima notizia per l'ecologia e per la natura.

Nelle prossime settimane, le squadre di costruzione inizieranno a costruire un digestore anaerobico nella Goodrich Family Farm nel Vermont occidentale che trasformerà il letame di vacca e gli scarti alimentari di provenienza locale in gas naturale rinnovabile (RNG), da inviare via gasdotto al vicino Middlebury College e altri clienti disposti a pagare un premio per l'energia a basse emissioni di carbonio.

Per lo sviluppatore, Vanguard Renewables, il progetto rappresenta sia una partenza che una scommessa strategica. La società possiede già e gestisce cinque sistemi di biogas basati su farm in Massachusetts; ciascuno genera elettricità sul posto che viene inviata alla rete e venduta in base alla legge statale di misurazione della rete. Il progetto Vermont, tuttavia, è la prima incursione di Vanguard nella produzione di RNG - biogas che viene raffinato, iniettato nei gasdotti come metano quasi puro e quindi bruciato per produrre elettricità, riscaldare le case o alimentare i veicoli.

"La produzione di RNG per l'iniezione di gasdotti e il rifornimento di veicoli è l'evoluzione di dove tutto sta andando" nel settore del biogas, afferma John Hanselman, CEO di Vanguard.

Il biogas esiste da molto tempo negli Stati Uniti, principalmente sotto forma di sistemi rudimentali che catturano il metano dalle discariche e dagli impianti di trattamento delle acque reflue e lo usano per produrre piccole quantità di elettricità o invecchiano i digestori nelle operazioni lattiero-casearie che potrebbero alimentare un fattoria locale e inviare un po 'di energia in più alla rete. Ma quelli stanno rapidamente diventando obsoleti e prodotti da una nuova ondata di progetti di gas naturale rinnovabile su larga scala che stanno sorgendo in tutto il paese. Queste imprese stanno attingendo a fonti di energia non sfruttate finora: alcune stanno catturando le enormi quantità di metano generato dal letame da alcune delle 2.300 fattorie di maiale che punteggiano la Carolina del Nord orientale; alcuni stanno costruendo biodigestori per trasformare gruppi di grandi caseifici californiani in centri energetici; e alcuni stanno cercando di deviare i rifiuti alimentari dalle discariche e trasformarli in veicoli e combustibili per riscaldamento.

I sistemi di biogas potrebbero produrre abbastanza energia rinnovabile per alimentare 3 milioni di case negli Stati Uniti
Il gas naturale rinnovabile sta raggiungendo un punto di non ritorno per diversi motivi: un numero crescente di operatori di terze parti come Vanguard sta sollevando gli agricoltori e le discariche dall'onere di gestire i propri sistemi energetici e stanno introducendo tecnologie più sofisticate per catturare il metano e pomparlo direttamente nel oleodotti. Alcuni stati, compresa la California, stanno approvando leggi che richiedono lo sviluppo di gas naturale rinnovabile. E i servizi pubblici in tutto il paese stanno iniziando a supportare queste nuove iniziative, come dimostra la nuova partnership tra Dominion Energy e Smithfield Farms - il più grande produttore mondiale di carne di maiale - per sviluppare nuovi progetti di biogas da rifiuti di maiale. Per i sostenitori, l'obiettivo finale è quello di sostituire una parte significativa del gas naturale derivato dai fossili che fluisce attraverso le condutture degli Stati Uniti con metano puro generato da rifiuti umani e rifiuti animali e agricoli.

"Se riesci a recuperare energia prima di inviare ciò che rimane nel suolo, è una cosa grandiosa", ha dichiarato Nora Goldstein, redattore di lunga data della rivista BioCycle, che ha coperto per decenni il riciclaggio dei prodotti organici e le industrie della digestione anaerobica. "Guardi tutti questi vantaggi e dici:" Perché non ci sono più persone che lo fanno? "La chiave è che devi farlo correttamente."

Il potenziale non sfruttato - in particolare dei miliardi di galloni di letame animale e milioni di tonnellate di rifiuti alimentari generati ogni anno negli Stati Uniti - è immenso. Secondo un rapporto del 2014 "Biogas Opportunities Roadmap" prodotto dalla US Environmental Protection Agency, dal Dipartimento dell'Agricoltura e dal Dipartimento dell'Energia, gli Stati Uniti potrebbero supportare almeno 13.000 impianti di biogas, alimentati da letame, gas di discarica e biosolidi dalle acque reflue impianti di trattamento. Questi nuovi sistemi potrebbero produrre 654 miliardi di piedi cubi di biogas all'anno - abbastanza energia rinnovabile per alimentare 3 milioni di case. E uno studio del World Resources Institute ha stimato che i 50 milioni di tonnellate di rifiuti organici inviati in discarica o inceneriti ogni anno negli Stati Uniti hanno il contenuto energetico di 6 miliardi di galloni di gasolio, il 15 percento di tutto il diesel consumato da camion pesanti e autobus.

Gli esperti affermano che il crescente utilizzo del biogas potrebbe aiutare a ridurre le emissioni di gas a effetto serra provenienti da alcuni dei settori più difficili da decarbonizzare - trasporti, industria e riscaldamento degli edifici - anche se riduce le emissioni di metano intrappolanti il ​​calore, mantiene i rifiuti organici fuori dalle discariche e previene deflusso di letame nei fiumi e riserve d'acqua. Attraverso la digestione anaerobica, il biogas può essere prodotto da qualsiasi materiale organico: avanzi di cibo, residui agricoli, persino i fanghi lasciati dalla birra. Questi materiali vengono alimentati come una sospensione nei serbatoi dove i microbi si nutrono di loro in assenza di ossigeno, distruggendo i patogeni, producendo metano e altri gas e lasciando un fertilizzante ricco di nutrienti come sottoprodotto.

Nel campo del gas naturale rinnovabile, gli Stati Uniti stanno giocando al passo con l'Europa, che ha più di 17.400 impianti di biogas e rappresenta i due terzi dei 15 gigawatt di capacità elettrica del mondo. La sola Danimarca, un paese di 5,8 milioni di persone, ha oltre 160 sistemi di biogas. Per un periodo la scorsa estate, il 18 percento del gas consumato in Danimarca proveniva dal GNR prodotto dai suoi digestori anaerobici. Con il loro successo, le aziende danesi nel settore delle bioenergie stimano che sarà possibile sostituire completamente il gas naturale del paese con gas naturale rinnovabile entro 20 anni.

L'ex responsabile dei programmi di digestione anaerobica dell'EPA, Chris Voell, è stato così colpito dalle operazioni danesi sul biogas - che sono altamente progettate per digerire un mix di scarti alimentari domestici, residui di aziende di trasformazione alimentare e letame di bestiame - che ora lavora per il Il Danish Trade Council introdurrà la tecnologia digestiva danese e i modelli di business nel mercato statunitense.

Come per la maggior parte delle iniziative sul clima, la California sta conducendo gli sforzi per il biogas negli Stati Uniti. Lo standard Low Fuel Fuel Standard (LCFS) dello stato - che fornisce incentivi ai produttori di carburanti per aumentare la quantità di carburanti a basse emissioni di carbonio o rinnovabili che forniscono e vendono - è un componente chiave dell'ambizioso piano climatico dello stato e ha catalizzato la rapida crescita di un nuovo e redditizio mercato per il GNN come carburante per veicoli.

Un crescente raccolto di ditte specializzate costruisce, possiede e gestisce digestori anaerobici negli Stati Uniti
Aziende come Maas Energy Works e California Bioenergy hanno risposto a questi incentivi installando rapidamente digestori nelle caseifici della California. Finora Maas ne ha costruite 17, con altre 12 in costruzione e altre 32 in sviluppo, secondo il suo sito web. Entrambe le società stanno correndo per sfruttare preziosi incentivi LCFS.

Ed entrambi sono tra le colture specializzate di aziende specializzate e sostenute dagli investitori che costruiscono, possiedono e gestiscono digestori anaerobici negli Stati Uniti. "Con ogni giorno l'industria sta guadagnando più credibilità", afferma Voell. "Stiamo assistendo a società di terze parti più professionali. E per vedere questa scala, ci vogliono quei professionisti per entrare e costruire 10, 20, 50 progetti e accedere a molti investitori azionari. Vogliono un portafoglio di progetti su cui investire, non solo uno ”.

Nella Carolina del Nord, l'abbondante materia prima è il letame di maiale. E l'ultimo concorrente della gara RNG è Smithfield, il più grande coltivatore mondiale di maiali. La Carolina del Nord è il secondo stato per produzione di carne di maiale (dopo lo Iowa). Ogni giorno, oltre 2.000 delle sue fattorie di suini scaricano letame da 9 milioni di maiali in vaste lagune, che emettono quantità altrettanto enormi di metano. Il 90% di quelle aziende agricole è coltivatore a contratto per Smithfield.

Alla fine dell'anno scorso, Smithfield ha lanciato una joint venture, Align RNG, con un'utilità con sede in Virginia, Dominion Energy, per investire $ 250 milioni nella copertura di lagune e nell'installazione di digestori anaerobici in quasi tutte le sue fattorie di finitura del maiale nella Carolina del Nord, nello Utah e nel Missouri nei prossimi 10 anni. Sono già in corso lavori di costruzione su quattro progetti che produrranno abbastanza RNG per alimentare 14.000 case e aziende.

Questi sistemi saranno tutti modellati su Optima KV, un progetto di biogas a Kenansville, nella Carolina del Nord, nel cuore del paese dei maiali. L'anno scorso, Optima KV è diventato il primo progetto nello stato a produrre e iniettare RNG in un gasdotto esistente.

I fattori che hanno reso possibile Optima KV - insieme ai rifiuti di 60.000 suini in cinque fattorie vicine e un sistema centralizzato per la pulizia e l'upgrade del gas - includono una legge standard del portafoglio di energie rinnovabili firmata nel 2007. Tale legge conteneva un requisito che i servizi pubblici fonte di almeno lo 0,2 per cento della loro elettricità dai rifiuti di suini e pollame entro il 2020. Tale mandato ha contribuito a spingere Duke Energy, una delle più grandi utility negli Stati Uniti, a firmare un accordo di 15 anni per l'acquisto di 80.000 milioni di BTU di RNG da Optima KV. Quel biogas sostituirà direttamente l'uso di gas naturale fossile e genererà 11.000 megawattora di energia in due centrali elettriche di Duke.

La nuova operazione di Vanguard nel Vermont rappresenta un modello alternativo per aumentare la produzione di gas naturale. I digestori della società sono più complessi e costosi, progettati per produrre una produzione costante di gas anche quando cambiano le materie prime e altre condizioni rispetto ai sistemi in costruzione in California. I sistemi della California in sostanza coprono enormi lagune di rifiuti di latte con membrane di plastica e quindi estraggono, raffinano e convogliano il gas ai clienti.

"Adottiamo un approccio più tecnologico principalmente perché dobbiamo produrre molto più gas da un ingombro molto ridotto", afferma Hanselman. "Non abbiamo il lusso di un caseificio di 10.000 vacche."

L'RNG è fiorito in Europa a causa dei generosi programmi di sussidi che mancano negli Stati Uniti
Insieme al flusso giornaliero di 100 tonnellate di letame dalle 900 mucche della fattoria Goodrich e 165 tonnellate di rifiuti alimentari, una serie di fattori si sono uniti per rendere possibile il progetto Vermont di Vanguard. Nel Middlebury College, Vanguard ha trovato un grande cliente desideroso di ridurre la sua impronta di carbonio. Una nuova legge che entrerà in vigore nel Vermont vieterà gli sprechi alimentari dalle discariche a partire dal 2020, costringendo i negozi di alimentari e i trasformatori alimentari a trovare nuovi posti per inviare i loro rifiuti.

E Goodrich Farm otterrà calore gratuito, pagamenti mensili di leasing per l'hosting del sistema e lettiere per le sue mucche dai solidi digeriti rimanenti - risparmi sui costi che possono offrire una linfa vitale per i produttori di latte in un periodo di prezzi del latte disastrosamente bassi.

Hanselman, CEO di Vanguard, afferma che un elemento chiave per espandere il RNG è l'onere della gestione del sistema dagli agricoltori. Hanselman ha incontrato molti agricoltori irati che avevano avuto esperienze negative con una precedente generazione di digestori che erano stati venduti a loro come una soluzione a basso costo e bassa manutenzione ai loro problemi di gestione dei nutrienti. In effetti, i digestori sono macchine difficili, sensibili alle variazioni di temperatura e alla variabilità del materiale organico nelle materie prime. Hanselman afferma: "Diciamo ai nostri agricoltori:" Il tuo compito è produrre latte, mucche sane e prendersi cura dei tuoi campi e dei tuoi terreni. Facciamo funzionare queste macchine. ""

L'RNG è fiorito in Europa in parte grazie a generosi programmi di sussidi; tali politiche globali mancano a livello federale negli Stati Uniti, che ha un caotico patchwork di mercati regionali e statali, servizi pubblici, incentivi e politiche. Ma Hanselman e altri prevedono che nei prossimi anni un numero maggiore di Stati imporrà la produzione di gas naturale rinnovabile, rafforzando ulteriormente il nascente mercato del biogas.

"Sembra estremamente simile al solare", afferma Hanselman, che gestiva un'azienda solare. “Siamo agli inizi di RNG. Ognuno correrà da un programma all'altro cercando di capire quali stati sono vantaggiosi e come ottenere nel modo migliore RNG sul mercato ”.

Le sole forze di mercato, tuttavia, non saranno sufficienti per inaugurare una rivoluzione del biogas. L'unica politica che potrebbe sovraccaricare la crescita del biogas e del GNL negli Stati Uniti, concordano molti osservatori e addetti ai lavori del settore, è un prezzo legalmente federato sul carbonio. Ma dato che una tassa sul carbonio o un disegno di legge globale sul clima non sono suscettibili di emergere presto sotto l'attuale amministrazione, Hanselman afferma che la prossima cosa migliore che il governo federale potrebbe fare è ripristinare il credito d'imposta sugli investimenti per i sistemi di digestione, che è scaduto nel 2016.

Nonostante queste sfide, Voell pensa che ci sia abbastanza slancio per vedere finalmente il biogas ottenere una trazione diffusa come fonte di energia rinnovabile negli Stati Uniti.

"Ora sono più incoraggiato che mai, perché in realtà sto vedendo alcuni progetti in fase di realizzazione", afferma. “Gli stati stanno intensificando le politiche. E stiamo assistendo a una rivoluzione ora in cui le utility del gas stanno arrivando a bordo. Le utility esercitano molta potenza. Se decidono che RNG è qualcosa di cui vorrebbero vedere di più, allora inizieremo a vedere l'ago muoversi di più sul fronte della politica ".

Energia di evaporazione: la prossima grande fonte di energia?

Avete mai sentito parlare del processo di evaporazione del ciclo dell'acqua?

 I recenti sviluppi nel campo delle fonte rinnovabile hanno considerato l'energia di evaporazione la prossima grande fonte di energia rinnovabile sulla terra nel prossimo futuro.

In effetti, gli scienziati hanno sviluppato due dispositivi unici, un motore rotativo che alimenta un'auto in miniatura e un motore flottante a pistoni, che derivano la loro potenza esclusivamente dall'evaporazione. Questi dispositivi dimostrano che l'uso su larga scala dell'energia di evaporazione per generare elettricità non è troppo lontano.

Toccando energia di evaporazione

Come è possibile intrappolare l'energia di evaporazione, considerando che è invisibile e scompare subito?
Alcuni ricercatori hanno scoperto alcune spore batteriche che si gonfiano e si restringono con livelli di umidità variabili. In questo modo, possono tirare o spingere oggetti in modo efficace. Il movimento, così prodotto, si trasforma in energia elettrica utilizzabile.

Il primo dispositivo che ha utilizzato questo principio è un motore flottante a pistoni che viene fornito con queste spore batteriche attaccate su entrambi i lati di un nastro di plastica. Mentre le spore si restringono (se esposte all'aria secca), restringono il nastro. D'altra parte, l'aria umida espande le spore e quindi estende il nastro nel processo. Questa contrazione e il movimento di espansione ripetuti creano un muscolo artificiale che possiamo controllare variando i livelli di umidità.

I ricercatori hanno quindi posizionato dozzine di nastri simili rivestiti di spore fianco a fianco. Ciò ha creato un muscolo artificiale piuttosto forte collocato all'interno di una custodia galleggiante di plastica con persiane nella parte superiore. Il cambiamento del livello di umidità provoca l'allungamento e la contrazione del muscolo, aprendo e chiudendo rispettivamente le persiane, creando così un ciclo autosufficiente.

Questo ciclo a sua volta, ha generato abbastanza elettricità per alimentare piccoli sensori o luci galleggianti sul fondo dell'oceano. Il team di ricercatori afferma che una versione su larga scala della stessa configurazione può effettivamente generare più elettricità per unità di area rispetto a un parco eolico.

Gli scienziati ritengono inoltre che sarebbe possibile progettare motori che sarebbero alimentati dall'energia meccanica immagazzinata in queste spore. L'energia così prodotta può persino alimentare un veicolo di dimensioni standard.

Gli scienziati hanno escogitato un modo per utilizzare l'energia di evaporazione per produrre elettricità. Due prototipi di successo utilizzano spore batteriche per generare elettricità a sufficienza per piccoli LED e sensori. Gli scienziati ritengono che un progetto su larga scala secondo lo stesso principio possa generare abbastanza elettricità per alimentare anche veicoli di dimensioni standard.

In Germania i consumatori scelgono le batterie domestiche e il fotovoltaico

Un numero crescente di proprietari di case in Germania sta installando batterie per immagazzinare energia solare dal fotovoltaico. Mentre i prezzi per i sistemi di accumulo dell'energia calano, stanno adottando una visione ecologica: un pannello solare su ogni tetto, un veicolo elettrico in ogni garage e una batteria in ogni seminterrato.

Stefan Paris è un radiologo di 55 anni che vive nella periferia di Berlino. Lui, la sua compagna e la loro figlia di tre anni condividono una casa accogliente a due piani con una piscina. Le Parise, che aspettano un secondo figlio, non sono né i ricchi né i braccianti ambientali. Eppure la coppia ha scelto di spendere $ 36.000 per un sistema solare domestico composto da 26 pannelli solari, appena installati sul tetto questo mese, e una batteria intelligente - delle dimensioni di un piccolo frigorifero - parcheggiata in cantina.

Nei giorni di sole, i pannelli fotovoltaici forniscono tutto il fabbisogno di elettricità della famiglia parigina e caricano anche la batteria elettrica della loro auto ibrida. Una volta coperte queste nozioni di base, l'energia generata sul tetto alimenta la batteria stazionaria fino a quando non è completamente carica per la domanda di energia notturna e i giorni nuvolosi. Quindi, quando la batteria viene ricaricata, il sistema di controllo digitale dell'unità reindirizza automaticamente l'eventuale energia in eccesso nella rete elettrica di Berlino, per la quale le Parise verranno compensate dal gestore della rete locale.

"Mi hanno convinto che sarebbe stato ripagato in dieci anni", spiega Parigi, riferendosi a Enerix, un rivenditore con sede in Baviera che offre sistemi solari e servizi di installazione. "Dopodiché, la maggior parte della nostra elettricità non ci costerà nulla." L'investimento, dice, è una copertura contro l'aumento dei costi energetici. Inoltre, il software intelligente dell'unità consente a Parises di monitorare la produzione, il consumo e lo stoccaggio di elettricità, nonché di monitorare in tempo reale l'immissione di energia nella rete.

Uno su due ordini per pannelli solari sul tetto in Germania è ora venduto con un sistema di accumulo della batteria.
Le Parise sono una delle oltre 120.000 famiglie tedesche e proprietari di piccole imprese - e circa 1 milione di persone in tutto il mondo - che hanno scavato nelle loro tasche per investire in unità solari con accumulo di batterie da quando sono comparsi sul mercato sistemi a basso costo per cinque anni fa. "Nessuno si aspettava questo tipo di crescita, così in fretta", afferma Kai-Philipp Kairies, esperto di sistemi di generazione e stoccaggio dell'energia presso la RWTH Aachen University nella Germania occidentale.

Oggi, uno su due ordini per pannelli solari sul tetto in Germania viene venduto con un sistema di accumulo della batteria. La società di arredamento per la casa Ikea offre anche pacchetti solari installati che includono capacità di stoccaggio. I prezzi della batteria sono crollati in modo così drammatico che la banca di sviluppo tedesca ha ora grattato gli sconti sulla batteria - che coprono circa il 30 percento del costo - che ha offerto dal 2013 al 2018.

A dire il vero, 120.000 famiglie e piccole imprese rappresentano solo una piccola parte degli 81 milioni di persone tedesche. Ma gli analisti affermano che questa recente crescita dimostra il forte richiamo di una visione ecologica per il futuro: una schiera solare su ogni tetto, un veicolo elettrico in ogni garage e una batteria in ogni seminterrato. Gli analisti vedono l'abbraccio delle batterie domestiche come un passo importante verso un futuro in cui le economie a basse emissioni di carbonio si basano su forniture di energia rinnovabile sempre più decentralizzate e fluttuanti. Fino ad oggi, lo stoccaggio di energia elettrica è rimasto molto indietro rispetto ai progressi nell'energia solare, ma man mano che le batterie diventano più economiche e più potenti, immagazzineranno sempre più la produzione irregolare di energia eolica e solare, contribuendo al tipo di flessibilità che una fonte dipendente dalle condizioni meteorologiche richiederà .

La crescente popolarità dei pannelli solari e dei sistemi di batterie, trainata da un calo dei prezzi delle batterie agli ioni di litio, ha gettato un'ancora di salvezza nel settore solare moribondo della Germania, che è in calo negli ultimi anni, in parte a causa della produzione a basso costo di pannelli solari in Cina. Il progressivo declino delle tariffe di immissione - remunerazione garantita per i consumatori che forniscono energia alla rete - ha portato anche a un forte calo della distribuzione dell'energia solare.

Ma contro ogni previsione, aziende come Enerix, Sonnen e Solarwatt sono tornate in piedi grazie ai sistemi di accumulo dell'energia domestica. Nel 2012, Enerix ha dovuto chiudere otto delle sue 15 affiliate in Germania e Austria. Ma dal boom della batteria, ha riaperto vecchi negozi e ne ha aperti di nuovi, oggi vanta 54 punti vendita che vendono pannelli, batterie e sistemi di ottimizzazione energetica. La Germania ora ha circa 44 produttori di sistemi di accumulo di energia domestica. I tedeschi hanno installato array di pannelli solari su oltre 1 milione di edifici, ma la maggior parte di essi mancava di unità di stoccaggio. Ora, un numero crescente di quei proprietari di case acquista batterie. Le unità di stoccaggio elettriche tedesche vengono vendute anche in Francia, Gran Bretagna, Italia, Paesi Bassi e Spagna, nonché in Australia e Corea del Sud.

Il prezzo di un sistema di archiviazione domestico dipende dalle dimensioni della casa o dell'azienda, dalle esigenze energetiche del proprietario, dall'accesso dell'edificio al sole e dalla qualità dei pannelli, delle batterie e dei sistemi di gestione. Per una piccola casa con solo 20 pannelli, ci si può aspettare di pagare da $ 8.000 a $ 11.000 per l'array fotovoltaico e all'incirca lo stesso importo per la batteria e l'inverter DC / AC. Le più grandi batterie domestiche costano circa $ 34.000. E per un extra di $ 500, i dispositivi avanzati collegano il sistema agli elettrodomestici e ottimizzano il consumo di energia, oltre a regolare l'immissione in rete. Con tale tecnologia di punta e molta luce solare, un proprietario potrebbe risparmiare fino all'80 percento sulle bollette dell'elettricità, secondo Solarwatt, un apparecchio con sede a Dresda che produce tecnologia intelligente.

Ma l'economia della conservazione della batteria non è l'unica, o anche la principale, motivazione della maggior parte degli acquirenti di sistemi di batterie, afferma Matthias Schulnick di Enerix Berlin. "Sempre più persone vogliono essere indipendenti dalle società elettriche e dall'aumento dei prezzi", afferma. "E vogliono un'impronta ecologica, per fare qualcosa per il futuro."

"Sempre più persone vogliono essere indipendenti dalle società elettriche e dall'aumento dei prezzi", afferma un dirigente.
In Germania, in pochi anni, le unità di archiviazione domestica si sono trasformate da un bizzarro prodotto di nicchia per i nerd della tecnologia e gli elettori del Green Party a uno con un enorme potenziale mainstream. La società di consulenza McKinsey prevede che il costo dei sistemi di accumulo dell'energia scenderà dal 50 al 70 percento a livello globale entro il 2025 "a seguito di progressi nella progettazione, economie di scala e processi semplificati".

I segni dell'esplosione di interesse sono ovunque: all'inizio di questo mese, la compagnia petrolifera britannico-olandese Royal Dutch Shell ha acquistato Sonnen, il principale produttore tedesco di batterie per la casa. Il gigante tedesco delle utility E.ON è un passo avanti rispetto a Shell, avendo collaborato con Solarwatt nel 2016 per vendere unità solari e batterie combinate.

L'Energy Storage Association, un gruppo commerciale con sede negli Stati Uniti, prevede che la capacità di accumulo dell'energia aumenterà di otto volte dal 2015 al 2020, diventando un mercato da $ 2,5 miliardi. Bloomberg New Energy Finance prevede che entro 20 anni il mercato globale dello stoccaggio dell'energia, di cui lo stoccaggio domestico è solo una parte, avrà attirato investimenti per 620 miliardi di dollari.

In California, a partire dal 2020, tutti gli edifici residenziali di nuova costruzione devono essere dotati di pannelli solari. I proprietari di questi edifici daranno sicuramente uno sguardo duro ai sistemi di batterie con la caduta dei prezzi. L'aggiunta di batterie domestiche diventa particolarmente interessante per i consumatori che possiedono veicoli elettrici.

L'aspetto negativo del bonus della batteria, spiega Kairies, è che "nelle condizioni odierne ci vogliono circa un decennio per pagare la batteria dai risparmi sulle bollette energetiche. Ma la maggior parte della durata di queste batterie oggi non è molto più di 10 anni, al massimo 15 anni. Quindi devi comprarne uno nuovo. "

Il boom in corso è in gran parte una conseguenza di spettacolari progressi nelle prestazioni delle batterie agli ioni di litio - il tipo standard di batteria presente nella maggior parte dei veicoli elettrici e dei telefoni cellulari. In condizioni di laboratorio, i tecnici - che stavano lavorando per migliorare le batterie dei veicoli elettrici, non le unità di stoccaggio domestiche - hanno aumentato la densità della batteria agli ioni di litio modificando i conduttori e i prodotti chimici, raddoppiando la capacità di stoccaggio. Questo ha inviato il prezzo dello stoccaggio, misurato per wattora, precipitando della metà. Anche i pannelli solari sono più economici che mai, anche se il loro declino dei prezzi lungo decenni si è stabilizzato.

"Per raggiungere gli obiettivi di Parigi abbiamo bisogno di 10 milioni di [batterie domestiche] solo in Germania", afferma un ricercatore.
Gli esperti differiscono ampiamente sul futuro delle tecnologie di stoccaggio a batteria e sulle implicazioni per la generazione di energia decentralizzata. Alcuni, come Julia Poliscanova del gruppo di sorveglianza Transport and Environment con sede a Bruxelles, sostengono che gli ioni di litio rimarranno il tipo di batteria adatto per il prossimo futuro. L'emergere di batterie EV riciclate, che hanno una capacità insufficiente per le auto ma sufficiente per le esigenze domestiche, ridurrebbe i costi ancora di più, garantendo al contempo una seconda e una terza vita alle batterie agli ioni di litio.

Altri, come Stefano Passerini, direttore dell'Helmholtz Institute di Ulm, un centro di ricerca sulle batterie in Germania, affermano che la prossima generazione di stoccaggio su piccola scala saranno batterie agli ioni di sodio che, a differenza delle batterie al litio, non richiedono il cobalto, un elemento chimico estratto che è sempre più difficile da trovare. "Dal momento che le batterie domestiche possono essere più grandi delle batterie EV, dovremmo conservare il cobalto disponibile per le auto e procedere in modo diverso con l'archiviazione domestica", afferma. Il pioniere dell'energia pulita EWS Schönau sta sviluppando batterie ecocompatibili, come batterie per acqua salata in gran parte riciclabili che non contengono né metalli pesanti cancerogeni né minerali scarsi.

Indipendentemente dal tipo di batteria, le unità di accumulo di energia domestica possono aiutare a appianare le fluttuazioni nella produzione di elettricità, una funzione nota come "bilanciamento". Quando la rete è a filo con l'energia, ad esempio, gli operatori di rete possono pagare i proprietari della batteria - anche quelli senza matrice solare attaccata a loro - per immagazzinare l'eccesso per loro. Quando la rete ha bisogno di energia, le batterie della casa e dell'auto possono alimentare l'energia nella rete. Gli esperti affermano che il bilanciamento è fondamentale per il più ampio progetto di un mondo a basse emissioni di carbonio.

Ma questo scenario è ancora ampiamente in futuro. "Ciò che abbiamo ora [nell'archiviazione domestica] sicuramente aiuta", dice Passerini, "ma è ancora molto poco". Dice che il passo successivo è consentire ai produttori di energia domestica di vendere ai vicini e agli inquilini, un servizio noto come peer-to- scambio di elettricità tra pari. Ciò consentirebbe ai consumatori senza accesso al potere generato in casa di trarre vantaggio dall'energia pulita di coloro che producono più del necessario.

Volker Quaschning, professore di sistemi di energia rinnovabile all'Università di Scienze Applicate di Berlino, ha messo in prospettiva la portata della sfida: “Abbiamo oltre 100.000 sistemi di generazione e stoccaggio domestici [in Germania], ma per colpire Parigi obiettivi abbiamo bisogno di 10 milioni nella sola Germania. Esiste un enorme potenziale, ma deve essere più economico e più semplice ". Dice che è necessario eliminare le tasse sul consumo di energia delle famiglie e delle imprese che generano elettricità per il proprio uso e mantenere le tariffe garantite dell'energia solare, che incoraggiano gli investimenti.


"L'archiviazione domestica può essere ampliata nello stesso modo in cui abbiamo fatto l'energia solare", afferma Quaschning, riferendosi agli investimenti e agli incentivi alla produzione, "che alla fine ha creato economie di scala e ridotto i prezzi".

Ha funzionato una volta, dice, e può funzionare di nuovo.

(tradotto da https://e360.yale.edu/features/in-germany-consumers-embrace-a-shift-to-home-batteries)

Vendite record per Tesla Model 3

La Model3 di Tesla è stata il decimo veicolo più venduto in Svezia a luglio 2019. La Model 3 è stata la nona vettura più venduta negli Stati Uniti nel secondo trimestre del 2019. Il Tesla Model 3 è stato il 4 ° veicolo più venduto in Svizzera e Liechtenstein nella prima metà dell'anno. La più famosa auto elettrica è sicuramente diventata un best seller non solo nella sua categoria.

Non stiamo solo parlando di automobili qui, e non stiamo parlando solo di un mese. Per i primi 6 mesi del 2019, solo altri 3 veicoli passeggerihanno venduto di più rispetto al modello di mercato di massa di Tesla. Quelli erano la Škoda Octavia (non chiedermi come o perché fosse il numero 1), la VW Tiguan e la VW Golf.

Un paio di questioni emergono qui. Innanzitutto, non è un segreto che la Svizzera (8,42 milioni di abitanti) e Lichtenstein (37.810 abitanti) siano paesi ricchi. Inoltre, non è un segreto che per i ricchi è più facile permettersi un veicolo di CHF 44.990 ($ 46.000) rispetto ai non ricchi. Anche se il costo totale di proprietà di un Modello 3 è paragonabile o migliore di una Corolla Toyota, in primo luogo devi avere denaro per acquistare l'auto di classe premium - e, per quanto ne so, nessuna banca prende il costo totale di proprietà in considerazione quando si approvano i prestiti.

La Svizzera, nonostante le sue ridotte dimensioni geografiche, ospita anche 5 centri di assistenza Tesla e una tonnellata di Supercharger. Naturalmente, Tesla ha collocato centri di assistenza e Supercharger in tutto il paese perché è stato un buon mercato per Tesla, ma c'è anche un circuito di feedback positivo che porta a molti più consumatori - una prossima ondata più ampia di utenti di tecnologie - sentirsi a proprio agio nell'acquistare una Tesla. Questo sta sicuramente giocando un ruolo nelle vendite di nuovi veicoli Tesla in California, Norvegia, Paesi Bassi e Svizzera.

Data la ricchezza dei paesi, non sorprende vedere che Mercedes ha 3 modelli nella top 10. Questo è anche un buon segno per Tesla. Non c'è motivo di pensare che questo sia solo un capovolgimento delle tendenze del mercato, un problema tecnico. Il Modello 3 potrebbe benissimo mantenere il suo posto n. 4, oppure potrebbe salire ancora più in alto man mano che un numero maggiore di consumatori scopre i vantaggi per guidatore e passeggero, il basso costo e il fattore generale "caldo" del Modello 3. Vedremo.

Chi vincerà la guerra delle batterie?

I progressi nella tecnologia delle batterie e la diffusione dell'auto elettrica hanno contribuito enormemente a mutare il panorama tecnologico intorno a noi.

Oggi è in corso una gara tra le tecnologie delle batterie per conquistare il primo posto in una varietà di applicazioni. In definitiva, l'adattamento tra tecnologia della batteria / chimica e i requisiti richiesti da tali applicazioni determinerà i vincitori di questa guerra.

Le batterie agli ioni di litio (LIB) esistono dagli anni '80, ma la recente adozione dei LIB nei veicoli elettrici (veicoli elettrici) ha guidato lo sviluppo di nuove e migliori batterie chimiche. Un recente rapporto pubblicato da PreScouter descrive in dettaglio lo stato attuale del mercato LIB dei veicoli elettrici e come si evolverà il mercato nel prossimo decennio.

Secondo il rapporto, i fattori esterni guideranno l'adozione della batteria, con i principali fattori trainanti l'evoluzione dei costi delle materie prime chiave, le proiezioni della domanda / offerta e gli investimenti nello spazio da parte dei principali attori e governi.

La domanda di litio probabilmente raddoppierà
Con la crescente adozione di veicoli elettrici e la crescente domanda di accumulo di energia, la domanda di litio dalle applicazioni automobilistiche ha raggiunto oltre 34.000 t di LCE (equivalente carbonato di litio) nel 2017 e si prevede che raddoppierà entro la fine del decennio.

La ricerca e lo sviluppo hanno portato a grandi progressi nelle prestazioni della batteria, ma i problemi di sicurezza continuano ad essere uno svantaggio di queste tecnologie della batteria, poiché molti contengono cobalto, che è tossico e pericoloso per l'uomo, e può contribuire al degrado termico della batteria a temperature elevate . Altri fattori considerati nella scelta delle sostanze chimiche rilevanti per la batteria includono costo, durata, prestazioni, energia e densità di potenza.

La geopolitica delle batterie
La geopolitica è un fattore esterno chiave che potrebbe influenzare lo sviluppo della batteria. Le materie prime chiave utilizzate nella produzione di LIB che possono essere influenzate dalla geopolitica sono principalmente cobalto, nichel e litio.

Cobalto: il principale produttore mondiale di cobalto è la Repubblica democratica del Congo (RDC), che rappresenta il 50 percento della risorsa globale e il 64 percento della produzione di cobalto estratto nel 2017. Entro il 2025, la RDC rappresenterà l'80 percento del cobalto globale produzione. Si prevede che la domanda triplicherà fino a oltre 300.000 tonnellate entro il 2040, aumentando probabilmente il prezzo di questa risorsa.
Nichel: le batterie al nichel-manganese al cobalto (NMC) si sono evolute utilizzando tre volte meno cobalto nelle nuove batterie, sostituendo il contenuto di cobalto con il nichel. Sebbene il prezzo del nichel sia diminuito di recente, la forte domanda di nichel proveniente da queste nuove batterie sta già portando a un aumento del prezzo. Il prezzo del nichel è aumentato di oltre il 20 percento nel 2019, poiché le scorte detenute nei magazzini di tutto il mondo registrate al London Metal Exchange sono scese ai minimi pluriennali. Il mercato del nichel vale oltre $ 30 miliardi all'anno. L'offerta globale di 2,2 milioni di tonnellate all'anno viene prodotta principalmente in Indonesia (23 percento) e nelle Filippine (18 percento), con una trentina di altri paesi che rappresentano il 59 percento rimanente.
Litio: il litio rappresenta un mercato di 3,2 miliardi di dollari, con un consumo attuale che sale da 240.000 a 1,7 milioni di tonnellate entro il 2040. Tra le principali nazioni produttrici di litio vi sono Australia, Argentina e Cile. La Cina ha un'influenza materiale sul mercato, controllando la maggior parte degli impianti di conversione chimica utilizzati per migliorare i concentrati. Inoltre, diversi importanti produttori di litio hanno sede in Cina, tra cui Tianqi Lithium e Jiangxi Ganfeng. Tuttavia, i prezzi del litio dovrebbero scendere a causa della domanda che supera l'offerta.

Una carrellata dei principali prodotti chimici per batterie agli ioni di litio sul mercato
Batterie al litio nichel manganese ossido di cobalto (NMC): le batterie NMC rappresentano quasi il 28 percento delle vendite globali di veicoli elettrici e Fitch prevede che la quota di mercato salirà al 63 percento entro il 2027. La batteria NMC ha una durata di ciclo elevata adatta sia a griglia e griglie molto instabili, con prodotti commerciali che presentano uno stato di carica (SOC) del 60 percento superiore a 6000 cicli con una profondità di scarica del 90 percento (DOD).

Il SOC è il rapporto tra la capacità della batteria della corrente e la capacità nominale. Nelle applicazioni EV, il SOC viene utilizzato per determinare la gamma di veicoli elettrici. Il DOD si riferisce a quanta energia viene inserita e disinserita dalla batteria in un determinato ciclo. Indica la percentuale della batteria che è stata scaricata, in relazione alla capacità complessiva della batteria.


Il SOC è il rapporto tra la capacità della batteria della corrente e la capacità nominale. Nelle applicazioni EV, il SOC viene utilizzato per determinare la gamma di veicoli elettrici.

Batterie al litio nichel-cobalto ossido di alluminio (NCA): le batterie NCA stanno diventando sempre più importanti nei propulsori elettrici e nello stoccaggio della griglia a causa del recente aumento della densità di energia (> 280 Wh / kg), che era precedentemente nei 150-220 Wh / kg gamma. Le batterie NCA richiedono una piccola quantità di materiali attivi, ma possono offrire una maggiore densità di energia. Sono anche più stabili delle batterie NMC grazie all'aggiunta di alluminio.
Batterie al litio ferro fosfato (LFP): la domanda complessiva di mercato per LFP raddoppierà a oltre 200.000 tonnellate / anno. Si prevede che la regione Asia-Pacifico dominerà il mercato, con l'applicazione principale di automobili. Con intervalli di funzionamento da -4,4 gradi Celsius a 70 gradi Celsius, le batterie LFP gestiscono variazioni di temperatura molto più ampie rispetto ad altri prodotti chimici. Hanno anche un tasso di autoscarica leggermente più alto e una bassa tensione delle celle (3,3 V). I "fuggitivi termici", che si verificano quando la temperatura di una batteria aumenta continuamente, sono meno comuni per una batteria LFP, poiché non richiede il cobalto.

Batterie all'ossido di cobalto di litio (LCO) e all'ossido di manganese di litio (LMO): le batterie LCO (solo cobalto) e LMO (solo manganese) sono precursori delle batterie NMC e NCA. Le batterie LMO vengono solitamente utilizzate insieme alle batterie NMC nei veicoli elettrici. Questo tipo di batteria è stata introdotta per la prima volta nell'i-MiEV Mitsubishi con batterie Toshiba. Le miscele LMO-NMC si trovano nelle batterie dei vecchi modelli Nissan Leaf a causa dei loro vantaggi in termini di costi. Nel 2018, Nissan Leaf ha lanciato una miscela di LMO / NMC con una batteria da 40 kWh e le batterie sono state prodotte da AESC / LG Chem.


Tendenze attuali nel mercato dei veicoli elettrici

Allo stato attuale, le batterie con cobalto (NMC / NCA) sono preferite per la loro elevata densità di energia. Tuttavia, la sicurezza rimane un problema poiché NMC e NCA sono inclini a fuoriuscite termiche, soprattutto quando i dispositivi si riducono. Le fuoriuscite termiche possono essere causate da sovraccarico, un guasto interno, un danno fisico alla batteria, un ambiente caldo o una combinazione di quanto sopra.

Le batterie LFP offrono una possibilità significativamente ridotta di fuga termica, ma forniscono energia relativamente bassa e non contengono cobalto. Sebbene una batteria LFP abbia una durata di ciclo inferiore, è ampiamente utilizzata in Cina e, come tale, i cinesi (e i mercati globali) beneficiano di questa ben sviluppata infrastruttura produttiva e catena di fornitura.


capacità di accumulo di energia

Negli ultimi anni i chimici NMC sono diventati la tecnologia preferita dai produttori di apparecchiature originali nell'industria automobilistica. Ciò potrebbe cambiare in quanto le aziende stanno lavorando per implementare batterie contenenti meno cobalto a causa dei picchi di prezzi e preoccupazioni di tossicità.

Oggi, la chimica LFP domina il mercato cinese con oltre il 44 percento della domanda totale di chimica della batteria. Sebbene il resto del mondo preferisca i prodotti chimici NMC, il dominio cinese del settore nel prossimo decennio aumenterà i vantaggi dell'LFP rispetto a quelli NMC. Le vaste risorse cinesi in materiali terrestri come il fosfato portano anche a una preferenza di questa chimica.

Outlook e previsioni
Secondo la nostra ricerca, NMC diventerà il primo a dominare il settore dei veicoli elettrici nei primi anni del 2020, ma sarà superato dalle batterie LFP quando un nuovo aumento dei prezzi del cobalto coinciderà con un aumento della densità energetica di LFP ottenuta attraverso la ricerca e lo sviluppo.

L'aumento del costo del cobalto aumenterà anche il prezzo delle celle NMC rispetto alle celle LFP, poiché contengono cobalto, accelerando così il favore del mercato per LFP.

Se LFP acquisirà una quota di mercato rispetto a NMC, il mercato cinese diventerà il centro del segmento dei veicoli elettrici, con le parti interessate e le competenze chiave in ricerca e sviluppo, produzione e prodotti commerciali.

Intanto sono già pronte le batterie del futuro, più attenzione per l'ecologia e la natura e tempi di ricarica più veloci.

Alcuni ricercatori, coordinati dal chimico Hongjie Dai, sono convinti che in pochi anni le nuove batterie in alluminio potranno rimpiazzare quelle alcaline, molto inquinanti, e quelle agli ioni di litio, potenzialmente pericolose se utilizzate in modo scorretto. Da decenni l’alluminio è stato visto come un materiale interessante da utilizzare per costruire batterie, soprattutto a causa del suo basso costo, ma finora nessuna tecnologia ha mai permesso di raggiungere questo obiettivo. A trovare la soluzione è stato un gruppo di Stanford, la cui ricerca è stata finanziata dal Dipartimento Usa per l’Energia e dall’Istituto di ricerca tecnologica di Taiwan.