Ibernazione con l'energia solare
In un insediamento ad Hausen am Albis, EKZ (Impianto elettrico del Canton Zurigo) sta costruendo uno dei primi impianti di stoccaggio dell'idrogeno in Svizzera. Quindi l'elettricità estiva è disponibile anche in inverno.
Gli edifici stanno diventando sempre più piccole centrali elettriche, poiché i moduli fotovoltaici catturano l'energia solare su un numero sempre maggiore di tetti. Ma non sempre il sole splende e la domanda di elettricità varia notevolmente nel corso dell'anno. Le tecnologie di storage sono quindi richieste. Le sonde geotermiche forniscono calore in inverno, ma non elettricità. Le batterie, invece, hanno senso da un punto di vista tecnico, ma sono accumulatori a breve termine e quindi non accumulatori stagionali di energia elettrica. Con lo sviluppo del Seebighof ad Hausen am Albis, gli impianti elettrici del cantone di Zurigo adottano quindi un approccio diverso e nuovo. I 28 appartamenti dell'annesso casale e della nuova costruzione attingono energia solare dal tetto della casa. Affinché questo sia disponibile anche in inverno, EKZ sta installando un impianto di stoccaggio dell'idrogeno, uno dei primi del suo genere in Svizzera.
Se, nelle giornate estive, l'impianto solare eroga più elettricità di quella consumata dai residenti, non torna in rete. Invece, l'impianto power-to-gas lo utilizza per produrre idrogeno. In inverno, quando il fabbisogno energetico è maggiore, il sistema riconverte l'idrogeno in energia. "Nelle celle a combustibile dell'impianto viene generato circa il 55 percento di questa elettricità", spiega Georg Putzi, Product Manager Energy Contracting presso EKZ. Il restante 45 percento dell'energia immagazzinata fuoriesce sotto forma di calore disperso, che riscalda l'edificio.
Lo stoccaggio stagionale dell'elettricità offre diversi vantaggi. Il sistema è ecologico perché necessita solo di acqua del rubinetto e di energia solare prodotta localmente. La rete elettrica pubblica è alleggerita. Una batteria compensa le fluttuazioni a breve termine, quindi il sistema P2G può essere utilizzato in modo più efficiente.
Il sistema di Hausen am Albis si basa su un concetto standardizzato sviluppato da EKZ. Ciò rende la tecnologia più economica, più adattabile e scalabile. Può essere utilizzato anche per complessi residenziali più grandi o retrofit in vecchi edifici. "Se esiste già un sistema solare con un'associazione per l'autoconsumo (ZEV), la tecnologia dell'idrogeno può essere integrata", afferma Putzi. La tecnologia può essere facilmente combinata anche con sistemi a pompa di calore, come ad Hausen am Albis. In inverno l'ambiente fornisce il calore (es. sonde geotermiche, acqua di falda o aria), il sistema di accumulo dell'idrogeno fornisce l'elettricità.
Il sistema P2G non ha particolari influenze sui servizi dell'edificio, necessita solo di spazio vicino alla centrale termica. Al contrario, l'impianto di stoccaggio del gas è architettonicamente rilevante. Per motivi di sicurezza, deve essere posizionato all'esterno dell'edificio in modo che l'idrogeno volatile possa fuoriuscire in caso di emergenza. Lo stoccaggio del gas è costituito da bombole di gas, che sono raggruppate come un fascio e coperte da un alloggiamento che gli architetti possono adattare.
Con il sistema, il cliente aumenta l'autosufficienza energetica e risparmia sui costi dell'elettricità in inverno. "Il sistema P2G attualmente non copre ancora i costi", afferma Georg Putzi. Se i prezzi dell'elettricità aumentano in futuro e i costi per il sistema diminuiscono, diventerà molto più economico. "Tale lavoro pionieristico è importante per acquisire esperienza e sviluppare ulteriormente il mercato", afferma Putzi. La Svizzera attualmente importa molta elettricità in inverno. Se la Germania spegnerà le centrali elettriche a carbone, la carenza invernale sarà ancora maggiore. Pertanto, nella Strategia energetica 2050 del Consiglio federale viene data la massima priorità alle tecnologie di stoccaggio basate su gas e liquidi. Con un sistema P2G, gli edifici possono aiutare ad alleviare le sfide in termini di alimentazione in inverno.