Come l’energia solare concentrata potrebbe alimentare il futuro | Big Think

E se potessimo non solo sfruttare l’energia solare, ma usarla davvero per far funzionare l’intero pianeta?

L’energia solare concentrata (CSP) ha il potenziale per fare proprio questo – usando array di specchi rotanti chiamati eliostati, la luce viene riflessa in un enorme ricevitore. Grazie ai recenti progressi nella tecnologia, il costo per replicare queste “raffinerie solari” sta diminuendo. Presto l’energia solare sarà più pulita e meno costosa dell’uso dei combustibili fossili, il che potrebbe significare un’adozione su scala globale.

Heliogen, una società fondata da Bill Gross e sostenuta da Bill Gates, vuole eliminare tutti gli usi dei combustibili fossili. Utilizzando telecamere, AI e apprendimento automatico, stanno lavorando per rendere questi sistemi CSP più intelligenti e molto più efficienti.

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VOCE NARRANTE: Questa lente d’ingrandimento ha un nome tecnico, una raffineria di luce solare. Per usarla, trovare un posto molto soleggiato, mettere giù un mucchio di specchi, far rimbalzare la luce del sole in un unico punto e si può sciogliere quasi tutto. Ok, quindi è una specie di raggio della morte. Perché farlo? Perché produrre acciaio o cemento richiede molto calore e fare qualcosa di super caldo ha storicamente significato bruciare i dinosauri.

STEVE SCHELL: Se si guarda all’enorme impronta di carbonio associata a queste applicazioni industriali, non si può ignorare.

VOCE NARRANTE: Il venti per cento delle emissioni globali di carbonio per essere precisi. E poiché questa tecnologia è così buona, potrebbe cambiare l’intera industria energetica. E prevenire la terza guerra mondiale nel processo.

Questo è “Hard Reset”, una serie sulla ricostruzione del nostro mondo da zero.

A est di Six Flags e a nord di Los Angeles c’è un posto chiamato Lancaster, che è molto piatto, molto caldo e un posto perfetto per testare una presa di controllo dell’approvvigionamento energetico mondiale. Sì, suonava più da cattivo di Bond di quanto pensassi. Comunque, questi si chiamano eliostati e la ragione per cui questa raffineria solare funziona così bene è che sotto questi specchi e bicchieri ci sono dei motori piuttosto semplici che si possono controllare a distanza. E questo permette agli specchi di cambiare angolazione durante il giorno, a seconda di dove si trova il sole. Come fanno a sapere dove si trova il sole? I tirocinanti? No, AI, naturalmente.

BILL GROSS: È necessario prendere ognuna delle migliaia di specchi e puntarli in modo molto, molto preciso, accurato a circa 1/10 o 1/20 di grado.

VOCE NARRANTE: Questo è Bill Gross, geniale visionario e fondatore di oltre 150 aziende. E anche un tipo super simpatico.

GROSS: Grazie, lo apprezzo molto.

VOCE NARRANTE: In cima alla torre, telecamere ad alta risoluzione monitorano la posizione degli specchi sottostanti.

SCHELL: In realtà puoi vedere che i due in cima sono i più facili da individuare perché sono sui bracci sopra il ricevitore.

VOCE NARRANTE: Così Heliogen ottiene tutti quegli specchi per riflettere la luce del sole in quel grande obiettivo in alto.

Quindi quello che abbiamo appena sopra di noi è il ricevitore solare. Così si può vedere che è quello che abbiamo visto dal livello del suolo. Questo è dove la luce solare concentrata si concentra quando il campo è in funzione.

VOCE NARRANTE: Le telecamere sanno se gli specchi stanno rimbalzando nel sole perché quelle telecamere stanno valutando la qualità del blu del cielo. Analizziamo tutto questo con Steve, che ha dei bei tatuaggi.

SCHELL: Questa è la mia armatura da battaglia robotica e quello che ho qui è una giungla su un pianeta alieno con robot che curano il giardino.

VOCE NARRANTE: Ed è responsabile della tecnologia qui.

SCHELL: Ciò che queste telecamere vedono è il riflesso del cielo vicino al sole. Vicino al sole, il cielo appare molto luminoso dalla luce solare sparsa che viene attraverso di esso e più lontano dal sole si guarda, il più scuro o meno luminoso che patch di cielo sembra essere.

VOCE NARRANTE: Così le telecamere guardano il colore blu e l’intelligenza artificiale utilizza queste informazioni per valutare la distanza dal sole, dedurre l’orientamento dello specchio e quindi, dove sta andando il fascio.

SCHELL: Così ogni pochi secondi, otteniamo una misura di dove sta andando quel fascio e possiamo comandare l’eliostato per fare piccole correzioni per ottimizzare il suo inseguimento. In questo settore, si tratta di un cambiamento radicale, perché ora non ci affidiamo all’hardware per essere così precisi, ma abbiamo un software per renderlo preciso. Quindi cambia davvero tutto su come funziona l’impianto e ci permette di raggiungere livelli di prestazioni più elevati a un costo molto più basso.

VOCE NARRANTE: Quindi è il software che controlla la precisione, non l’hardware. E più accurati possono essere quegli specchi durante il giorno, meno ne hanno bisogno. Ancora più importante, permette a Heliogen di fare qualcosa che nessun’altra raffineria solare concentrata è stata in grado di fare. Generare temperature a nord di 1.000 gradi Celsius.

GROSS: La gente ha fatto la concentrazione a specchio prima, ma hanno raggiunto 400 gradi, 500 gradi. Noi abbiamo raggiunto 1.500 gradi.

VOCE NARRANTE: Quel calore è importante perché l’energia solare deve essere utilizzata immediatamente o conservata in qualche modo. Le batterie sono costose e problematiche, ma sai cosa è economico e sicuro? Solo rocce normali.

WALTER WHITE JR: Hai una collezione di rocce?

HANK SCHRADER: È una collezione di minerali.

GROSS: E prendiamo quell’alta temperatura e la portiamo giù in un letto di roccia. Riscaldiamo letteralmente le rocce a 1.000 gradi centigradi.

SCHELL: Le temperature sono così alte che il metallo non può sopportarle. Quindi mettiamo l’isolamento all’interno per proteggere l’acciaio da quelle alte temperature.

GROSS: Se si riscaldano le rocce a 1.000 gradi centigradi con i fotoni, ora rimangono calde anche dopo il tramonto. Quelle rocce sono in un serbatoio isolato, come un thermos. E rimarranno calde per una settimana.

VOCE NARRANTE: Quelle rocce agiscono come batterie, immagazzinando energia che può essere utilizzata per generare energia 24 ore al giorno.

GROSS: Ci permette di alimentare le cose che hanno bisogno di funzionare tutto il giorno. E la civiltà funziona tutto il giorno.

Ma aspetta un attimo, non abbiamo già sentito tutto questo? Come l’energia solare rivoluzionerà il mondo? La differenza qui sembra essere che tutto alla Heliogen è costruito in scala. L’impianto in cui siamo stati è solo una struttura di prova, 400 eliostati. Una vera raffineria di luce solare sarà di 40.000 eliostati.

SCHELL: Quindi 100 volte più collettore solare di quello che abbiamo qui.

VOCE NARRANTE: Per costruire raffinerie in tutto il mondo, stanno scommettendo sul piccolo.

GROSS: Fare tutti gli specchi piccoli in modo che possano essere prodotti in fabbrica e renderli facili da installare perché non abbiamo bisogno di gru o attrezzature pesanti per distribuirli. La nostra visione era di rendere questo come l’agricoltura, in modo da poter coprire un sacco di terreno in modo molto economico. Quasi come una mietitrice o un trattore che pianta file di semi. Questo è fondamentale perché per alimentare la Terra, abbiamo bisogno di coprire centinaia di miglia quadrate, che in realtà non è molto per alimentare l’intero pianeta.

VOCE NARRANTE: Davvero?

GROSS: Ma coprire centinaia di miglia quadrate deve essere fatto in modo economico.

SCHELL: Abbiamo essenzialmente progettato questo per essere altamente automatizzato, trattori robotici che possono scavare le trincee, posizionare le fondamenta dell’eliostato, versare il cemento e poi le unità e gli specchi sono impostati su dopo in un modo molto efficiente.

VOCE NARRANTE: Quindi il piano è che queste raffinerie vanno in luoghi che sono piatti con un sacco di sole come i deserti. Poi prendono la luce solare concentrata, la convertono in elettricità, la fanno passare attraverso un elettrolizzatore e dividono una molecola d’acqua per ottenere idrogeno.

GROSS: L’idrogeno verde può essere messo in condutture e spostato per migliaia di chilometri o messo su navi e spostato attraverso gli oceani. La cosa potente è che possiamo produrre l’energia dove il sole è buono e spostarla dove il sole non lo è. Ed è quello che dobbiamo fare per alimentare la civiltà. Battere il prezzo dei combustibili fossili è l’unica cosa che conta, perché altrimenti la gente continuerà a bruciare combustibili fossili se sono più economici. Ma se possiamo essere anche solo una frazione di centesimo più economici dei combustibili fossili, il mondo adotterà questo su scala.

VOCE NARRANTE: E quindi cosa succede se questo viene adottato su scala? Immaginiamo uno scenario in cui il mondo è alimentato dal sole, specchi e rocce.

GROSS: Il mio sogno, entro la fine di questo decennio, sarebbe quello di avere 1.000 torri nel sud-ovest degli Stati Uniti, 1.000 torri in Australia e 1.000 torri in Medio Oriente e Nord Africa. In questo modo, possiamo produrre energia per quasi tutti i continenti perché possiamo spostare l’energia da dove il sole è buono in quei deserti a dove vivono le persone che ne hanno bisogno.

VOCE NARRANTE: In totale, ci vorrebbe un’area delle dimensioni dell’Alaska per produrre abbastanza energia per soddisfare i tassi di consumo di oggi e con questo, potremmo cambiare l’ambiente e la geopolitica. Quante guerre sono state combattute, quante persone sono morte essenzialmente per il petrolio? E questa geopolitica è, in un certo senso, l’ispirazione di tutta questa impresa.

GROSS: Ho una storia su come ho vissuto la crisi energetica quando ero bambino. Era il 1973 durante l’embargo petrolifero arabo. C’era carenza di benzina. Quindi c’erano lunghe file di auto in attesa alle stazioni di servizio su Ventura Boulevard, solo per avere i tuoi 5 dollari di benzina. Mia madre aspettava in quella fila con me sul sedile posteriore dell’auto e io pensavo, mentre aspettavamo un’ora per avere la nostra benzina, a perché c’è un altro posto nel mondo che può scegliere di chiudere la nostra fornitura e ora la gente sta soffrendo? Perché non abbiamo un altro modo di ottenere la nostra energia che sia più locale?

SCHELL: Abbiamo conversazioni regolari sui rifugiati climatici e sulle guerre che si combattono per i combustibili fossili. Stiamo cercando di stabilizzare la politica globale.

GROSS: Il sole è la risorsa naturale più uniformemente distribuita che abbiamo, eccetto l’aria, quindi perché non possiamo prendere quella risorsa e convertirla nell’energia di cui abbiamo bisogno vicino a dove siamo e non dobbiamo prenderla da qualcun altro lontano? Così sento che tutta la mia vita e tutto ciò che ho imparato mi permette di essere nel posto giusto al momento giusto per fare una differenza positiva su questa cosa di cui il mondo si preoccupa così tanto in questo momento.

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