In un capannone del campus di Waurn Ponds, a Geelong, in Australia, è entrato in funzione nelle ultime settimane un sistema di accumulo che a prima vista sembra una contraddizione: una batteria al piombo-acido, la chimica più antica e più a buon mercato tra quelle usate per immagazzinare elettricità, proposta come alternativa seria al litio per il mercato commerciale e industriale. A costruirla è ArcActive, azienda neozelandese che ha ridisegnato l'elettrodo negativo della batteria al piombo sostituendo la tradizionale griglia metallica con un tessuto non tessuto in fibra di carbonio. Il sistema, collegato alla microgrid dell'università Deakin e alla virtual power plant di Origin Energy, è il primo pilota del genere per il segmento commerciale e industriale in Australia.
TRL 7-8 — Pre-commerciale: il prodotto residenziale di ArcActive è già venduto in Nuova Zelanda, mentre la versione per il mercato commerciale e industriale è ora in fase di pilota operativo reale, non ancora in produzione di serie su questo segmento
Impatto potenziale: medio
Il problema: l'accumulo stazionario oltre il litio
Quando si parla di batterie per immagazzinare l'energia solare delle imprese, il litio ferro fosfato (LFP) è ormai lo standard di fatto, grazie alla sua densità energetica e ai costi in costante discesa. Ma per molte piccole e medie imprese che vogliono accumulare l'energia prodotta dai propri pannelli fotovoltaici, il problema non è solo il prezzo della batteria in sé: sono i costi "di contorno" — progettazione, permessi, assicurazione, requisiti antincendio — che possono rendere un investimento in accumulo imprevedibile e difficile da pianificare. È proprio su questo secondo fronte che ArcActive ha deciso di puntare, scegliendo una chimica che ingegneri, autorità di approvazione e assicuratori conoscono da oltre un secolo, invece di una tecnologia nuova che richiederebbe di costruire da zero fiducia e prassi autorizzative.
Come funziona l'elettrodo in fibra di carbonio
La tecnologia di base nasce nei laboratori dell'Università di Canterbury, in Nuova Zelanda, dal lavoro del professore associato John Abrahamson; ArcActive è stata fondata nel 2011 per portarla sul mercato. L'innovazione riguarda l'elettrodo negativo della cella: al posto della griglia di piombo che normalmente sostiene la pasta di materiale attivo, l'azienda utilizza un tessuto non tessuto di fibra di carbonio con fibre di circa 50 micron, in cui la pasta di piombo viene inserita. Il tessuto aggiunge resistenza meccanica, controlla la dimensione dei pori dell'elettrodo e aiuta a mantenere idratato il separatore, riducendo un problema tipico delle batterie al piombo: la perdita di acqua per elettrolisi durante la carica, qui dichiarata sotto i 3 grammi per ampere-ora.
Il secondo ingrediente è un'architettura bipolare, con le celle impilate l'una sull'altra come fogli, invece che collegate tramite i tradizionali connettori e barre di collegamento tra celle separate. Questo elimina parte delle resistenze elettriche interne e permette una compressione molto più uniforme e intensa degli elettrodi: ArcActive dichiara di raggiungere circa 100 kilopascal di compressione, contro i circa 30 kilopascal tollerati dalle batterie al piombo convenzionali. Una compressione più alta e uniforme, secondo l'azienda, riduce il distacco del materiale attivo dalla griglia (un meccanismo di degrado comune nelle batterie al piombo cicliche) e prolunga la vita utile della cella. Il risultato dichiarato è anche una migliore capacità di accettare carica dinamica — un parametro critico per l'uso in condizioni di carica parziale, tipiche sia dei veicoli che dei sistemi di accumulo stazionario collegati al fotovoltaico.
Dal laboratorio neozelandese al pilota australiano
ArcActive vende da alcuni anni in Nuova Zelanda un prodotto residenziale, l'ArcStore, integrato in un sistema chiamato EnergyBank da 20 kWh (15 kWh di energia effettivamente utilizzabile), proposto a un prezzo pari a circa la metà di un sistema al litio equivalente. Il passo compiuto nelle ultime settimane a Waurn Ponds è diverso: non un altro prodotto residenziale, ma il primo pilota pensato per il mercato commerciale e industriale — fabbriche, magazzini, centri commerciali — collegato alla microgrid della Deakin University e, tramite questa, alla virtual power plant gestita da Origin Energy, una delle principali utility australiane. "Il piombo-acido è una tecnologia che ingegneri, autorità di approvazione e assicuratori già conoscono", ha dichiarato l'amministratore delegato di ArcActive, Stuart McKenzie, spiegando che l'obiettivo è offrire alle imprese un percorso di adozione più standardizzato e prevedibile, con costi e tempi di approvazione più chiari fin dall'inizio. Bill Truscott, responsabile dello sviluppo di soluzioni per i clienti e delle tecnologie emergenti di Origin, ha aggiunto che l'utility è interessata a capire come le nuove tecnologie di accumulo possano aiutare i propri clienti commerciali e industriali.
I numeri, e i limiti da tenere a mente
Nei test di laboratorio diffusi dall'azienda, il sistema residenziale da 20 kWh ha raggiunto circa 4.000 cicli completi se limitato a una carica e scarica giornaliera di 15 kWh, e circa 2.500 cicli se portato a scarica completa dell'intera capacità. ArcActive sottolinea inoltre la piena compatibilità con le filiere di riciclo del piombo già esistenti e mature — un punto di forza rispetto a chimiche più recenti, per cui il riciclo a scala industriale è ancora in gran parte da costruire. Vanno però pesate alcune cautele: i numeri su cicli di vita, costi ed efficienza provengono dall'azienda stessa, senza verifica indipendente o test di terze parti pubblicamente disponibili; la densità energetica del sistema non viene mai quantificata, e resta comunque una delle debolezze storiche del piombo-acido rispetto al litio; infine, il pilota di Waurn Ponds non ha ancora pubblicato dati di prestazione reali sul campo, essendo stato avviato solo nelle ultime settimane.
Perché interessa il settore
La notizia si inserisce in un filone di ricerca sull'accumulo che Pinet segue da tempo: la ricerca di alternative al litio che non puntano necessariamente a superarlo in densità energetica, ma a competere su costo, sicurezza, disponibilità delle materie prime o, come in questo caso, su familiarità normativa e assicurativa. A differenza del sodio-ione o delle batterie a flusso ferro-zinco e ferro-piombo, che puntano su chimiche nuove per abbattere i costi dei materiali, ArcActive scommette su un principio diverso: prendere una tecnologia centenaria, già pienamente normata e riciclabile, e reingegnerizzarla con strumenti moderni (fibra di carbonio, design bipolare) per correggerne i limiti storici di ciclabilità e manutenzione. È un approccio che vale soprattutto per segmenti di mercato — come il piccolo commerciale e industriale — dove il vero ostacolo all'adozione dell'accumulo non è quasi mai la chimica della batteria, ma la complessità e l'imprevedibilità del processo di acquisto, installazione e assicurazione.
Il commento di PINET
Per le piccole e medie imprese italiane che valutano l'accumulo abbinato al fotovoltaico, il problema descritto da ArcActive — costi di permessi, assicurazione e ingegneria più imprevedibili del prezzo della batteria stessa — è riconoscibile anche nel nostro mercato, dove le pratiche autorizzative per gli impianti di accumulo non sono sempre uniformi tra territori e assicuratori. Una tecnologia che punta sulla familiarità regolatoria del piombo-acido, più che su un primato prestazionale, potrebbe interessare segmenti specifici (piccole imprese, magazzini, strutture agricole) più sensibili al costo iniziale e ai tempi di messa in esercizio che alla densità energetica. Resta da verificare, con dati indipendenti e non solo aziendali, se i cicli di vita e i costi dichiarati si confermino su scala industriale e in un clima diverso da quello neozelandese o australiano; l'Italia, peraltro, ha una filiera di riciclo del piombo già solida, il che renderebbe l'eventuale adozione di questa chimica meno problematica sul fronte del fine vita rispetto ad altre tecnologie emergenti. Il giudizio, in attesa di dati di campo pubblici sul pilota di Waurn Ponds, resta quindi di interesse circoscritto: un'alternativa di nicchia e non una sfida frontale al litio, ma un segnale che anche le chimiche più vecchie possono trovare nuovo spazio quando a cambiare non è solo la cella, ma anche il modo in cui viene progettata, impilata e venduta.
Fonti: pv magazine Australia, "Lead-acid battery pilot switched on at Victorian university testing facility", Energy-Storage.News, "ArcActive switches on lead-acid battery storage system pilot at Deakin University in Australia" e pv magazine Global, "ArcActive targets Australia with 're-engineered' lead-acid battery tech".
