Tecnologie, tempi e ostacoli: il professor Vittorio Verda racconta il lavoro dello Spoke 6 della Fondazione NEST sull’energy storage e il punto critico del sistema energetico italiano. «La domanda di energia elettrica e termica varia molto e con le fonti le rinnovabili la gestione si complica»
Parlando di transizione energetica, l’attenzione si concentra spesso sulla produzione: sole, vento, rinnovabili, megawatt da installare. Ma la transizione non è un movimento lineare: ci sono momenti in cui l’energia rinnovabile è abbondante e momenti in cui si contrae, mentre la domanda segue ritmi diversi, quotidiani e stagionali. In mezzo, c’è una funzione decisiva e ancora poco visibile: l’accumulo. È ciò che permette al sistema di non andare in affanno, trattenendo energia quando arriva e rilasciandola quando serve.
È su questo snodo che lavora lo Spoke 6 di Fondazione NEST, dedicato all’energy storage nelle sue diverse forme fisiche, chimiche ed elettrochimiche. Le attività spaziano dall’accumulo termico di breve e lungo periodo (calore sensibile, materiali a cambiamento di fase, sistemi termochimici) ai sistemi meccanici basati su acqua, aria compressa ed energia cinetica; dallo sviluppo e ottimizzazione delle batterie – incluse tecnologie consolidate e soluzioni di nuova generazione – fino a nuovi concetti per l’immagazzinamento chimico legati a metalli reattivi, nanoparticelle fotocaricate, elettrocombustibili e vettori a idrogeno. Un lavoro che si completa con l’integrazione nei sistemi energetici e nelle reti, insieme a valutazioni complessive su costi, ciclo di vita e impatti.
Ne parliamo con Vittorio Verda, professore ordinario presso il Dipartimento Energia del Politecnico di Torino e coordinatore dello Spoke 6 di NEST, per capire perché l’accumulo è uno snodo fondamentale della transizione energetica e quali tecnologie possono fare la differenza, oggi e nei prossimi anni.
Professor Verda, perché l’accumulo è fondamentale nella transizione energetica?
La prima cosa da capire è che la domanda di energia elettrica e termica, varia molto durante il giorno e durante l’anno. Con le fonti fossili questa variabilità è relativamente semplice da gestire. Con le rinnovabili, invece, la questione si complica, perché la disponibilità della risorsa non coincide sempre con i momenti in cui l’energia serve.
Quindi è necessario allineare meglio tempi della produzione e tempi della domanda?
Esattamente. Il fotovoltaico è un esempio molto chiaro: produce di più nelle ore centrali della giornata, nulla di notte, e rende di più in estate che in inverno. La domanda elettrica, però, segue un’altra curva: in inverno tende a concentrarsi nelle ore serali, mentre in estate pesa molto il condizionamento, che è anche difficile da prevedere. Con la crescita del fotovoltaico in Italia, questo scarto tra produzione e domanda si sta ampliando.
Ed è qui che l’accumulo diventa decisivo?
Se vogliamo aumentare la quota di energia rinnovabile effettivamente utilizzabile, servono sistemi di accumulo a breve termine, per coprire i fabbisogni su scala giornaliera, e sistemi di accumulo a lungo termine, per gestire la stagionalità. Anche l’eolico ha una forte componente di imprevedibilità, mentre l’idroelettrico parte da una posizione diversa, perché può contare su una infrastruttura di accumulo già esistente, come invasi e centrali di pompaggio.
Nel vostro Spoke lavorate su accumulo termico, meccanico e batterie. Qual è l’ambito che può dare risultati più rapidi?
Molte tecnologie sono già mature. L’accumulo meccanico negli impianti idroelettrici, ad esempio, rappresenta ancora oggi la quota prevalente della capacità installata. Anche nel mercato delle batterie esistono soluzioni consolidate, come piombo e ioni di litio, su cui la ricerca punta soprattutto a migliorare capacità, durata e prestazioni.
Dove si ottengono i risultati più immediati: sull’ottimizzazione dell’esistente o sulle nuove tecnologie?
Nel breve periodo, spesso dall’ottimizzazione dell’esistente, perché ci sono filiere e applicazioni già operative. Ma, parallelamente, la ricerca sta lavorando su nodi cruciali come materiali, costi e sostenibilità, che saranno determinanti per la scalabilità futura.
Sul fronte batterie, dove vede oggi il salto più interessante?
Un filone molto promettente è quello delle batterie al sodio, che possono ridurre i costi rispetto alle batterie agli ioni di litio, mantenendo prestazioni comparabili in molte applicazioni stazionarie, anche se con una capacità inferiore. C’è poi grande interesse per le batterie ferro-aria, che offrono capacità elevate e costi molto più bassi, con buona robustezza operativa. E sono molto interessanti anche le batterie a flusso, perché separano lo stoccaggio dell’energia dalla conversione elettrochimica: questo consente maggiore scalabilità, buona durata e una gestione più flessibile del rapporto tra potenza ed energia.
Fin qui l’elettrochimico. Sul lato termico, invece, quali tecnologie sono già pronte?
L’accumulo termico più diffuso è quello sensibile, cioè l’accumulo di calore (o freddo) in un fluido, tipicamente acqua, dentro serbatoi di volume adeguato. È una soluzione già ampiamente usata in solare termico, pompe di calore e teleriscaldamento. Tra le soluzioni più innovative ci sono i sistemi a cambiamento di fase, già disponibili sul mercato ma ancora non del tutto maturi, che aumentano la capacità di accumulo rispetto ai sistemi tradizionali. Più indietro sul piano della maturità, ma molto interessante per il lungo periodo, c’è l’accumulo termochimico.
Quando conviene accumulare energia sotto forma di calore invece di usare una batteria?
Dipende dall’applicazione. Negli impianti solari termici l’accumulo è essenziale per sfruttare la risorsa anche quando la radiazione è scarsa o assente. Nel teleriscaldamento può essere utile per aumentare la quota di calore da fonti rinnovabili o da cogenerazione e per coprire i picchi di domanda, ad esempio al mattino. In altri casi serve a rendere più flessibili gli impianti di cogenerazione rispetto alle opportunità del mercato elettrico. Le batterie, invece, sono spesso impiegate in abbinamento al fotovoltaico per aumentare l’autoconsumo di energia elettrica.
Se dovesse scegliere una sola priorità sulle batterie, quale metterebbe al primo posto?
Metterei al primo posto il tema dei materiali. Avere materiali abbondanti e non tossici sarà decisivo nel medio-lungo periodo, sia per la sostenibilità economica sia per quella ambientale. È un passaggio fondamentale se vogliamo costruire infrastrutture di accumulo di grande capacità e rendere davvero strutturale la crescita delle rinnovabili.
Come capirete se una tecnologia di accumulo funziona fuori dal laboratorio?
La prova più importante resta quella in campo. Nel caso dell’accumulo termico, per esempio, gli impianti installati negli edifici sono molto diversi tra loro e generano condizioni operative e profili d’uso molto differenti. Inoltre, spesso le difficoltà più complesse non sono solo tecniche: emergono quando la tecnologia incontra comportamenti, abitudini e modalità d’uso reali.
A che punto è oggi la transizione energetica in Italia?
Il fabbisogno di energia primaria nel 2025 è ancora inferiore ai livelli pre-pandemia, soprattutto per effetto di una produzione industriale che non è ancora tornata ai valori precedenti. Rispetto al 2024, è aumentata la produzione elettrica da gas naturale, mentre quella da rinnovabili è diminuita nel complesso, con cali di idroelettrico ed eolico e crescita del fotovoltaico. Nella prima metà del 2025, però, la penetrazione delle fonti rinnovabili non programmabili ha raggiunto nuovi record. Allo stesso tempo, cresce il divario tra carico residuo diurno e serale, e aumenta il rischio di eccessi di produzione, soprattutto nei giorni festivi.
Che fotografia restituiscono questi dati, nel complesso?
Restituiscono una transizione che continua, ma con segnali di rallentamento. Gli indicatori che combinano sicurezza energetica, prezzi dell’energia e decarbonizzazione mostrano una frenata negli ultimi due anni. Il punto più critico è la decarbonizzazione: la traiettoria delle emissioni di CO2 si sta allontanando da quella necessaria per raggiungere gli obiettivi al 2030.
Quindi il nodo principale è la distanza dagli obiettivi di decarbonizzazione?
Sì, ma dentro un quadro più ampio di incertezza. Se il trend degli ultimi cinque anni continuasse invariato, il target al 2030 verrebbe raggiunto oltre il 2035. Questo ci dice che non basta guardare ai singoli record di penetrazione delle rinnovabili: serve una visione più sistemica.
Quali ostacoli pesano di più oggi: internazionali, industriali o normativi?
Pesano tutti, e si rafforzano a vicenda. Il mercato energetico è fortemente condizionato dall’incertezza, come accade in molti mercati economici. L’Italia dipende dall’estero sia per le fonti fossili sia per molti materiali e componenti necessari agli impianti rinnovabili. A questo si aggiunge l’incertezza normativa, che incide sulle decisioni degli operatori e sulla velocità degli investimenti.
Un esempio di questa incertezza normativa?
Un caso è il decreto noto come OIERT, che regola per i produttori di energia termica una quota obbligatoria di energia da fonti rinnovabili, in attuazione della direttiva europea RED II. L’aggiornamento del provvedimento è atteso da tempo, dopo una consultazione conclusa all’inizio del 2024.
