Lo stoccaggio di energia per lunghi periodi di tempo è soggetto a sfide rilevanti. Un team di ricercatori del International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) propone di utilizzare una combinazione del sistema Mountain Gravity Energy Storage (MGES) ed energia idroelettrica come soluzione a questo problema.
Le batterie stanno rapidamente diventando meno costose e potrebbero presto offrire una soluzione economica a breve termine per immagazzinare energia per le esigenze energetiche quotidiane. Tuttavia, le capacità di conservazione a lungo termine, ad esempio in un ciclo annuale, non saranno altrettanto economiche. Sebbene le tecnologie di pompaggio dell'idroelettrico (PHS – Pumped Hydro Storage) siano una scelta economicamente fattibile per lo stoccaggio di energia a lungo termine con grandi capacità - superiori a 50 MW - diventa costoso per i luoghi in cui la domanda di accumulo di energia è spesso inferiore a 20 MW con requisiti mensili o stagionali, come piccole isole e località remote.
In uno studio pubblicato sulla rivista Energy, un team di ricercatori IIASA propone il sistema Mountain Gravity Energy Storage (MGES) per colmare il divario tra le tecnologie di stoccaggio esistenti a breve e lungo termine.
MGES è un sistema di trasporto simile ad una funivia situato sul bordo di una montagna ripida in grado di trasportare sabbia (o ghiaia) da un sito di stoccaggio situato nella parte inferiore a un sito di stoccaggio nella parte superiore della montagna.
Un motore sposta contenitori pieni di sabbia dal basso verso l'alto, in modo simile a un impianto di risalita. Durante questo processo, l'energia potenziale viene immagazzinata. Lo stesso motore, funzionando come generatore, produce energia elettrica quando per gravità la sabbia viene riportata dal sito di stoccaggio superiore a quello inferiore. Se ci sono corsi d'acqua fluviali sulla montagna, il sistema MGES può essere combinato con l'energia idroelettrica, con l'acqua che viene utilizzata per riempire i serbatoi di stoccaggio in periodi di elevata disponibilità al posto della sabbia o della ghiaia. I sistemi MGES hanno il vantaggio di poter aggiungere l'acqua a qualsiasi altezza del sistema, aumentando così la possibilità di catturare l'acqua da diverse altezze nella montagna, cosa impossibile nell'idroelettrico convenzionale.
Uno dei vantaggi di questo sistema è che la sabbia è economica e, a differenza dell'acqua, non evapora, quindi non si perde mai energia potenziale e può essere riutilizzata innumerevoli volte. Ciò lo rende particolarmente interessante per le regioni aride. Inoltre, gli impianti PHS sono limitati a un dislivello di 1.200 metri, a causa di pressioni idrauliche molto elevate. Gli impianti MGES invece possono avere dislivelli superiori a 5.000 metri. Le regioni con alte montagne, ad esempio l'Himalaya, le Alpi e le Montagne Rocciose, potrebbero quindi diventare importanti centri di accumulo dell'energia a lungo termine. Altre località interessanti per MGES sono le isole con ripidi terreni montuosi, come le Hawaii, Capo Verde, Madeira e le isole del Pacifico.
In conclusione, la tecnologia MGES è concepita non per la generazione di picco o per immagazzinare energia nei cicli giornalieri, ma per colmare un vuoto nel mercato dello stoccaggio a lungo termine. Il suo utilizzo ottimale è immagazzinare energia continuamente per mesi e quindi generare energia continuamente per mesi o quando c'è acqua disponibile per l'energia idroelettrica, mentre le batterie gestiscono i cicli di stoccaggio giornalieri.