di Giorgio Dispenza
Il sistema elettrico sta progressivamente evolvendo verso la condivisione dell’energia prodotta da piccoli impianti sfruttanti fonti rinnovabili connessi alla rete di distribuzione, con un particolare aumento, in questi anni, dell’energia prodotta dagli impianti fotovoltaici, derivante dai meccanismi di incentivazione noti in Italia come “Conto Energia”. I vari Conti Energia che si sono succeduti hanno avuto l’obiettivo di ripagare il maggior costo dell’energia prodotta dagli impianti fotovoltaici rispetto all’energia prodotta da fonti fossili convenzionali (es. cicli combinati a gas). Con il susseguirsi dei provvedimenti di incentivazione, il valore dell’incentivo per l’energia è andato progressivamente riducendosi, assieme al costo degli impianti fotovoltaici. Queste incentivazioni hanno portato progressivamente allo sviluppo di una nuova tariffa, nella quale si osserva uno spostamento nella bolletta dalla componente energia alla componente potenza, in modo da supportare i costi per lo sviluppo futuro dell’infrastruttura aumentando, il ventaglio di scelta della potenza contrattuale, in modo che l’utente possa scegliere quella più adatta alle proprie esigenze sia in termini tecnici che economici.
Emerge quindi che l’utente finale trarrebbe un beneficio economico tramite due obiettivi, il primo aumentando la quota di autoconsumo dell’energia prodotta da fotovoltaico ed il secondo riducendo la potenza contrattuale mantenendo allo stesso tempo invariato il target energetico.
Intuitivamente, entrambi questi obiettivi sono conseguibili mediante l’installazione di un sistema di accumulo energetico opportunamente controllato: in questo modo è possibile sia aumentare le quote di autoconsumo, che ridurre i picchi di assorbimento da rete. Inoltre, le opportunità offerte dall’installazione di sistemi di accumulo elettrochimici nel settore stazionario sono svariate ed esse sono in grado di offrire agli operatori e al sistema elettrico nazionale diversi altri vantaggi.
L’accumulo elettrochimico può essere utilizzato, infatti, per svariate applicazioni quali: la regolazione primaria e secondaria della frequenza di rete, la massimizzazione degli autoconsumi da generazione distribuita, le colonnine di ricarica dei veicoli elettrici con sistemi di accumulo integrati, le applicazioni nelle isole minori.
Sono stati svolti diversi studi da parte di ENEL relativi al servizio di regolazione primaria, ipoteticamente affidato a sistemi di accumulo. Gli studi hanno mirato a valutare i benefici conseguibili con una ottimizzazione delle logiche di gestione degli accumuli, prescindendo dall’eventuale remunerazione del servizio. Gli studi effettuati evidenziano come la capacità di risposta dinamica di un sistema elettrochimico sia nettamente superiore a quella richiesta dall’attuale Codice di Rete per il servizio di regolazione della frequenza, tradizionalmente applicato ai grossi impianti convenzionali, in questo contesto le migliori prestazioni dinamiche dei sistemi di accumulo potrebbero essere sfruttate per un nuovo servizio specifico, genericamente identificato come definisce ENEL “primaria veloce”, remunerato con una tariffa dedicata, conseguendo così un miglioramento della stabilità della rete ed una ottimizzazione dei costi: ovvero, la tariffa dedicata sarebbe applicata solo alle risorse utili a tale regolazione veloce e non, genericamente, a tutte le unità asservite alla regolazione primaria.
I benefici derivanti dalla massimizzazione dell’autoconsumo sfruttando la frazione di energia generata e consumata/immagazzinata istantaneamente dallo stesso utente sono quelli derivanti da una riduzione delle punte massime di prelievo dalla rete “peak shaving” e di conseguenza un risparmio in termini di potenza impegnata. Analisi svolte, però, sulla base dei profili di carico di un campione di utenti reali, hanno confermato che i sistemi di accumulo sono in grado di generare benefici per gli utenti/produttori, tuttavia, pur considerando l’ipotesi favorevole che non si applichi il meccanismo dello Scambio sul Posto, questi non producono ancora risparmi di entità sufficiente a giustificare pienamente l’investimento in un sistema di accumulo.
I benefici derivanti dalle colonnine di ricarica dei veicoli elettrici con sistemi di accumulo integrati riguardano scenari in cui c’è la necessità di caricare un certo numero di veicoli elettrici in modo rapido e in un arco di tempo limitato. I benefici derivano principalmente dall’alternativa alla scelta di aumentare la potenza contrattuale e/o cambiare il trasformatore della propria cabina MT/BT, in questo particolare scenario l’investimento può risultare conveniente nelle situazioni in cui si ha un picco di potenza molto elevato rispetto alla potenza base e concentrato in un periodo di tempo limitato, ciò infatti, permette di ridurre la taglia in energia del sistema di accumulo limitandone il costo a patto di utilizzare tecnologie possano garantire buone prestazioni in potenza.
Infine, una situazione in cui l’utilizzo di sistemi di accumulo dovrebbe risultare di particolare interesse, soprattutto nel caso di significativa penetrazione di fonti energetiche rinnovabili non programmabili, riguarda la sua applicazione per le isole minori. L’impossibilità di ricorrere alla rete nazionale, in grado di assorbire gli squilibri carico/generazione, rende in questi casi, se non indispensabile, almeno potenzialmente conveniente l’impiego degli accumuli energetici.
Più in dettaglio, questi risultano particolarmente versatili, nello spostamento nel tempo dell’energia rinnovabile producibile in determinate fasce orarie (tipicamente, surplus di produzione fotovoltaica nelle ore centrali della giornata, massimo carico nelle ore serali) ed evitando sprechi di energia; nella sostituzione dei gruppi diesel come controllori di frequenza/tensione, nelle ore in cui energeticamente non sono necessari, con rilevante riduzione di consumi di combustibile ed emissioni correlate; nell’ottimizzazione del funzionamento dei diesel, operando prevalentemente con carico medio alto oppure spegnendoli, ottenendo un maggior rendimento medio.
Investire sulle rinnovabili, quindi, in questi casi non solo genera benefici ambientali, ma riduce anche l’extra costo che nelle isole minori trasferisce un onere alle bollette elettriche di tutti gli utenti italiani.