Analisi delle applicazioni dei Sistemi di Accumulo nel settore elettrico

Realizzato in collaborazione con:

Tecnologia strategica per garantire i servizi necessari alla stabilità del sistema elettrico, evitando il rischio di limitare la produzione delle fonti rinnovabili, verso un sistema totalmente “decarbonizzato”

In un sistema elettrico caratterizzato da una sempre più rilevante produzione di energia da impianti alimentati da fonti rinnovabili non programmabili (FRNP), i sistemi di accumulo si propongono come una tecnologia strategica per garantire i servizi necessari alla stabilità e sicurezza del sistema elettrico e massimizzare l’autoconsumo, ottimizzando l’integrazione nel sistema elettrico della produzione delle fonti rinnovabili e aprendo la strada verso un sistema totalmente “decarbonizzato”.

In questo scenario, da un lato critico per l’evoluzione del sistema elettrico nei prossimi decenni, dall’altro ricco di opportunità di innovazione e di sviluppo industriale, appare importante affrontare alcune questioni aperte: 

- Quali sono le applicazioni di maggiore rilievo ed interesse? 

- In quali di queste applicazioni l’accumulo elettrochimico ha raggiunto o è prossimo alla competitività, nel contesto tecnologico, economico e regolatorio attuale? 

- Quali mutamenti di scenario (costi e prestazioni della tecnologia, quadro normativo/ regolatorio) possono facilitare la diffusione dei sistemi di accumulo elettrochimico? 

Con lo scopo di rispondere a queste domande, ANIE Energia, in collaborazione con RSE, ha condotto una serie di simulazioni su diversi casi applicativi reali andando a valutare la convenienza economica attraverso l’analisi dei costi e dei benefici.

L’analisi effettuata su diversi casi applicativi evidenzia la grande varietà di situazioni nelle quali è possibile ipotizzare un impiego di Sistemi di Accumulo elettrochimico al servizio del sistema elettrico.

I Sistemi di Accumulo risultano convenienti, ai prezzi di mercato e sulla base delle regolamentazioni attuali, soloin alcune specifiche situazioni, fra cui si citano l’integrazione in impianti alimentati a carbone, dove l’accumulo consente di assolvere all’obbligo di riserva primaria senza limitare la producibilità della centrale, e l’installazione in piccole isole non connesse alla rete nazionale, dove la produzione da fonti rinnovabili è concorrenziale rispetto all’attuale produzione tramite impianti a gasolio e un Sistema di Accumulo adeguatamente dimensionato è in grado di ridurre significativamente la produzione da fonti rinnovabili che verrebbe tagliata, con conseguente riduzione delle emissioni e degli esborsi per acquisto di combustibili.

In altre situazioni (ad esempio i servizi di bilanciamento) la convenienza dell’impiego dei Sistemi di Accumulo non è lontana e potrebbe essere raggiunta nei prossimi anni grazie al miglioramento delle tecnologie e alla produzione di più vasta scala, con importanti riduzioni dei prezzi.

Va sottolineato che le analisi svolte hanno costantemente adottato l’approccio semplificato e prudenziale di considerare sistemi che assolvano ad un’unica funzione, e presentino quindi un solo meccanismo di remunerazione. In varie situazioni, sia nelle applicazioni di rete che in quelle domestiche, è possibile concepire un utilizzo combinato del medesimo Sistema di Accumulo per diversi scopi (ad esempio, presso gli utenti, svolgendo le funzioni di gruppo di continuità, riduzione dei picchi di prelievo, autoconsumo della produzione fotovoltaica locale) ed in questi casi è ovvio attendersi un sensibile miglioramento degli indici di redditività.

Le valutazioni ed analisi dettagliati sono riportati nel Libro Bianco sui Sistemi di Accumulo liberamente scaricabile al seguente link: www.anienergia.it/Libro_Bianco_Accumuli

A cura di: @ANIEnergia

Fonte: Infobuild ENERGIA, leggi QUI.

È conveniente installare un impianto fotovoltaico? Ecco una guida agli impianti fotovoltaici domestici per la produzione di energia rinnovabile

Il risparmio economico sulle utenze dell’energia domestica è uno degli obiettivi dei consumatori italiani, che nonostante la vastità dell’offerta di Eni, di Enel e di tutti gli operatori del settore, trovano sempre più difficile realizzare un vero risparmio energetico ed economico allo stesso tempo.

Per risparmiare sui costi dell’energia, comunque, esistono diverse soluzioni, alcune più vantaggiose delle altre: confrontare le tariffe proposte dagli operatori, per esempio, potrebbe essere un buon modo per pagare di meno la bolletta, anche diminuire e ottimizzare i consumi potrebbe essere indice di una buona condotta ma passare alle energie rinnovabili è sicuramente l’opzione più ricca di vantaggi.

Scegliere l’energia rinnovabile può voler dire continuare a ricevere un’erogazione da parte degli operatori, ma derivata da fonti rinnovabili, oppure - ancora meglio – essere noi stessi produttori di energia installando, per esempio, un impianto fotovoltaico in casa.

Realizzarlo non è semplice ed è bene sempre avere accanto un esperto in materia ma i vantaggi che questo apporterà alle vostre tasche e all’ambiente saranno riscontrabili già dal breve periodo.

I vantaggi principali – e strutturali – di un impianto fotovoltaico, infatti, sono il risparmio economico e il rispetto ambientale, nonché la produzione di energia pulita.

Per quanto riguarda il primo punto, è facilmente intuibile che essere produttori di energia possa svincolarci dal pagamento del servizio energetico di un operatore esterno: ad ogni modo, l’energia prodotta dal nostro impianto avrà un prezzo costante nel tempo e quella in surplus, ovvero non utilizzata, verrà reimmessa nella rete energetica sotto retribuzione.

Il secondo vantaggio è quello che si realizza nei confronti dell’ambiente: il fotovoltaico utilizza una fonte di energia naturale rinnovabile come il sole per produrre energia domestica, quindi non emette nell’aria sostanze con CO2 dannose per l’ambiente e per la nostra salute.

L’impianto fotovoltaico è uno di quegli strumenti che permettono di creare un ambiente sano anche per le future generazioni, perché è basato su un sistema energetico di approvvigionamento pulito ma soprattutto sicuro.

La tecnologia di cui è composto, infatti, è molto affidabile, facile da installare e comunque è conosciuta, per cui risolvere eventuali problemi non sarà difficile; oltretutto i costi di realizzazione stanno via via diminuendo e continueranno a calare anche in un futuro prossimo quando, si spera, l’energia rinnovabile sia sempre più diffusa tra i consumatori e nelle famiglie.

Realizzare un impianto fotovoltaico è semplice, ma è bene essere guidati da un professionista del settore e conoscere il funzionamento e le fasi principali di realizzazione dell’impianto. Partire dalle basi significa anche conoscere di cosa si compone, per esempio, sapere cosa sono i moduli, l’inverter e il contatore GSE.

I moduli non sono altro che le celle in silicio che trasformano la luce del sole in energia termica; collegate tra loro per generare più potenza, formano i moduli fotovoltaici.

L’inverter, invece, è una componente che serve a trasformare la corrente prodotta dai moduli da continua ad alternata e svolge funzioni importanti per connettere l’energia elettrica all’intero impianto.

Il contatore GSE, invece, non è integrato nell’impianto, ma ci serve per gestire le quantità di energia prodotte e immesse nella rete per eventualmente ricevere gli incentivi statali previsti dalla legge.

Un'altra parte fondamentale da conoscere è il sistema di monitoraggio e gestione dei consumi, che serve per monitorare il funzionamento dell’impianto e capire se sono presenti anomalie e permette al proprietario dell’impianto di gestire i carichi interni all’edificio (es. un elettrodomestico).

Prima di realizzare un impianto, comunque, è necessario dotarsi delle autorizzazioni necessarie rilasciate direttamente dal Comune. Per semplificare queste pratiche burocratiche e amministrative basta rivolgersi alle aziende che installano pannelli fotovoltaici che offrono soluzioni dove sono incluse queste pratiche.

Improvvisarsi installatori è sbagliato: è bene affidarsi sempre ad uno specialista del settore o ad un’azienda accreditata che possa fornire materiali di qualità per permettere all’impianto di essere redditizio.

Riguardo agli incentivi di cui si accennava prima, se si installa un impianto fotovoltaico, quindi se si incentiva la produzione di energia pulita che possa migliorare la qualità della vita e l’ottimizzazione energetica della propria casa, è possibile richiedere un rimborso fino al 65% di ciò che si è speso.

Grazie agli ecobonus, infatti, riconfermati nuovamente anche per il 2014, il Governo incentiva e supporta questo tipo di interventi alle proprie case, volti al miglioramento e all’efficientamento energetico.

Fonte: Infobuildenergia, leggi QUI.

I benefici dei Sistemi di accumulo per il mercato elettrico

La nuova fase del fotovoltaico: convenienza dei sistemi di accumulo in ambito residenziale

A cura di: ANIE Energia

ANIE Energia ha commissionato uno studio alla società di consulenza strategica BiP. Lo studio condotto ha l’obiettivo di identificare la convenienza derivante dall’installazione di sistemi di accumulo dedicati a impianti di generazione fotovoltaici residenziali e piccolo commerciali.

Nello studio vengono elaborati diversi scenari di penetrazione dei sistemi di accumulo associati a impianti fotovoltaici (da crescita moderata a diffusione di massa). In tutti gli scenari le soluzioni analizzate determinano benefici in bolletta (riduzione del prelievo di energia dalla rete) e benefici a livello di sistema elettrico (integrazione delle rinnovabili e minore necessità di infrastrutture).

La generazione fotovoltaica ha registrato tassi di crescita estremamente elevati, arrivando a coprire nel 2012 il 5,6% della richiesta di energia con oltre 500.000 impianti installati.

Recentemente il regolatore ha iniziato ad affrontare le problematiche derivanti dalla crescita incontrollata delle installazioni fotovoltaiche, quali intermittenza, sbilanciamenti e prevedibilità della generazione.

I sistemi di accumulo dell’energia elettrica in ambito residenziale possono consentire la prosecuzione degli investimenti sul fotovoltaico anche dopo la chiusura del Quinto Conto Energia, aumentando la quota di generazione di energia da fonte rinnovabile e determinando notevoli benefici per il sistema elettrico.
La diffusione dei sistemi di accumulo associati a impianti fotovoltaici permette un incremento dell’occupazione nel paese, grazie alla creazione di una filiera interna dei sistemi di accumulo e il supporto alla filiera fotovoltaica. Tale diffusione massiva dei sistemi di accumulo richiede necessariamente una riduzione dei costi, prevista per i prossimi anni in circa il 40-50%, ottenibile grazie alle economie di scala.

Nel breve periodo è necessario identificare degli strumenti di sostegno temporanei, così da poter avviare il mercato dei sistemi di accumulo e permettere il raggiungimento delle necessarie efficienze.

Scenari di diffusione dei sistemi di accumulo associati a impianti fotovoltaici domestici

Nello studio si ipotizzano quattro diversi scenari di penetrazione dei sistemi fotovoltaici domestici dotati di sistema di accumulo: 

Scenario 1 – applicazione di nicchia: 1% delle utenze italiane*
Scenario 2 – crescita moderata: 5%
Scenario 3 – crescita sostenuta: 10%
Scenario 4 – diffusione di massa: 20%

*si fa riferimento ad un totale di 25 milioni di famiglie o utenze domestiche

I sistemi di accumulo domestico permettono di sfruttare completamente la generazione FV distribuita, consentendo di spostare una quota dei consumi dal gas verso l’elettricità, con significativo beneficio in termini di efficienza energetica.Tale evoluzione permetterebbe di ridurre il gap registrato dall’Italia con gli altri paesi europei intermini di penetrazione elettrica, che sui consumi residenziali è pari a 19% rispetto al 25% dellamedia EU (dati 2011).

Riduzione capacità installata termoelettrica

I Sistemi di Accumulo di energia elettrica determinano una riduzione di capacità termoelettrica necessaria alla punta tramite la riduzione del picco di domanda serale, grazie al prelievo dalla batteria. La stima del beneficio è realizzata considerando gli investimenti in nuove centrali approvati entro il 2020 e la disponibilità degli impianti stessi. La valorizzazione è basata sull’investimento in €/MW in capacità CCGT pari a 0,5 M€/MW e sul valore annuo degli O&M di centrale risparmiati (35 K€/MW).

Miglioramento della prevedibilità della Generazione Distribuita

I Sistemi di Accumulo di energia elettrica permettono di ridurre la variabilità oraria di immissione di energia in rete. Il risultato positivo è dato dall’incremento della capacità di previsione e di conseguenza dalla riduzione dello sbilanciamento medio (per circa il 20%) e dei volumi di riserva secondaria da approvvigionare. La valorizzazione è realizzata al costo marginale di generazione di impianti di punta (Turbogas) pari a 160 €/MWh.

Riduzione delle perdite di rete

I Sistemi di Accumulo di energia elettrica determinano una riduzione delle perdite di energia dovute alla trasmissione sulla rete elettrica. Il risultato positivo è dato dalla differenza di due effetti di segno opposto: la riduzione delle perdite sul prelievo serale dell’utenza con FV (alimentata dalla batteria) e l’incremento di perdite (da 5,1% a 8,9%) sull’utenza vicina, che dovrà alimentarsi dalle centrali tradizionali, anziché dal FV dell’utenza. La valorizzazione è realizzata tramite il costo marginale di generazione CCGT, pari a 60 €/MWh.

Riduzione modulazione impianti NPRES al 2020
I Sistemi di Accumulo di energia elettrica determinano una riduzione dell’energia tagliata a causa di un eccesso di generazione sulla domanda (overgeneration). Il risultato positivo è dato dalla differenza tra l’overgeneration prevedibile al 2020 con l’installazione del solo FV e l’overgeneration prevedibile in caso di adozione di un sistema Sistemi di Accumulo di energia elettrica, che permette di spostare la generazione fotovoltaica in ore di consumo superiore. La valorizzazione è realizzata al costo marginale di generazione CCGT, pari a 60 €/ MWh.

Investment deferral rete di distribuzione

I Sistemi di Accumulo di energia elettrica determinano una riduzione della potenza richiesta alla rete di distribuzione, livellando il picco di utilizzo considerando sia il consumo che l’immissione sulla rete. Il beneficio è stimato sulla base del differenziale di picco di utilizzo della rete tra la configurazione con solo il fotovoltaico e quella con il fotovoltaico e lo storage residenziale. La valorizzazione è effettuata al costo di costruzione della rete in funzione della potenza, stimabile in 400 €/kW.

Riduzione delle interruzioni

Il beneficio è stimato considerando la riduzione del numero di interruzioni all’anno determinate dall’implementazione di un Sistema di Accumulo di energia elettrica. Si è stimato che la batteria sia disponibile per servizi di backup circa il 50% delle ore all’anno, imponendo il vincolo di batteria carica almeno al 30%. La valorizzazione dei saving è realizzata al valore dell’energia non fornita previsto dall’AEEG (VENF: 3.000 €/MWh).

Riduzione delle emissioni di CO2

I Sistemi di Accumulo di energia elettrica contribuiscono alla diminuzione delle emissioni grazie alla riduzione apportata a perdite di rete e overgeneration. La quantificazione della CO2 è realizzata sulla base del fattore di emissione medio del parco termoelettrico italiano, pari a 513.8 gCO2/kWh. La valorizzazione dei saving è basata sul prezzo della CO2 previsto dal WEO per l’Europa al 2020, pari a 20 €/tCO2.

Benefici qualitativi forniti dai Sistemi di Accumulo di energia elettrica al Paese

La diffusione dei Sistemi di Accumulo di energia elettrica determina, oltre ai benefici precedentemente quantificati, anche una serie di benefici non direttamente quantificabili di notevole interesse per il Paese.

Maggiore diffusione FER

Si facilita la diffusione delle energie rinnovabili, contribuendo al raggiungimento della quota obiettivo di FER elettriche nel sistema

Incremento della potenza disponibile

È permesso l’utilizzo nelle abitazioni di una potenza superiore a quella fornita dal contatore, senza modifiche contrattuali e oneri aggiuntivi

Erogazione di servizi di rete

Si possono fornire dei servizi di rete (es. regolazione della tensione e della frequenza), in presenza di un quadro normativo adeguato

Crescita tasso occupazionale e sviluppo filiera accumulo

Si contribuisce alla crescita occupazionale all’interno della filiera italiana dei sistemi di accumulo e del FV

Sviluppo mercato degli EV

Viene favorita la crescita del settore della mobilità elettrica, con vantaggi in termini di efficienza energetica e riduzione delle emissioni

Fonte: infobuildenergia, leggi QUI.

Uno studio Anie Energia sui sitemi di accumulo nel residenziale

500 milioni di euro annui risparmiati dai proprietari degli impianti fotovoltaici e importanti benefici per il sistema elettrico, questo il dato più importante che emerge dallo studio nazionale sui benefici dei sistemi di accumulo elettrochimico, per il sistema elettrico e per l'utente finale, “Residential Electrical Storage Systems”, presentato di recente da Anie Energia.

Lo studio sottolinea che l'adozione dei sistemi di accumulo, tecnologia che permette di immagazzinare l'energia prodotta in eccesso durante il giorno per poi utilizzarla quando serve, permetterebbe un aumento dell'autoconsumo dell’energia fotovoltaica dal 30% al 70%, con chiari benefici per i proprietari degli impianti.

Con la fine del V Conto Energia e delle tariffe incentivanti, l'adozione di tali sistemi permetterebbe un nuovo impulso al fotovoltaico e faciliterebbe il raggiungimento della grid parity, considerando soprattutto che si prevede che il costo delle batterie nei prossimi 3/5 anni diminuirà di circa il 50%.

Inoltre il Rapporto evidenzia che la diffusione dei sistemi di accumulo associati a impianti fotovoltaici permette un incremento dell’occupazione nel paese, grazie alla creazione di una filiera interna dei sistemi di accumulo e il supporto alla filiera fotovoltaica.
Lo studio Anie ipotizza uno scenario di penetrazione dei sistemi di accumulo del 20%, quindi 5 milioni di impianti fotovoltaici a fronte dei 25 milioni di famiglie italiane. "Il risparmio maggiore - si legge in una nota - deriverebbe dalla riduzione dell’energia tagliata a causa di overgeneration, eccesso di generazione sulla domanda, quantificata in 234,4 milioni di euro, subito seguito dai 147,1 milioni risparmiati dalla riduzione di capacità termoelettrica derivante dal livellamento del picco di domanda serale di energia. Si aggira intorno a 72,8 milioni invece il taglio dei costi derivanti dall’investment deferral sulla rete di distribuzione dovuta alla riduzione della potenza richiesta, senza contare poi il risparmio generato dalla riduzione delle perdite di rete (quantificato in 17,4 milioni) e dalla diminuzione delle emissioni di CO2 (43,1 milioni)".

"La forte crescita del fotovoltaico e delle altre fonti rinnovabili incentivate –dichiara Nicola Cosciani, Presidente del Gruppo Sistemi di Accumulo di ANIE Energia – è un risultato sorprendente che proietta l’Italia oltre gli obiettivi europei del 2020. È necessario ora capitalizzare gli investimenti fatti, gestire al meglio grandi quantità di elettricità non programmabile e sfruttare tutte le potenzialità dei sistemi di accumulo con l’obiettivo primario di ridurre la bolletta energetica per i cittadini e le imprese".

Il Presidente di Anie Confinustria Claudio Andrea Gemme, nel suo intervento ha sottolineato che la tecnologia dei sistemi di accumulo è ancora sperimentale ma si sta velocemente sviluppando, è però necessario prevedere un programma di sostegno da parte del Governo a supporto della ricerca di nuove tecnologie e regolamentare in tempi brevi le norme di riferimento per sostenerne la diffusione anche attraverso inentivi temporanei, seguendo l'esempio di altri paesi europei."Esistono esempi di realtà, - ha sottolineato Gemme - come Germania e USA, che riconoscono l’importanza di una corretta diffusione di sistemi di accumulo domestici e già si sono mossi per prevedere facilitazioni per la loro installazione. ANIE auspica che entro breve anche l’Italia possa dotarsi di una normativa di riferimento specifica".

Attualmente la normativa infatti non regolamenta direttamente i sistemi di accumulo domestici, ma sta evolvendo nella direzione di attribuire ai produttori rinnovabili parte degli oneri di gestione delle FER.

Le norme tecniche in essere CEI 0-21 e CEI 0-16 non vietano l’installazione di sistemi di accumulo, ma non introducono regole precise di connessione creando una situazione di incertezza che blocca gli investimenti, lo Studio sottolinea dunque che è necessario che il comitato tecnico 316 del CEI definisca, in accordo con il neonato comitato tecnico 120, delle regole tecniche specifiche per la connessione dei sistemi di accumulo alla rete.

Fonte: Infobuildenergia, leggi QUI.