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Sistemi di accumulo: un nuovo quadro normativo che rilancerà l’autoproduzione di energia pulita

  • Autore: Marco Pigni

In Italia ed Europa finalmente buone notizie per l’accesso moderno e smart all’energia autoprodotta, grazie alle battery energy storage solutions.

Anche in Europa e in Italia finalmente buone notizie per l’accesso moderno e sempre più intelligente all’energiaenergia
Fisicamente parlando, l’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L’unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
autoprodotta

a cura dell’Ing. Marco Pigni – Regulatory Affairs Advisor, FIAMM Energy StorageEnergy Storage
Immagazzinamento dell’energia (o stoccaggio dell’energia), consiste in una serie di tecniche e processi che permettono di concentrare su supporti diversi, differenti forme di energia per essere utilizzate successivamente. Un dispositivo che accumula energia è chiamato talvolta accumulatore. Tutte le forme di energia sono energie potenziali oppure energie cinetiche. I sistemi di stoccaggio in uso commerciale oggi possono essere classificabili in meccanici, elettrici, chimici, biologici, termici e nucleari. Lo stoccaggio di energia, come processo naturale, non è un tecnica o processo di recentissima scoperta. Finora, lo stoccaggio da impianti idroelettrici con pompaggio dell’acqua era sembrata l’unica via percorribile per l’immagazzinamento di grandi quantità di energia, ma gli sviluppi recenti nelle tecnologie degli accumulatori hanno aperto la strada a soluzioni come le batterie ad accumulo che consentono l’integrazione efficiente della energia da fonti rinnovabili generata intermittentemente.

Solutions

UN NUOVO QUADRO NORMATIVO

Siamo nel primo trimestre di un nuovo anno, il 2015, ed è quindi lecito ed utile interrogarsi sulla situazione del comparto delle battery energy storage solutions e sulle sue prospettive per il prossimo futuro.

Dal punto di vista del completamento del quadro normativo e regolatorio, in Italia, l’anno nuovo si apre finalmente con molte notizie positive.

Rete ElettricaTra la fine di novembre e la fine dell’anno appena trascorso infatti l’AEEGSI (Autorità per l’energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all’energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
il Gas e il Sistema Idrico) ha pubblicato due importanti delibere (la n. 574/2014/R/eel e la n. 642/2014/R/eel) che per la prima volta nel nostro Paese stabiliscono le modalità di collegamento alla rete elettricarete elettrica
Insieme delle linee elettriche, delle stazioni elettriche e delle cabine elettriche adibite alle operazioni di trasmissione e distribuzione dell’elettricità. La rete elettrica può essere ad alta tensione (da 40 a 380 kV), a media tensione (da 1 a 30 kV) o bassa tensione (380 V).
in media e bassa tensionebassa tensione
Tensione inferiore a 1000 V in corrente alternata ed inferiore a 1500 V in corrente continua.
, le caratteristiche prestazionali e gli ambiti di applicazione dei sistemi di accumulo elettrochimici, anche abbinati ad impianti di generazione da fonti rinnovabilifonti rinnovabili
Una risorsa è detta rinnovabile se, una volta utilizzata, è in grado di rigenerarsi attraverso un processo naturale in tempistiche paragonabili con le tempistiche di utilizzo da parte dell’uomo. Sono considerate quindi risorse rinnovabili:
– il sole
– il vento
– l’acqua
– la geotermia
– le biomasse
(fotovoltaico in primis).

Con la pubblicazione di tali delibere, che saranno completate entro i primi mesi del 2015 da ulteriori passaggi regolamentari di dettaglio, sia per il primo regime applicativo transitorio, che per quello definitivo, si creano finalmente le condizioni concrete ed effettive, unitamente alla pubblicazione avvenuta il 21 dicembre 2014 delle ultime varianti delle norme tecniche CEI 0-21 e CEI 0-16,  per consentire all’industria, agli utenti e agli operatori dei servizi energetici di programmare i propri progetti ed investimenti in presenza di regole certe.

La definizione di un quadro legislativo, regolatorio e normativo chiaro è infatti la condizione di partenza per rilanciare anche nel nostro Paese la generazione distribuita sostenibile in autoproduzione, sia per gli ambiti residenziali e commerciali, che per quelli industriali.

LE VARIE APPLICAZIONI DEI SISTEMI DI ACCUMULO

Tra le varie applicazioni dei sistemi di accumulo per abilitare questo nuovo paradigma energetico, una delle più promettenti riguarda lo sviluppo degli impianti orientati a massimizzare l’autoconsumo dell’energia autoprodotta da impianti a fonte rinnovabile (es. fotovoltaici) in regime di SEU (Sistema Efficiente di Utenza).
Questa particolare configurazione impiantistica prevede l’esenzione parziale dal pagamento di oneri generali di sistema e quella totale degli oneri di rete sull’energia consumata e non scambiata con la rete.

Secondo alcuni studi recenti, nella seconda metà del 2013 e nel primo semestre del 2014 sono stati installati in Italia circa 700 MW di impianti fotovoltaici senza ricorrere agli incentivi diretti da conto energiaconto energia
Il Conto Energia è una forma di incentivazione statale a sostegno della produzione di energia elettrica da impianti fotovoltaici.
Entrato in vigore con il Decreto Ministeriale del 19 Febbraio 2007, consiste nell’attribuzione di una tariffa incentivante, proporzionale all’energia prodotta, in base alla tipologia di impianto (non integrato architettonicamente, parzialmente integrato, integrato). Le tariffe vengono corrisposte per un periodo di 20 anni a partire dalla data di entrata in esercizio dell’impianto e rimangono costanti per l’intero periodo.
 e quindi in potenziale regime di autoconsumo prevalente.
Si apre dunque una prospettiva interessante per i sistemi di storage a batteria che consentono di non sprecare l’energia autoprodotta dall’impianto fotovoltaicoimpianto fotovoltaico
Impianto per la produzione di elettricità che sfrutta l’energia del sole grazie ai pannelli fotovoltaici, generalmente di silicio. All’interno del pannello si genera un circuito elettrico in corrente continua, dovuta all’effetto fotovoltaico, secondo cui quando i fotoni (che costituiscono la radiazione solare) raggiungono una cella FV vanno ad eccitare alcuni elettroni del materiale di cui è costituita la cella. Tali elettroni, trovandosi ad un livello energetico superiore, “sfuggono” dalla loro posizione originaria e creano una corrente.
(mediamente l’autoconsumo naturale copre solamente il 30-40% dell’energia prodotta).

Energy Storage impianti fotovoltaiciUn’altra opportunità per i sistemi fotovoltaici con batteria per l’accumulo dell’energia autoprodotta riguarda gli impianti residenziali di piccola taglia che possono accedere alle detrazioni fiscali per la ristrutturazione degli edifici privati (il provvedimento infatti è stato recentemente prorogato dal Governo senza modifiche per tutto il 2015).
Nonostante si attenda la conferma esplicita dall’Agenzia delle Entrate, appare logico che anche le batterie per l’accumulo di energia da fotovoltaico domestico abbiano diritto alla detrazione fiscale del 50% sia come componente dell’impianto fotovoltaico (alla stessa stregua dei moduli e degli inverterinverter
Dispositivi atti a modificare la velocità  di un motore elettrico modulandone la frequenza di alimentazione in base al carico richiesto, ovvero adattando il funzionamento del motore alle necessità  del momento evitando, quindi, sovradimensionamenti e sprechi.
), sia come intervento di ammodernamento dell’impianto elettrico dell’edificio in ristrutturazione nel suo complesso.

Le previsioni dell’autorevole società di consulenza IHS Solar Solutions sul fotovoltaico abbinato all’accumulo parlano di un mercato mondiale che si decuplicherà nei prossimi 4 anni e l’Italia è uno dei Paesi in cui questa tecnologia è destinata ad affermarsi più velocemente, cominciando dalle taglie commerciali e in maniera minore dal comparto residenziale.

Molto importante sarà il segmento degli adeguamenti tecnologici degli impianti fotovoltaici esistenti in un’ottica accoppiamento con gli energy storage, il cosiddetto retrofit: a parte gli impianti più datati e di taglia inferiore ai 20 kWkW
Unità di misura della potenza equivalente a 1.000 Watt.
in scambioscambio
Scambio tra energia elettrica immessa ed energia elettrica prelevata, nel caso in cui l’immissione e il prelievo avvengono in momenti differenti.
sul posto, realizzati nell’ambito del primo conto energia (2006), tutti quelli installati negli anni successivi, con i successivi conti energia, possono essere ‘potenziati’ abbinandovi sistemi di accumulo con batteria.

REGOLE DI MERCATO CHIARE E DEFINITIVE

Tornando alle prime due delibere dell’Autorità per l’Energia Elettrica il Gas e il Sistema Idrico sulla connessione e l’esercizio dei sistemi di accumulo elettrochimici in media e bassa tensionetensione
Grandezza fisica che rappresenta l’energia necessaria a far fluire una carica elettrica tra due punti, per creare una corrente. Nel Sistema Internazionale si misura in Volt. Le linee elettriche possono essere ad altissima tensione (tensione nominale superiore a 150 kV), alta tensione (compresa fra 35 e 150 kV), media tensione (compresa fra 1 e 35 kV) e a bassa tensione (tensione inferiore a 1 kV).
, esse unite alle connesse ultime varianti delle norme CEI 0-16 e CEI 0-21, ci forniscono un segnale importante, perché per la prima volta nel nostro Paese, mettono tutta la filiera produttiva della green e white economy nelle condizioni di operare in tale ambito, non più solo in ambito sperimentale (progetti pilota Power Intensive ed Energy Intensive di Terna e progetti POI smart gridsmart grid
Trattasi di una rete di informazione che affianca la rete di distribuzione elettrica e gestisce la rete elettrica in maniera “intelligente” sotto vari aspetti o funzionalità ovvero in maniera efficiente per la distribuzione di energia elettrica evitando sprechi energetici, sovraccarichi e cadute di tensione elettrica. Ciò avviene attraverso un sistema fortemente ottimizzato per il trasporto e diffusione della stessa, dove gli eventuali surplus di energia di alcune zone vengono redistribuiti, in modo dinamico ed in tempo reale, in altre aree oppure regolando costantemente il dispacciamento tra centrali di autoproduzione elettrica da fonti rinnovabili della rete di distribuzione (generazione distribuita) con le centrali elettriche della rete di trasmissione (produzione centralizzata).
dei DSO), ma secondo regole di mercato precise, chiare e definitive.

Tutto questo consente finalmente di pianificare per esempio gli investimenti per installare un impianto fotovoltaico con accumulo, massimizzandone il valore.

In questa fase, è altrettanto importante continuare a lavorare alla riforma del mercato del dispacciamentodispacciamento
Energia elettrica:
Attività di gestione, istante per istante, dei flussi di energia elettrica consumata e dei flussi di energia elettrica prodotta in modo da garantire un costante equilibrio tra domanda e offerta. L’energia elettrica, infatti, è un bene che non si può immagazzinare, quindi a fronte di una richiesta deve esserci necessariamente un punto di produzione in tempo reale. Queste operazioni, molto complesse, sono svolte da Terna.
Gas naturale:
Attività di gestione del sistema di trasporto e distribuzione del gas per rendere disponibile, in qualsiasi momento e in ogni punto della rete, la quantità di gas richiesta.
dell’energia
avviata dall’AEEGSI negli ultimi due anni, con l’obiettivo di abilitare il maggior numero di soluzioni, comprese quelle basate sullo storage elettrochimico, a fornire servizi di flessibilità finalizzati all’incremento della sicurezza e dell’efficienza del sistema elettrico nazionalesistema elettrico nazionale
È l’insieme degli impianti di produzione, delle reti di trasmissione e distribuzione, dei servizi ausiliari, dei dispositivi di interconnessione e dispacciamento di energia elettrica situati sul territorio nazionale.
, minimizzando gli oneri di bilanciamentobilanciamento
Servizio svolto dal gestore della rete elettrica al fine di mantenere l’equilibrio tra l’energia immessa e quella prelevata.
del sistema sostenuti dal nostro TSO (Terna).

Infine, ragionando a livello utilityutility
Azienda che si occupa della forniutura di beni o servizi di pubblica utilità come ad esempio energia elettrica, gas e acqua.
scale
, la riforma del mercato elettricomercato elettrico
Mercato dove si effettua l’acquisto e la vendita di energia elettrica attarverso un sistema di contratti bilaterali o attraverso la borsa elettrica. Il prezzo viene determinato dall’incontro tra la domanda e l’offerta di energia elettrica da parte dei vari operatori che vi partecipano.
, ormai da più parti invocata con sempre maggior urgenza per risolvere i noti problemi di overcapacity e di integrazione delle rinnovabili nella rete elettrica, sia per quanto riguarda i mercati dell’energia (mercato del giorno primamercato del giorno prima
Mercato in cui viene contrattata l’energia elettrica, tramite offerte di vendita e acquisto, per ogni ora del giorno successivo. Dall’incrocio tra la curva della domanda (stimata) e la curva di offerta si definiscono i prezzi, le quantità oggetto di scambio e i programmi di immissione/prelievo di energia per garantire costantemente l’equilibrio su tutta la rete.
, mercati intraday), che per quanto riguarda i mercati dei servizi ancillari, potrebbe giovarsi notevolmente del contributo di tecnologie innovative quali i battery energy storage, sia in abbinamento ad altri generatori (in special modo alimentati da FER non programmabili, ma non solo), sia in autonomia, secondo il modello dell’operatore indipedente dei servizi di flessibilità, in grado di erogare in modo efficace ed efficiente servizi strategici per il nostro sistema elettrico quali ad esempio la regolazione primaria, secondaria e terziaria dalla frequenza, la regolazione della tensione, ecc…

Tutto ciò gioverebbe non solo all’industria elettrica, elettronica ed elettrotecnica nazionale, che presenta realtà imprenditoriali di primordine nel comparto delle energy storage systems (in grado di competere ad armi pari con la fortissima concorrenza americana e asiatica), ma all’intero equilibrio del mercato elettrico nazionale ed in ultima analisi a tutto il  Paese, che sta attraversando uno stato di crisi economica prolungata senza precedenti negli ultimi 80 anni.

RICERCA & SVILUPPO: PROGETTI INNOVATIVI DI ENERGY STORAGE, FIAMM IN PRIMA LINEA

Se il quadro normativo-regolatorio è in progressiva ma convincente fase di evoluzione e definizione, molto resta ancora da fare ancora soprattutto a livello di ricerca & sviluppo per incrementare ulteriormente le prestazioni (e ridurre i costi finali) degli energy storage systems sia in ambito centralizzato di applicazioni a sostegno delle reti di trasmissionetrasmissione
Attività di trasporto dell’elettricità sulla rete a partire dai centri di produzione sino ai centri di utilizzo. Il maggiore proprietario della rete di trasmissione nazionale dell’energia elettrica ad alta tensione è Terna.
e distribuzionedistribuzione
Attività di trasporto (di elettricità o di gas) agli utilizzatori finali attraverso le reti di distribuzione.
, che in ambito di microgrid o reti isolate (si pensi in primis alla generazione ambientalmente più sostenibile e sicura nelle piccole isole, da noi meglio definite come isole minori).

Anche in questo ambito il nostro Paese presenta delle eccellenze e delle best practices di valenza assoluta, che a partire da quest’anno e per i prossimi tre anni potranno fornire utilissime indicazioni pratiche ed applicative a tutto il settore.

Energy StorageTilos, piccola isola greca del Dodecaneso diventerà presto un laboratorio ‘a cielo aperto’ dove sperimentare progetti innovativi legati all’applicazione di tecnologie di accumulo grazie ai quali rendere più efficiente la produzione e l’utilizzo dell’energia da fonti rinnovabili.

Tutto ciò grazie ad un progetto di ricerca finanziato nell’ambito del programma europeo di R&D Horizon 2020, che sarà sviluppato per l’Italia da FIAMM Energy Storage Solutions, società del Gruppo FIAMM specializzata nella fornitura di soluzioni elettriche per l’accumulo di energia.

L’azienda vicentina sarà in partnership con altre 14 società in consorzio, tra cui Younicos, SMA, CEA-Ines, oltre ad Istituti di ricerca ed Università di vari paesi UE. Il progetto prevede la fornitura di due Sistemi di Accumulo (mod. Spring 164 da 1,2 MWh di capacità ciascuno – tecnologia sodio/cloruro di nickel) oltre allo studio e alla progettazione di un sistema in grado di gestire efficacemente e bilanciare in maniera efficiente l’energia prodotta in maniera distribuita ed in assetto di microgrid da impianti fotovoltaici, eolici e genset, realizzati sull’isola in un’ottica di incremento della sostenibilità ambientale di quel luogo.

Primo classificato (ex equo con un’altra proposta) su 84 proposte presentate a livello europeo (4 in totale i progetti finanziati), il progetto di ricerca “Tilos” rappresenta un’altra importante conferma del ruolo strategico dell’energy storage solutions nell’evoluzione della concezione della rete elettrica del futuro, dove il paradigma  di ‘rete intelligente’ si integra con una sempre maggior sicurezza, efficienza, flessibilità e sostenibilità del sistema nel suo insieme, portando vantaggi per gli utenti finali e per tutti gli attori della filiera della generazione elettrica sostenibile.

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