Nel processo di transizione energetica ed efficientamento, l’adozione dei sistemi di accumulo è fondamentale: il mercato sta cambiando molto in questi anni.
Nel processo di transizione energetica ed efficientamento dei processi, l’adozione dei sistemi di accumulo è fondamentale: il mercato sta cambiando molto in questi anni.
L’accumulo efficiente di energia elettrica, possibilmente proveniente da fonti rinnovabili, è oggi un obiettivo strategico per tutte le imprese del settore energy.
A confermarlo, uno studio Zion Market Research, che evidenzia un tasso di crescita annuo del settore di circa il 6% in quattro anni.
Sempre secondo gli esperti, entro il 2024 il mercato globale dell’energy storage arriverà a toccare i 296 miliardi USD di valore.
La continua richiesta di energia da ogni comparto produttivo e dal segmento privato, spingerà a una costante ricerca di meccanismi avanzati per lo storage. I driver di questa crescita includono il sempre maggiore interesse per la mobilità elettrica e la pervasiva integrazione di nuove reti per la distribuzione dell’energia elettrica.
Lo storage rientra inoltre nel piano di contenimento dei picchi e gestione degli sbilanciamenti della rete e favorisce la gestione intelligente delle smart grid. Non solo, grazie a specifici smart meter è possibile definire flussi energetici bidirezionali per realizzare meccanismi virtuosi di scambio e cessione dell’energia, andando incontro al concetto tanto auspicato di “comunità energetiche”.
Le cooperative e le comunità energetiche rappresentano sicuramente il futuro. In Europa sono già molto attive in particolar modo in Germania; in America ci sono dei distretti di comunità energetiche basati sulle blockchain. Il vantaggio derivante da questo tipo di aggregazione è che di fatto il cliente che ha un impianto fotovoltaico, una volta utilizzata l’energia prodotta per le utenze domestiche, per il riscaldamento, per ricaricare l’auto o lo scooter elettrici, e dopo averne immagazzinata una parte grazie alle batterie di accumulo, di fatto reimmette nella rete elettrica dell’energia.
Il GSE paga questa energia reimmessa un prezzo stabilito e poi la rivende ai clienti finali a un prezzo maggiorato. Con la comunità energetica il passaggio del GSE verrebbe meno, non ci sarebbe più l’intermediario, ma un rapporto diretto tra chi produce energia e chi la compra, con un notevole vantaggio per entrambe le parti.
In Italia attualmente è tutto pronto per attivare le comunità energetiche, manca solo la legislazione che permetta di recepire la normativa europea al riguardo. Terna ha iniziato a fare dei test con alcuni aggregatori, dove i sistemi fotovoltaici e di storage vengono testati per rendere stabile la rete elettrica generale da un punto di vista tecnico, ma non ci sono ancora dei veri e propri progetti perché la legge non lo permette.
Dove va il mercato?
Oggi, il 25% dei nuovi impianti fotovoltaici residenziali è dotato di sistemi di accumulo. Le regioni in cui è stato installato il maggior numero di sistemi di accumulo sono la Lombardia, il Veneto, l’Emilia Romagna ed il Piemonte, ovvero le regioni che hanno erogato dei bandi specifici per installazione di sistemi di accumulo su impianti di potenza non superiore a 20 kW a servizio di un’utenza domestica. L’estendersi in altre regioni di tali bandi e l’imminente attuazione del Decreto Rilancio porterà ad un notevole aumento della richiesta di installazione di impianti fotovoltaici con sistemi di accumulo, o di integrazione delle batterie in impianti esistenti.
Essendo l’irraggiamento solare una fonte di energia non programmabile, la tecnologia diventa determinante per il raggiungimento dell’obiettivo di indipendenza energetica e gioca un ruolo fondamentale nella gestione dell’energia che viene immessa in rete. Ecco quindi che entrano in scena i sistemi di accumulo, ad oggi basati principalmente su celle agli ioni di litio.
Questa tecnologia, applicata secondo i requisiti tecnici – posti dalle norme CEI 021 per i contesti residenziali e CEI 016 per realtà industriali con connessione in media tensione – e opportunamente installata seguendo uno degli schemi sotto riportati, permette di aumentare in maniera considerevole la quota di autoconsumo e di raggiungere un’autonomia energetica tra il 60 e il 70%.
Un sistema di accumulo è, per definizione, composta da un’architettura che include componenti in grado di assorbire e rilasciare energia elettrica (batterie, ma non solo), convertitori e sistemi di gestione BMS.
In fase di setup è possibile optare per due differenti schemi operativi.
In un caso, il sistema di accumulo viene posizionato nella parte in corrente continua e quindi vi è un solo inverter ibrido che converte l’energia prodotta dai moduli fotovoltaici e gestisce anche la carica e scarica del sistema di accumulo; inoltre, essendo bidirezionale, è in grado di caricare il sistema di accumulo con energia solare o con energia alternata proveniente da altre fonti. Questa configurazione viene utilizzata nella maggior parte delle nuove installazioni.
Nel secondo caso il sistema di accumulo viene connesso nella parte di impianto in corrente alternata. In questo caso vi sarà un inverter dedicato alla conversione dell’energia solare prodotta dai moduli fotovoltaico e un ulteriore inverter dedicato alla gestione del sistema di accumulo, che converte la corrente alternata in continua per ricaricare la batteria. Questa configurazione viene spesso adottata quando vi è la necessità di integrare un sistema di accumulo in un impianto esistente, dove l’inverter presente non è predisposto per la gestione di una batteria.
L’abbinamento tra solare e accumulo è particolarmente proficuo e allettante sia per i privati, sia per le piccole imprese. L’Energy Storage è utilizzabile in modo distribuito o localizzato, a livello di singole utenze o al servizio delle reti di distribuzione. Le batterie connesse consentono di assorbire ed erogare energia molto rapidamente, attenuando la possibile variabilità delle condizioni di produzione solare.
Non solo, un impianto fotovoltaico con accumulo consente veramente di abilitare l’autoconsumo, immagazzinando energia quando i prezzi sono bassi e cedendola nei momenti di picco. A livello comunitario, la diffusione dei sistemi storage permette di equilibrare la rete e stabilizzando la frequenza.
Quando si parla di autoconsumo si intende il rapporto tra energia prodotto dall’impianto fotovoltaico e la totalità dell’energia prodotta dall’impianto stesso. A questo termine si affianca il concetto di autarchia, ossia il rapporto tra energia prodotto dal fotovoltaico e che viene utilizzata, e la totalità dell’energia necessaria all’utenza considerata. Questo secondo indicatore misura, all’atto pratico, il grado di indipendenza dell’edificio. Se l’autarchia è elevata, significa che l’utenza è a tutti gli effetti in grado di ridurre l’impatto negativo legato ad aumenti dei prezzi e di generare in proprio energia green.
Costi, tecnologie e prospettive
Un sistema storage si basa su accumulatori e batterie. Oggi, la tecnologia che si sta affermando è quella agli ioni di litio. Il continuo fermento del settore e il progresso tecnologico porteranno il costo delle batterie a una costante riduzione. Secondo Bloomberg New Energy Finance, nel 2025 i prezzi saranno di circa 100 USD/kWh, rispetto ai 210 USD/kWh del 2017.
Il futuro degli accumulatori prevede l’adozione di tecnologia allo stato solido, con un elettrolita composto da vetro, ceramica o polimeri ad hoc. Oggi, lo stato dell’arte prevede un anodo in grafite e catodo in ossido litiato di Co, Ni o Mn. Al di là della tecnologia in uso, i parametri base da osservare in una batteria includono: la capacità, l’efficienza e la durata. In particolare, la capacità da installare in rapporto a un impianto fotovoltaico è oggetto di scrupolosi calcoli. Per un impianto solare residenziale standard da 3 kW, la controparte storage è inclusa tra i 2 kW e i 10 kW.
Stando alle recenti analisi della Renewable Energy Agency, la quota di energia rinnovabile generata oggi è di circa il 25% del totale globale. Questo valore salirà all’86% nel 2050. Nel Vecchio Continente, le prospettive di crescita del comparto storage sono del 30%, nonostante la leggera flessione registrata lo scorso anno e il freno imposto dalla pandemia.
In Italia il mercato dell’accumulo deve la propria crescita fondamentalmente al segmento residenziale, con una quota del 97% secondo i dati ANIE.
Osservando la forte attenzione che i sistemi di storage registrano presso il mercato residenziale e commerciale, nonché il frenetico incalzare della tecnologia, appare evidente che il futuro dell’energia passerà da una gestione intelligente e consapevole delle risorse. In questo, l’energy storage sarà protagonista di un mondo più attento all’ambiente e capace di minimizzare gli sprechi.