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OrizzontEnergia

Sistemi d'accumulo: E' arrivato il momento di prendere una decisione.

Mercoledì 16 Ottobre è stato presentato il rapporto “Storage Energy Report”, redatto dall’Energy & Strategy Group (School of Management Politecnico di Milano), da cui si evince che attualmente in Italia il mercato dei sistemi d’accumulo si trova in una fase in cui è necessario fare delle scelte: consolidare la propria nicchia di mercato rivolta principalmente ai clienti residenziali, oppure allargare il mercato anche ad aziende e imprese in modo che possano nascere operatori specializzati.

Attualmente a livello globale risultano essere installati 170 GW di capacità, così suddivisi:

SDA 1.png 

Per quanto riguarda nello specifico del nostro Paese, la situazione è positiva; l’Italia infatti risulta tra i primi 10 paesi al mondo potendo contare su 7 GW installati. La tecnologia installata è prevalentemente di tipo meccanico: circa il 95% dei sistemi d’accumulo installati rientrano nella categoria degli impianti di pompaggio idroelettrico. Le tecnologie non meccaniche (elettrochimica, chimica, elettrica, termica) non hanno ancora pienamente sviluppato i presupposti necessari per poter emergere.

Lo squilibrio tra tecnologie non meccaniche e meccaniche si può estendere a livello globale, infatti solamente 6 GW sui 170 GW totali sono installazioni di tipo non meccanico. Tuttavia le soluzioni meccaniche stanno progressivamente diminuendo per ragioni riconducibili agli elevati costi d’investimento e all’elevato impatto ambientaleimpatto ambientale
L'insieme degli effetti (diretti e indiretti, nel breve o nel lungo termine, positivi o negativi, ecc..) che l'avvio di una determinata attività ha sull'ambiente naturale circostante.
.

La nuova tecnologia per l’accumulo energetico che si sta maggiormente distinguendo (come si può notare dall'immagine sottostante, in cui non è stato considerato il pompaggio idroelettrico), è di natura elettrochimica: in Italia nell’ultimo anno ne sono state installate circa 3.000 unità, ma anche a livello globale i dati dimostrano  quanto il ricorso a queste soluzioni sia in crescita. Oltre il 90% degli investimenti mondiali riguardano soluzioni elettrochimiche, particolarmente conformi al concetto di generazione distribuita che si sta progressivamente diffondendo nei Paesi più evoluti.

IMM 5 - Energy Storage.png

 

 

Le batterie di tipo elettrochimico sono di varie tipologie; le batterie al piombo sono le più diffuse in quanto hanno un costo più basso rispetto alle altre, potendo godere di rilevanti economie di scalaeconomie di scala
Relazione tra l'aumento della dimensione dell'unità di produzione di un bene e la riduzione dei costi medi. Questo significa che al crescere delle dimensioni dell'impianto, diminuisce il costo medio del bene prodotto perché le risorse utilizzate come input vengono "sfruttate" in modo più efficiente. Sulla curva che rappresenta il legame tra le grandezze (dimensione impianto -costo medio di produzione) esiste un punto di minimo al di sopra del quale non è più conveniente aumentare ulteriormente la produzione perché altrimenti si va incontro a diseconomie di scala. Le economie di scala vanno valutate in una prospettiva di lungo termine.
; il loro principale competitor è rappresentato dalle
batterie agli ioni di litio ed al sodio-nichel che al momento presentano costi piuttosto elevati; mentre la tipologia più costosa è quella redox al vanadio.

Le previsioni di mercato al 2025 mostrano che il prezzo delle batterie al piombo si ridurrà del 5%, mentre il prezzo di quelle agli ioni di litio diminuirà del 40% aumentandone esponenzialmente la competitività; anche le batterie redox al vanadio ed al sodio nichel registreranno una diminuzione del prezzo rispettivamente del 20% e del 30%.

 

solarcity-tesla-powerwall-house-001.jpg.600x315_q90_crop-smart.jpgNel Rapporto sono stati considerati i due principali impieghi dei sistemi di accumulo: i servizi di rete e le funzioni di riserva di 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)
.

Nel primo caso i sistemi d’accumulo vengono utilizzati al fine di garantire un corretto funzionamento della rete distributiva e 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.
, mentre nel caso delle
riserve d’energia i sistemi d’accumulo vengono utilizzati al servizio di impianti non programmabili.

 

La forma d’impiego come riserva d’energia è la più nota; infatti interessa da vicino il cosiddetto prosumer ovvero l’utenteutente
Soggetto che consuma elettricità o gas.
elettrico che è diventato un produttoreproduttore
Secondo quanto stabilito dal decreto legislativo n. 79/99, il produttore è la persona fisica o giuridica che produce energia elettrica indipendentemente dalla proprietà dell'impianto.
d’energia grazie alla generazione distribuita.
 

 

Nel Rapporto sono stati presi in esame i casi di accoppiamento tra un impianto di produzione di 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.
da fotovoltaico da 3 kWkW
Unità di misura della potenza equivalente a 1.000 Watt.
ed un sistema d’accumulo agli ioni di litio da 2, 4 e 6 kWhkWh
Unità di misura dell'energia elettrica equivalente a 1.000 Wh (wattora), ovvero 1.000 W forniti o richiesti in un'ora.
, ponendo come soglia di redditività un Internal Rate of Return del 4%:

  • Accoppiamento 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.
    con SDA 2 kWh
    : secondo l’attuale struttura dei costi (5.000-5.500 euro per operazione di retrofit, 3.500-4.000 euro per installazione ex novo) la redditività dell’investimento non è accettabile. Per raggiungere una soglia soddisfacente i costi del SDA dovrebbero scendere al di sotto dei 3.000 euro per kWh.
  • Accoppiamento impianto fotovoltaico con SDA 4 kWh: Sia nel caso di operazione di retrofit, sia nel caso di installazione ex novo, la redditività dell’investimento è quasi sempre accettabile.
  • Accoppiamento impianto fotovoltaico con SDA 6 kWh: In questo caso la realizzazione di impianti ex novo mostra che la redditività dell’investimento starebbe al di sopra del 4%, mentre per quanto riguarda gli interventi di retrofit le criticità sono numerose a causa anche dei costi relativi all’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.
    .

 

Si evince che in ambito residenziale i sistemi d’accumulo, impiegati come riserva di energia, sono ancora lontani dal poter essere pienamente sostenibili economicamente, soprattutto per quanto riguarda i casi di retrofit. Per lo sviluppo di questo mercato sono due le strade potenziali, l’una ben diversa dall’altra:

  • Privilegiare gli aspetti legati all’innovazione tecnologica e alla sostenibilità ambientale piuttosto che ai criteri di economicità e profittabilità;
  • Rendere la produzione distribuita e l’efficienza nell’utilizzo dell’energia elettrica i fattori attorno a cui progettare i sistemi in ambito residenziale.

Pur essendo la seconda strada quella più percorribile, in realtà è la prima quella su cui gran parte degli operatori stanno concentrando le proprie politiche di sviluppo.

Il mercato potenziale al 2025 può essere stimato intorno ai 150 milioni di euro, equamente diviso al suo interno tra interventi di retrofit ed installazioni ex novo.

 

Dirottando l’attenzione sui sistemi d’accumulo per i servizi di rete, il quadro offerto dal Rapporto è decisamente diverso rispetto a quello appena descritto. L’analisi è focalizzata sul 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.
di energia, ovvero su quelle operazioni eseguite dal regolatore al fine di garantire la gestione sicura del sistema elettrico.

power_transmission-e1460715731842.jpg

In questo ambito assume rilevanza il Mercato deiServizi di Dispacciamento (MSD), in cui avvengono operazioni d’acquisto e di vendita dell’energia necessaria a controbilanciare gli sbilanciamenti della rete; nel 2015 il costo dei servizi di rete è stato di 1,15 mld di euro, in netta riduzione rispetto ai due anni precedenti, grazie principalmente agli investimenti in infrastrutture da parte di Terna.

Nel mercato del dispacciamento d’energia possono partecipare gli impianti giudicati abilitati, ovvero quelle unità di produzione e consumo conformi ai requisiti fissati nelle regole per il dispacciamento ai fini dell’abilitazione alla fornitura a Terna di risorse per il dispacciamento di energia elettrica.

Le unità abilitate ad oggi sono esclusivamente gli impianti programmabili e di conseguenza si trovano esclusi gli impianti da FER non programmabili ed i sistemi d’accumulo.

In attesa che gli SDA possano accedere a questo mercato, si stima che il potenziale dei sistemi d’accumulo nei servizi di rete al 2025 possa assumere diversi scenari che oscillano fra i 90 ed i 420 milioni di euro.

Potenzialmente è un mercato che quindi può assumere dimensione pari al triplo di quello relativo agli impieghi come riserva d’energia. Se consideriamo inoltre che questo mercato di fatto ancora non esiste, in quanto i sistemi d’accumulo non sono ammessi ad operarvi, ci si rende conto della rilevanza di eventuali decisioni di politica energetica e normativa da assumere in merito.

 

Orizzontenergia

 

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Data: 23/11/2016

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