19
mar

FIVE STEPS TO ENERGY STORAGE

Innovation Insights Brief

Il World Energy Council ha presentato il rapporto Five steps to Energy storage, nuovo capitolo della serie di pubblicazioni WEC dedicate al tema dell’innovazione nel settore energetico, gli Innovation Insights Brief.

Al pari degli altri report della serie,  il brief è pensato per incoraggiare una condivisione strategica delle conoscenze tra i membri del WEC, altri stakeholders energetici e i decisori politici, in un’era di cambiamenti frenetici e dirompenti per il settore energetico.

 

 

Energy Storage: un game changer per il settore energetico

Nel panorama delle tecnologie per la transizione energetica quelle per Energy Storage sono ritenute dai leader dell’energia un game changer per i sistemi elettrici. Lo sviluppo e diffusione di sistemi competitivi per lo stoccaggio energetico è ancora oggi l’anello mancate che faciliterebbe la larga diffusione della generazione intermittente da #FontiRinnovabili con uno scenario di forniture affidabili “24/7” senza emissioni di gas serra.

Inoltre, le tecnologie per lo stoccaggio vengono sempre più prese in considerazione anche per necessità quali la regolazione della variazione di frequenza e la mitigazione delle congestioni di rete indipendenti dalla generazione da fonti rinnovabili non programmabili.

Tuttavia, gli sviluppi e gli avanzamenti più recenti per tali tecnologie si concentrano nel segmento dello stoccaggio di breve termine, principalmente con l’impiego delle batterie a ioni di litio, mentre ai fini di una completa resilienza in un contesto di massiccia penetrazione delle rinnovabili intermittenti i sistemi energetici dovranno prevedere anche l’applicazione di tecnologie per Energy Storage giornalieri, settimanali o stagionali.

Non solo batterie per il New Green Deal

L’indagine, condotta con 37 tra organizzazioni e aziende attive in 17 paesi nel mondo per lo sviluppo di stoccaggi di energia, suggerisce a policymakers e regolatori un approccio di neutralità tecnologica al fine di evitare pregiudizi su specifiche tecnologie ed escluderne alcune tra quelle che saranno fondamentali per i futuri sistemi energetici, a partire da quelli a supporto del New Green Deal.

In particolare, negli ultimi anni le pubblicazioni, i media e gli eventi che affrontano il tema energy storage si sono focalizzati sulle innovazioni avvenute nelle batterie, in particolare agli ioni di litio. Tuttavia, queste ultime potrebbero non essere adatte ad alcune delle esigenze delle reti del futuro a servizio della transizione energetica, come per esempio: la ricarica veloce oppure lo stoccaggio di lungo periodo. Di certo le tecnologie su cui oggi è rivolta gran parte dell’attenzione non saranno sufficienti a soddisfare le molteplici esigenze di flessibilità che richiederanno i sistemi energetici “net-zero carbon emissions”.

La ricerca del WEC oltre a suggerire 5 step concreti per aiutare gli sviluppatori di stoccaggi e i policymaker ad abilitare soluzioni di storage,  fa una rassegna di 10 casi studio riguardanti diverse tecnologie tra cui anche soluzioni per lo stoccaggio stagionale. 

5 steps

1) Preparare il campo da gioco: è importante definire e condividere in che modo lo stoccaggio di energia può essere una risorsa per il sistema rimuovendo ogni pregiudizio su specifiche soluzioni. Bisogna concentrarsi sul come lo stoccaggio di energia può favorire una migliore transizione energetica in termini di efficienza ed efficacia di insieme del sistema

2) Coinvolgere nelle consultazioni tra stakeholders più soggetti possibili per esplorare le differenti esigenze a cui lo storage potrebbe rispondere. In questo processo non bisogna trascurare la valutazione delle alternative allo stoccaggio che potrebbero maggiormente adattarsi ai differenti bisogni identificati.

3) Lavorare su normative e meccanismi regolatori che consentano di catturare tutto il valore degli energy storage. Ciò è particolarmente sfidante in quanto i benefici connessi ai servizi forniti dagli stoccaggi (es. la non istallazione di centrali di peak-shaving o la ridotta necessità di espansione e sviluppo della rete) sono distribuiti tra differenti stakeholders. Un primo tema sollevato dagli stakeholder intervistati dal #WEC riguarda la necessità di consentire agli energy storage di accedere al mercato all’ingrosso dell’energia come per gli altri asset. Inoltre, avendo la caratteristica di poter fornire simultaneamente diversi servizi per soddisfare le esigenze di diversi stakeholder (es. il gestore di rete e l’utility locale) è fondamentale che i progetti di stoccaggio energetico siano ottimizzati per erogare più servizi e che le regole di mercato, i contratti e le tariffe non ostacolino la fornitura di più servizi contemporaneamente. Nel segmento ad esempio degli stoccaggi elettrici “behind-the-meter” ad oggi si assiste ad una progettazione dedicata a singole applicazioni rispetto alle tre che potrebbero erogare le batterie: riduzione del carico di domanda, backup, incremento dell’autoconsumo di energia fotovoltaica. Ciò porta ad un sottoutilizzo delle batterie per oltre la metà della vita utile del sistema di stoccaggio. Nella fase di implementazione operativa dei progetti che mirano a cogliere tutte le opportunità della singola soluzione di storage, un ruolo molto importante può essere rappresentato dal software, più che dall’hardware, che può aiutare all’ottimizzazione delle fasi di carica e ricarica e gestirle in un’ottica di sistema. In ciò, lo sviluppo e l’applicazione delle tecnologie di Intelligenza Artificiale per l’analisi predittiva, tanto della produzione da rinnovabili quanto dei comportamenti dei consumatori, è un elemento strategico.

4) Imparare dagli altri e con gli altri stakeholders che stanno mettendo a punto quadri normativi e regolatori in grado di sviluppare le potenzialità dello stoccaggio energetico. In generale, le politiche di de-carbonizzazione stanno spingendo sempre più Paesi a favorire la diffusione di tecnologie di storage e, come riassunto nella tabella sotto, ci sono già iniziative di successo per politiche abilitanti:5) Avere come riferimento un orizzonte temporale di lungo termine nell’esplorazione delle migliori soluzioni e promuovere iniziative di Ricerca&Sviluppo, soprattutto in merito alle soluzioni di stoccaggio di lunga durata (es. stagionali). Mentre nel secolo scorso tecnologie come i pompaggi idroelettrici e le batterie al piombo hanno visto un ampio sviluppo, nell’ultima decade l’attenzione si è spostata su soluzioni innovative ma largamente focalizzata sulle batterie a litio.

 

 

E’ opinione di tutti gli intervistati per Five Steps to Energy Storage, che da sola nessuna delle tecnologie tra quelle in fase di sviluppo potrà essere la risposta alle strategie di de-carbonizzazione. Tuttavia, al di là di poche eccezioni, gli investimenti oggi sono grandemente indirizzati alle soluzioni basate su batterie. Infatti, circa il 90% dei 9,1 miliardi $ messi a disposizione da Ventur Capitals nel terzo quadrimestre del 2019 sono stati indirizzati a tecnologie che utilizzano batterie al litio. La necessità di soluzioni che abbiano allo stesso tempo la capacità di stoccare energia su un arco temporale mensile o stagionale, e abbiano un ciclo di vita che vada oltre il decennio dovrà guidare gli sforzi in ricerca e innovazione degli energy storage.

Il brief indaga approfonditamente ogni caso-studio e offre una dettagliata analisi di ogni fattore di successo. Offre inoltre una prospettiva sugli sviluppi futuri, basata su diversi elementi di incertezza attuali, e presenta infine le future attività del Consiglio su questi argomenti.

Guardando al futuro

La crescente necessità degli stoccaggi energetici è ben riconosciuta dagli stakeholders a livello internazionale sebbene questo tema sia alcune volte moderato dalla mancata presenza a livello nazionale di generazione distribuita e intermittente all’interno del mix energetico. In ogni caso le soluzioni che si imporranno nei prossimi anni, ad opinione degli stakeholder intervistati dal #WEC, saranno determinate da due fattori specifici:

  • se si deciderà di investire e impegnarsi nello sviluppo di un ventaglio di tecnologie piuttosto che focalizzarsi prevalentemente su tecnologie basate sulle batterie;
  • se gli energy storage saranno inseriti come parte integrante delle politiche di de-carbonizzazione di lungo termine e se saranno stabiliti quadri regolatori abilitanti, incentivi di mercato e supporto a progetti dimostrativi.

Dal momento che gli stoccaggi energetici possono portare benefici lungo tutta la filiera energetica a differenti stakeholders sarà fondamentale mantenere un approccio di sistema nel valutare l’efficacia ed efficienza delle differenti soluzioni ed evitare definizioni limitanti che potrebbero precludere lo sviluppo di tecnologie e soluzioni innovative. A tal fine il confronto e la formazione tra gli stakeholders, è di importanza strategica.

 

Paolo D’Ermo

Segretario Generale WEC Italia

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