"La flessibilità del sistema elettrico è la chiave per la sicurezza dell'elettricità" - AIE

I sistemi elettrici di tutto il mondo devono affrontare ostacoli legati alla sicurezza e all'accessibilità economica. Di solito, queste due sfide derivano dall'aumento della domanda di elettricità da parte degli utenti, dall'instabilità delle fonti energetiche e da quote variabili di fonti energetiche rinnovabili (FER). Se non gestiti correttamente, questi fattori possono compromettere la nostra sicurezza elettrica.

Che cos'è la sicurezza elettrica? Un sistema elettrico è sicuro se può rimanere abbastanza stabile da soddisfare la domanda di elettricità dei consumatori a prezzi accessibili. Nel rapporto World Energy Outlook 2022, l'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE) ha proposto una strategia chiave: la flessibilità del sistema elettrico per mantenere la stabilità dell'elettricità e garantire la sicurezza.

Vale la pena notare che questa proposta dell'AIE si basa su tre distinti scenari prospettici:

1. Scenario delle politiche dichiarate (STEPS) - considera solo le politiche attuali e crea un percorso percorribile che le rispecchia.
2. Scenario degli impegni annuali (Annual Pledges Scenario - APS) - crea una traiettoria basata sull'ipotesi che tutti gli obiettivi e gli impegni rispettati in materia di energia e di emissioni siano puntualmente rispettati in toto.
3. Scenario emissioni zero nette (NZE) - definisce una traiettoria pratica ed efficace dal punto di vista dei costi che consente di raggiungere a livello globale le emissioni zero nette entro il 2050.

Perché è necessaria la flessibilità del sistema elettrico?

La flessibilità del sistema elettrico è la capacità di un sistema elettrico di gestire l'imprevedibilità e l'instabilità della domanda e dell'offerta di energia elettrica su più scale temporali utilizzando mezzi economicamente vantaggiosi. Lo sviluppo della flessibilità può essere utilizzato per combattere le seguenti sfide specifiche:

Prezzi dell'energia in aumento

Nella prima metà del 2022, i prezzi all'ingrosso dell'elettricità nell'UE sono stati in media di 200 euro per MWh, triplicando il prezzo medio della prima metà del 2021. Questo aumento si sarebbe ripercosso sui prezzi al dettaglio dell'elettricità nella prima metà del 2022, che erano circa il 30% più alti rispetto ai prezzi della prima metà del 2021.

Questi spostamenti sono legati alla crisi russo-ucraina, all'aumento dei prezzi dei combustibili fossili, ai prezzi della CO2 e alla riduzione della disponibilità di energia nucleare e idroelettrica, con i prezzi dei combustibili fossili che hanno il 70% della responsabilità.

Come si sarebbe potuto evitare tutto ciò? Con l'impiego di energie rinnovabili ad alto valore e, di conseguenza, con la flessibilità del sistema elettrico. Secondo l'AIE, riducendo la domanda del 10% e quella nelle ore di punta di almeno il 5% si sarebbero potuti risparmiare 30 miliardi di euro nella prima metà del 2022.

Inoltre, l'eolico e il solare fotovoltaico hanno fornito congiuntamente il 23% dell'approvvigionamento elettrico dell'UE nella prima metà del 2022. Nelle ore cumulative in cui i due hanno fornito almeno il 40% della produzione di energia, il prezzo all'ingrosso è sceso del 15% rispetto alla media. Pertanto, l'UE avrebbe potuto risparmiare circa 40 miliardi di euro sul costo della fornitura di energia elettrica nella prima metà del 2022 se almeno il 40% della produzione di energia elettrica fosse stata prodotta da fonti rinnovabili.

Aumento della domanda di elettricità

Utilizzando come valori di base i fabbisogni del 2010 e del 2021 nell'UE, rispettivamente 2.574 TWh e 2.608 TWh, i seguenti rappresentano i fabbisogni previsti nell'UE nel 2030 e nel 2050 in base a STEPS e APS:

1. STEPS-2.922 TWh nel 2030 e 3.327 nel 2050.
2. APS-3.271 nel 2030 e 4.384 nel 2050. 

Secondo l'AIE, questi incrementi sono determinati dalla prevista diffusione di pompe di calore residenziali e industriali, oltre che da un'importante adozione di veicoli elettrici (EV), che porteranno il parco macchine dell'UE a circa 39 milioni entro il 2030.

La prevista diffusione dei veicoli elettrici rappresenta certamente una minaccia per la sicurezza elettrica. Tra il 2021 e il 2050, la domanda globale di elettricità aumenterà dell'80% nello scenario STEPS, del 120% nello scenario APS e del 150% nello scenario NZE, con il settore dei trasporti al terzo posto. 

E se invece ci fosse un modo per ottimizzare questo volume di veicoli elettrici previsto per la flessibilità del sistema elettrico? Ricarica intelligente.

Con l'immensa diffusione dei veicoli elettrici in Europa, la ricarica intelligente sta diventando sempre più il primo strumento di flessibilità della domanda (DSF). Consente e aiuta i proprietari di veicoli elettrici a ottimizzare i costi e l'approvvigionamento dalla rete, regolando gli orari di ricarica dei veicoli elettrici per adattarli ad altre attività flessibili e, di conseguenza, ridurre la domanda complessiva. Il V2G, una variante della ricarica intelligente, consente un flusso bidirezionale di elettricità tra i veicoli elettrici e la rete.

Fonti di flessibilità del sistema elettrico

Le esigenze di flessibilità sono fattori che consentono la flessibilità in un sistema energetico. Questi fattori comprendono tecnologie e strategie di gestione favorevoli alla flessibilità, un mercato sano che consenta la monetizzazione della flessibilità per gli operatori energetici e quadri normativi che garantiscano tutto ciò.

Uno dei principali fattori che determinano le esigenze di flessibilità è la quota di energie rinnovabili variabili nel mix energetico totale. Nell'UE, i requisiti di flessibilità aumentano significativamente quando la quota di rinnovabili variabili raggiunge il 50%. Secondo l'AIE, entro il 2030 la quota di rinnovabili variabili salirà al 50%, il che significa che la necessità di flessibilità nell'UE sarà fondamentale verso il 2030. Le fonti di flessibilità del sistema elettrico sono le seguenti:

Centrali termiche: Oggi le centrali termiche forniscono circa due terzi della flessibilità necessaria per garantire la sicurezza elettrica. Tuttavia, secondo l'AIE, man mano che ci avviciniamo al 2050, le proporzioni cambieranno.

Entro il 2050, la quota delle centrali termiche scenderà a circa un terzo nel programma STEPS e a un quarto nel programma APS. 

Reti elettriche: Le reti elettriche contribuiscono alla flessibilità in quanto sono il fulcro decentrato delle interconnessioni tra le varie fonti di flessibilità. In questo modo, possono ridurre la domanda di flessibilità da alcune fonti quando necessario e aumentare la domanda da altre fonti per mantenere l'equilibrio.

Nell'UE, si prevede che entro il 2050 saranno aggiunti circa 7 milioni di km di linee di rete a quelle esistenti. Questo valore rappresenta circa un terzo delle linee di rete globali.

Risposta dal lato della domanda: Il possesso di beni flessibili dal lato della domanda, come i veicoli elettrici, gli elettrodomestici come lavatrici, stufe, condizionatori d'aria, ecc. consente e velocizza il trasferimento del carico da una fonte all'altra. Questo, in sostanza, rende i consumatori partecipanti attivi alla flessibilità del sistema elettrico.

Secondo l'AIE, sia nello STEPS che nell'APS, la risposta alla domanda fornirà circa un quarto della flessibilità del sistema elettrico nel 2050.

Accumulo di energia: Secondo l'AIE, l'accumulo di energia a batteria diventerà la fonte di flessibilità del sistema energetico in più rapida crescita entro il 2050.

Le proiezioni della capacità di accumulo delle batterie sono le seguenti, sia per lo STEPS che per l'APS nell'UE:

• STEPS - meno del 40% nel 2021, poco più del 60% nel 2030 e leggermente meno dell'80% nel 2050.
• APS - circa il 45% nel 2021, il 68% nel 2030 e l'84% nel 2050.

Conclusione

La domanda di energia elettrica è destinata a salire alle stelle da qui al 2050. Purtroppo, l'aumento della domanda comporta un'impennata dei prezzi dell'energia, che può compromettere la sicurezza elettrica.

Un contributo importante è dato dall'adozione di mezzi flessibili come i veicoli elettrici. Sebbene questa possa sembrare una sfida insormontabile, non lo è affatto. Una soluzione efficiente di orchestrazione della flessibilità come FLEXO può ottimizzare il consumo di energia per i veicoli elettrici, le comunità energetiche, le case e le industrie per far risparmiare i consumatori, i gestori di flotte, le case automobilistiche, i DSO e le ESCo, creando così un futuro di sicurezza energetica.

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