Incentivi per le CER e cogenerazione: se si combinano, che succede?

Lo studio che ha visto impegnati Alessandro Corsini, Isabella Pizzuti e Giovanni Delibra e Erfan Tajalli-Ardekani, nasce in vista del recepimento definitivo della direttiva europea RED II e dello sviluppo della normativa nazionale definitiva sulle Comunità energetiche rinnovabili (CER), con l’obiettivo di esplorare come queste possano ingrandirsi includendo oltre agli impianti di produzione di elettricità anche quelli del calore.

Nella fase di sperimentazione della normativa, il vincolo di 200 kW sulla potenza massima di ogni singolo impianto e di connessione dei membri alla stessa cabina secondaria di trasformazione ha limitato il confine fisico della comunità e la tipologia di impianti. La maggior parte delle CER costituite in questa prima fase sono basate sulla produzione da fotovoltaico e includono un unico vettore energetico che è quello elettrico.

pv magazine Italia ha intervistato il Prof. Alessandro Corsini della Sapienza Università di Roma.

Quale il primo feedback dello studio?
I primi risultati indicano che l’integrazione di cogeneratori di piccola taglia, nell’ordine dei 100 kW, alimentati a biomassa legnosa può essere economicamente vantaggiosa in una Comunità Energetica Rinnovabile dove vi è almeno un prosumer con consumi termici maggiori di quelli elettrici. In questo caso il cogeneratore opera inseguendo il carico termico ad alta efficienza e può condividere l’eccesso di elettricità con i membri della CER contribuendo alla generazione di incentivi sia sull’energia condivisa che sulla cogenerazione ad alta efficienza. A livello ambientale, l’operazione ottimale del cogeneratore e la condivisione dell’energia prodotta permettono di risparmiare CO2 e generare emissioni neutre a causa della combustione del syngas. In sintesi, lo studio dimostra che l’uso combinato di incentivi per CER e per la cogenerazione ad alta efficienza è promettente sia dal punto di vista finanziario che ambientale, soprattutto in contesti con disponibilità di biomassa legnosa

Ci saranno ulteriori sviluppi?
Ecco alcune aree potenzialmente rilevanti per i prossimi sviluppi:
– Integrazione con sistemi di accumulo termico ed elettrico per migliorare la flessibilità e l’efficienza delle CER. I sistemi di accumulo termico stagionale, ad esempio, possono immagazzinare il calore prodotto in eccesso durante i periodi estivi per utilizzarlo in quelli invernali. Gli accumuli elettrici, come le batterie, possono gestire le fluttuazioni nella produzione e nel consumo di elettricità.
– Sistemi di flessibilità della domanda e carichi intelligenti. L’implementazione di carichi intelligenti capaci di adattare il loro consumo in funzione della disponibilità di energia rinnovabile attraverso sistemi di domotica può ottimizzare l’utilizzo di energia rinnovabili, massimizzando i risparmi in bolletta dei prosumer e gli incentivi sull’energia condivisa spettanti alla CER. I sistemi di gestione della domanda consentirebbero dunque di sincronizzare il consumo con la produzione di energia, migliorando le prestazioni economiche e la gestione delle risorse energetiche.
. Espansione e Scalabilità. Anche alla luce del Decreto FER 2 le CER potrebbero evolvere per includere impianti più grandi e diversificati come parchi fotovoltaici di maggiore dimensione (ordine del MW) o impianti eolici. La normativa promuove anche la diversificazione delle tecnologie rinnovabili. Le CER potrebbero quindi integrare anche sistemi di cogenerazione, biomassa, e idroelettrico.
– Nuovi Partecipanti nel Settore Industriale e nelle PMI. Attualmente le configurazioni di CER più diffuse sono quelle che prevedono per la condivisione di energia rinnovabile tra consumatori di tipo residenziale o commerciale. Ma le CER potrebbero giocare un ruolo cruciale anche nei distretti industriali e agricoli. Nel settore industriale, le CER possono ospitare impianti di cogenerazione, biomassa, o soluzioni avanzate di accumulo energetico, che supportano le esigenze energetiche di grandi consumatori e migliorano l’efficienza complessiva della comunità. Le PMI, da parte loro, possono sfruttare queste opportunità per ridurre i loro costi operativi e per partecipare a modelli di business più sostenibili e innovativi.

Come si potrebbero concretizzare i risultai del vostro studio attraverso soluzioni sul mercato?
La metodologia di studio sviluppata può supportare la creazione di modelli e l’individuazione di best practices che guidano l’implementazione delle REC. Lo studio ha comportato lo sviluppo di uno strumento di calcolo open-source (una cassetta degli attrezzi) per la simulazione dinamica dei sistemi energetici che impiegano almeno una fonte rinnovabile di energia, con una risoluzione temporale fino a 15 minuti. Questo strumento è ideato per supportare la progettazione di nuovi sistemi di generazione distribuita, ottimizzare sistemi già esistenti, effettuare analisi parametriche e valutazioni comparative, testare strategie di gestione e logiche di controllo. Le sue principali funzioni possono essere distinte in funzioni di calcolo delle prestazioni energetiche, economiche e ambientali, funzioni di stima della domanda di energia e funzioni di ottimizzazione per la ricerca delle migliori configurazioni. Le tecnologie di generazione previste includono: solare fotovoltaico, turbine eoliche, mini/micro-idroelettrico, motori a combustione interna, microturbine per cogenerazione, sistemi di conversione del moto ondoso. I principali vantaggi rispetto ai tool già esistenti sono costituiti dalla capacità di simulare i meccanismi di incentivazione delle comunità energetiche la cui applicazione è fondamentale per calcolare le prestazioni economiche delle configurazioni analizzate. Tale strumento di calcolo potrebbe evolversi verso modelli più sofisticati, integrando software avanzati per la gestione della comunità il monitoraggio e l’ottimizzazione delle risorse energetiche condivise.

Come potrebbe cambiare il settore del fotovoltaico alla luce di quanto emerso dalla ricerca?
L’opportunità offerta dai sistemi di autoconsumo e dalle comunità energetiche è quella di rilanciare il fotovoltaico come tecnologia predominante nelle realtà locali sul territorio. Le installazioni fotovoltaiche possono essere integrate in contesti locali, come edifici residenziali, aziende e infrastrutture pubbliche, creando una rete di produzione e consumo di energia solare che risponde direttamente alle esigenze delle comunità locali. Lavorare insieme a livello locale per sviluppare e gestire impianti fotovoltaici stimola la collaborazione tra cittadini, imprese e amministrazioni locali. Questo può portare a innovazioni nei modelli di business e a nuove soluzioni per la gestione e la distribuzione dell’energia. I cittadini possono diventare attori diretti della transizione energetica partecipando alle comunità energetiche e ai progetti di autoconsumo. Inoltre, gli impianti fotovoltaici distribuiti nelle comunità possono contribuire ad aumentare la resilienza energetica locale, riducendo la dipendenza dalle reti elettriche centralizzate e migliorando la capacità di affrontare interruzioni e emergenze energetiche. In sintesi, il settore del fotovoltaico, alla luce delle scoperte della ricerca, ha l’opportunità di radicarsi profondamente nelle realtà locali e di coinvolgere direttamente i cittadini nella transizione energetica.

I ricercatori:

Alessandro Corsini. Ordinario di Macchine a Fluido, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della Sapienza Università di Roma. Fondatore del gruppo di ricerca per l’innovazione delle macchine e dei sistemi energetici intelligenti, studia i sistemi ingegneristici complessi attraverso l’Intelligenza artificiale. Autore di oltre 190 lavori, di cui in campo internazionale 89 articoli e 10 brevetti.

Giovanni Delibra. Associato di Sistemi per l’Energia e l’Ambiente, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della Sapienza Università di Roma. Esperto di modellazione di sistemi energetici intelligenti e tecnologie per la transizione energetica. Oggi, ha la Responsabilità Tecnica del Progetto sullo studio di Comunità Energetiche Rinnovabili in corso tra Sapienza e Regione Lazio. È autore di oltre 60 lavori in campo internazionale.

Isabella Pizzuti. Attualmente lavora come assegnista di ricerca presso l’Università La Sapienza di Roma nel gruppo del Prof. Alessandro Corsini. La sua attività di ricerca si focalizza sull’analisi e la modellazione di sistemi energetici con elevata penetrazione di fonti rinnovabili. Durante il suo dottorato, ha sviluppato uno strumento open-source in Python per la simulazione delle comunità energetiche rinnovabili, secondo la definizione RED II.

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