Cittadini energetici o prosumer: qual è il futuro degli impianti elettrici?

Martedì 30 luglio 2030, 15:00, 40 gradi Celsius all’ombra. I condizionatori d’aria funzionano a pieno regime per rendere l’interno un po’ più accogliente. Viviamo in una comunità energetica. Abbiamo un campo con pannelli fotovoltaici. Oggi alle 11 la produzione del parco solare ha già superato il nostro consumo di elettricità e dovrebbe farlo fino alle 18:00. Lo ha già fatto per 422 ore solo questo luglio. Risparmiamo sulla bolletta della luce perché non dobbiamo acquistare l’energia che consumiamo: questo luglio pagheremo il 54% in meno. Nelle ore di maggiore produzione di elettricità, guadagniamo anche dalla vendita locale della nostra elettricità.

Si potrebbe così immaginare la realtà di un prosumer – un consumatore che produce anche – che, nel settore elettrico, può essere un ente o una persona fisica o giuridica. Possiamo quindi distinguerli tra i diversi tipi:

Prosumatori residenziali: singole famiglie che producono elettricità nella propria proprietà, in genere con pannelli fotovoltaici.
Prosumatori collettivi: più nuclei familiari raggruppati in una cooperativa o comunità di vicini come quella sopra descritta o altro ente non commerciale con l’obiettivo di produrre energia elettrica principalmente per autoconsumo.
Prosumer commerciali: PMI, edifici per uffici e industrie la cui attività principale non è la produzione di energia elettrica, ma che autoconsumano l’energia elettrica prodotta.
Prosumatori pubblici: scuole, ospedali o altri enti pubblici dotati di strutture per la produzione di energia elettrica per l’autoconsumo.

Non tutti i prosumer generano elettricità per il proprio consumo. Alcuni prosumer sovradimensionano le proprie strutture con l’intenzione di trarre profitto dalla vendita di questa energia.

Un sistema elettrico distribuito

Qualunque sia l’obiettivo di questi prosumer, sono già considerati una possibile realtà in futuro. Nello scenario dell’energia distribuita del piano decennale di sviluppo della rete pubblicato da ENTSO-E, i prosumer giocano un ruolo fondamentale.

ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators for Electricity) è un’associazione di 42 gestori di sistemi di trasmissione di energia elettrica provenienti da 35 paesi europei. Il suo piano decennale, aggiornato ogni due anni, si basa su tre diversi scenari (energia distribuita, ambizione globale e trend nazionale). Ciò che rende interessante questa relazione è che questa entità non segue un programma politico. Per questo motivo, gli scenari rappresentano una serie di possibili situazioni realistiche che servono a verificare le esigenze e i progetti futuri delle infrastrutture elettriche su tutta la rete.

Per la creazione dello scenario dell’energia distribuita, oltre alla decarbonizzazione, il decentramento è stato uno dei trend più importanti. Mentre per decarbonizzazione si intende la drastica riduzione delle emissioni di gas serra, per decentramento si intende la distribuzione della produzione di energia elettrica nello spazio, ovvero la generazione distribuita sul territorio.

Sistema centralizzato vs. decentralizzato

Un sistema centralizzato è un sistema elettrico basato su poche grandi centrali elettriche, ad esempio centrali nucleari da 1 GW, centrali a carbone da 800 MW o centrali a ciclo combinato da 600 MW. In un sistema decentralizzato sono presenti un gran numero di generatori più piccoli, da installazioni molto piccole, come i pannelli fotovoltaici sui tetti, a impianti più grandi fino a 50 MW o 100 MW.

Nei sistemi decentralizzati, gli impianti di generazione non immettono solitamente energia elettrica nelle reti ad alta tensione, ma in media o bassa tensione. Ciò provoca un cambiamento nei flussi. Nei sistemi centralizzati i flussi sono unidirezionali dagli impianti di generazione ai consumatori, dalle reti ad alta tensione alle reti a bassa tensione.

In un sistema decentralizzato i flussi sono bidirezionali perché possono fluire anche verso reti a tensione più alta e poi essere distribuiti. E non solo i flussi elettrici sono bidirezionali, ma anche quelli monetari e quelli informativi.

I flussi monetari possono essere bidirezionali perché un prosumer potrebbe offrire servizi di prenotazione all’operatore di rete. I flussi informativi fanno riferimento alla terza “d” dopo la decarbonizzazione e il decentramento, che segna i grandi trend della transizione energetica: la digitalizzazione. Infrastrutture avanzate basate su tecnologie di comunicazione, informazione e controllo sono essenziali per gestire i flussi bidirezionali e aumentare l’intelligenza di rete.

Normative che facilitano i prosumer

La regolamentazione del settore elettrico ha visto diversi adeguamenti con l’introduzione dei generatori decentrati. In passato esistevano sistemi di feed-in rate per favorire un aumento dei prosumatori, poi è stato introdotto il saldo netto o lo scambio netto dell’energia elettrica (net metering) o la possibilità di vendere l’energia eccedente, anche ai vicini, già in vigore in molti Paesi.

La regolamentazione promuove sempre più l’autoconsumo sia individuale che collettivo e si vedono le prime tendenze incoraggiare approcci di mercato (mercati energetici locali e vendite peer-to-peer o P2P). Con questa tendenza stanno emergendo nuovi modelli di business basati su principi di mercato. In molti paesi esistono già prosumer che offrono servizi di energia, capacità aziendale o standby utilizzando aggregatori, energia come servizio o piattaforme aziendali P2P.

I modelli di business innovativi che rendono praticabile la maggiore partecipazione dei prosumer ai sistemi elettrici sono facilitati dallo sviluppo di nuove tecnologie o da guadagni finanziari. Ma persistono ostacoli come politiche conservatrici, mancanza di informazione e consapevolezza e barriere amministrative.

Si stima che l’83% delle famiglie nell’UE (187 milioni) potrebbero diventare i cosiddetti cittadini energetici, un concetto un po’ più ampio di quello di prosumer perché aggiunge lo stoccaggio di energia alla produzione di elettricità e l’adeguamento della sua domanda.

In Europa, invece, sono 3.461 le centrali con più di 20 MW di capacità installata che utilizzano combustibili fossili come carbone, lignite, uranio o gas naturale. Ma chi produce di più 3.500 impianti o 187 milioni di famiglie? Il futuro degli impianti elettrici sarà per molti.