Rinnovabili e reti elettriche, la sfida dell’integrazione è appena cominciata

Come integrare l’energia rinnovabili pulite nelle reti elettriche è uno degli argomenti più discussi nei rapporti internazionali sull’evoluzione del mix energetico.

Il nuovo studio del World Energy Council (WEC), allegato in basso, non fa eccezione, proponendo una serie di raccomandazioni e misure per incorporare le fonti pulite intermittenti (VRES, variable renewable enrgy sources) nei sistemi elettrici di diversi paesi.

Il punto di partenza è la crescita costante delle rinnovabili negli ultimi anni, arrivate a coprire circa il 30% della potenza cumulativa installata nel mondo, idroelettrico compreso; la produzione di energia elettrica si attesta intorno al 23% del totale, con un contributo però ancora modesto di eolico e fotovoltaico (4% circa considerando entrambe le tecnologie).

Nel 2015 gli investimenti globali nelle rinnovabili hanno toccato 286 miliardi di dollari per complessivi 154 GW di nuova potenza, di cui il 76% in impianti eolici e solari.

Il mercato si sta spostando sempre di più verso i paesi emergenti, guidati dalla Cina, grazie alle condizioni ambientali particolarmente favorevoli in determinate regioni, ad esempio l’altissimo irraggiamento solare nelle aree desertiche o semi-desertiche in America Latina e Medio Oriente (vedi QualEnergia.it sui risultati record delle ultime aste per il fotovoltaico).

Allora quali soluzioni ci sono per favorire l’integrazione delle rinnovabili nelle reti?

Vediamone qualcuna, iniziando dalle tecnologie, e ricordando che la ricetta del successo, in questo caso, è costruire gli impianti nelle zone geografiche che consentono di ottenere elevati fattori di capacità ai minori costi di connessione. Quindi:

• Maggiore accuratezza dei sistemi di previsione meteorologica e della conseguente produzione delle fonti rinnovabili, riducendo così la capacità di riserva necessaria nelle fonti convenzionali.

• Incrementare la flessibilità di generazione con impianti (pensiamo soprattutto ai cicli combinati a gas) in grado di accendersi e spegnersi più volte con rapidità. Tale scelta, però, è solitamente più costosa di altre soluzioni.

• Espandere le linee di trasmissione/distribuzione eliminando colli di bottiglia e rendendo quindi possibili nuovi scambi “dinamici” di energia.

• Pianificare lo sviluppo delle reti pensando all’aumento esponenziale che avrà la generazione distribuita dei piccoli impianti (vedi anche QualEnergia.it).

• Puntare sui sistemi di energy storage come batterie di accumulo elettrochimico e pompaggi idroelettrici. Tali sistemi possono contribuire al bilanciamento di domanda e offerta, fornendo elettricità istantaneamente quando serve.

Altrettanto importante, osserva il World Energy Council, è ridisegnare le regole dei mercati elettrici.

• Definire un mercato della capacità per assicurare un’adeguata remunerazione agli impianti che possono fornire energia di riserva. Il tema è assai controverso perché un mercato del genere rischia di premiare ovviamente le centrali convenzionali alimentate a combustibili fossili.

• Servizi di regolazione rapida di frequenza EFR, Enhanced Frequancy Response: un esempio arriva dalla Gran Bretagna (vedi QualEnergia.it) che ha lanciato il primo bando per questi servizi, dominato da progetti di accumulo elettrochimico.

• Aggregare diversi impianti rinnovabili, anche in regioni molto distanti tra loro, attraverso linee di trasmissione e controllo remoto dei dati (fattori di carico, generazione elettrica in tempo reale, eccetera). L’obiettivo è ridurre la variabilità produttiva dei singoli impianti e, quindi, gli errori di previsione con relativi costi di bilanciamento.

• Consentire alle rinnovabili di partecipare ai servizi ancillari, tra cui non solo la regolazione rapida di frequenza, ma anche la “riserva rapida” di energia e la capacità black-start, cioè la ripartenza della rete dopo un blackout.

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