Nei prossimi anni il settore elettrico in Europa dovrà affrontare tre sfide fondamentali. Primo, l’introduzione di generazione a bassa intensità carbonica, come ad esempio l’energia eolica e solare, che avrà una produzione variabile e sarà meno flessibile nel reagire a cambiamenti della domanda. Secondo, i profili della domanda subiranno mutamenti, specie con l’introduzione di forme altamente elettrificate di trasporto e di riscaldamento che potrebbero esasperare il fabbisogno di elettricità nei periodi di picco. Terzo, la fornitura di capacità nei periodi di picco sarà messa a dura prova dall’invecchiamento degli impianti per la produzione di energia.

Il demand response - un ampio insieme di azioni che possono venire intraprese dal cliente in risposta a condizioni particolari nel sistema energetico, quali periodi di congestione e di picco o prezzi elevati nel mercato elettrico - si inserisce in questa triplice sfida promuovendo un maggiore equilibrio tra domanda e offerta. In che modo? Riducendo la domanda e rendendola più flessibile per poter accomodare l’inflessibilità delle rinnovabili, in particolar modo introducendo misure che diminuiscono i consumi per la rete durante i periodi di picco.

Alcune tipologie di riduzione di carico esistono da decenni in Europa, e si possono classificare in programmi di interrompibilità istantanea per grossi clienti industriali e appunto nel demand response per piccole industrie, soggetti commerciali e residenziali, ovvero quei clienti che rispondono a segnali di prezzo o di picco entro alcune ore o perfino minuti. Vediamo quindi come funziona il demand response, chi sono i soggetti interessati e quali sono i punti di forza e le criticità.

Come funziona

Le misure di demand response si dividono in programmi di incentivi e programmi sulla base di prezzo.

I programmi che si basano su incentivi includono misure di controllo diretto del carico, programmi di interruzione di carico, capacity markets e servizi ancillari. I consumatori solitamente ricevono pagamenti, riduzioni di bollette o sconti per la loro partecipazione a tali misure, anche a seconda del volume di riduzione di carico. Nei programmi di controllo diretto del carico è prevista la possibilità di spegnere da remoto le apparecchiature o i macchinari dei partecipanti sulla base di un breve preavviso. Nei programmi di interruzione di carico, ai consumatori finali viene chiesto di ridurre i consumi fino ad un valore predefinito. Coloro che non rispondono a tale richiesta incorrono in penalità. Le misure di capacity markets vengono invece offerte a quei consumatori che hanno la possibilità di impegnarsi a fornire pre-specificate riduzioni di carico in corrispondenza di contingenze di sistema. I partecipanti di solito ricevono un avviso il giorno precedente e vengono penalizzati se non rispondono alla richiesta di riduzione. I servizi ancillari permettono ai consumatori di risparmiare grazie a riduzioni delle tariffe. Quando le offerte vengono accettate, i partecipanti vengono pagati l’equivalente del prezzo dello spot market per il loro impegno a rimanere in stand-by.

I programmi sulla base di prezzo si fondano su tariffe dinamiche che variano a seconda del costo reale dell’elettricità. L’obiettivo ultimo di queste misure è di appiattire il più possibile la curva di domanda tramite l’offerta di prezzi più bassi durante i periodi fuori picco e di prezzi più alti durante i periodi di picco. Tra queste misure si annoverano le tariffe biorarie, il critical peak pricing (che viene utilizzato per un numero limitato di giorni o ore all’anno durante situazioni critiche dal punto di vista del sistema) e il real time pricing (in cui i consumatori pagano prezzi che riflettono il costo reale dell’elettricità nel mercato all’ingrosso e sono informati circa i prezzi con un giorno o un’ora di anticipo). 

Chi sono i soggetti interessati

Il settore dedito al demand response è ancora piuttosto circoscritto, sia in termini di volume che di attività economiche da parte dei demand aggregators, cioè le aziende predisposte alla fornitura di servizi di spostamento dei picchi di domanda per utenti commerciali e residenziali. I demand aggregators possono essere imprese esterne, come nel caso delle energy service companies, oppure il retailer stesso (per esempio Edf Energy nel Regno Unito). I demand aggregators sono i primi promotori del demand response a livello politico. Negli ultimi anni hanno costituito associazioni dedite al lobbying per aumentare le opportunità sia a livello nazionale (ad es. tramite la Association for Decentralised Energy) che comunitario (ad es. tramite la Smart Energy Europe - smartEn ). Tra le richieste di queste associazioni c’è quella di un maggiore spazio legislativo per operare, ad esempio all’interno di nuovi capacity markets. Al momento il demand response viene remunerato dagli operatori di rete tramite sistemi di riserva che non escludono, ma di certo non favoriscono, la partecipazione del lato domanda.

Quali sono i punti di forza e le criticità

Tra i principali vantaggi economici, il demand response rappresenta un’alternativa a misure potenzialmente più care di integrazione di tecnologie a bassa intensità carbonica. Può infatti ridurre i picchi di domanda e prevenire i black-out. Inoltre, può migliorare la flessibilità della domanda in funzione della crescente variabilità dell’offerta proveniente dalle fonti rinnovabili. Il demand response rappresenta dunque uno strumento in grado di aumentare il benessere dei consumatori: limita sia i picchi di domanda sia i picchi di prezzo, e di conseguenza esercita un effetto di contenimento sulle bollette. Inoltre, questa soluzione è più efficiente dell’alternativo ricorso a meccanismi obsoleti ed evita i costi indiretti che questi comportano e che si ripercuotono indirettamente in bolletta.

Nonostante il numero crescente di esperienze in anni recenti – soprattutto nell’Europa settentrionale – e la diffusione di tariffe biorarie in Francia, Italia e Spagna, in Europa il demand response è cresciuto lentamente per almeno due ragioni.

Primo, nei mercati elettrici europei, la presenza di picchi di domanda non costituisce uno dei problemi principali, a differenza di ciò che succede negli Stati Uniti, dove la presenza di alti picchi e l’esistenza di profili di domanda resi flessibili dall’utilizzo in massa di condizionatori d’aria aumenta sia il bisogno che il numero dei servizi di demand response.

Secondo, mancano studi che analizzano l’impatto del demand response sul risparmio energetico. Vale a dire che l’incertezza riguardo l’effettiva capacità del demand response di favorire la riduzione netta della domanda e, di conseguenza, le emissioni di anidride carbonica, non incentiva i policy-makers europei ad intraprendere politiche che ne facilitino l’integrazione nei mercati energetici.

Secondo la Commissione Europea, al momento vengono utilizzati 20 GW di demand response in Europa, ma il potenziale raggiunge i 160 GW nel 2030. L’inflessibilità delle rinnovabili e l’elettrificazione della domanda lato trasporto e riscaldamento aumenteranno nei prossimi anni il valore della flessibilità, aumentando quindi le opportunità economiche del demand response.

Jacopo Torriti è Professore Ordinario di Energy Economics and Policy presso l’Università di Reading (UK) e Co-Direttore del Centre for Research into Energy Demand Solutions. È autore del libro ‘Peak Energy Demand and Demand Side Response’ (Routledge).