Il quadro energetico mondiale continua ad attraversare una fase di importanti mutamenti. In questo senso, l’Unione Europea ha da tempo avviato una tran­sizione verso un sistema energetico a basse emissioni di gas attraverso politiche orientate a rendere la società, l’economia, e il sistema energetico più sicuri, sostenibili e competitivi.

In risposta agli stringenti obbiettivi di decarbonizzazione a livello comunitario, è già evidente nel sistema il trend verso una progressiva sostituzione dei grandi impianti di generazione da fonti fossili con numerosi impianti di dimensione più ridotta, prevalentemente a fonti rinnovabili. Nel 2017, parallelamente alla conferma del ruolo centrale ormai raggiunto dalla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, si registravano 786.808 impianti di produzione della stessa alimentati da fonti rinnovabili, ad ampia maggioranza fotovoltaici (98,3%) e in aumento di 44.468 unità rispetto al 2016.

Il recente sviluppo della generazione rinnovabile non programmabile, eolica e fotovoltaica, ha introdotto tuttavia alcune criticità di funzionamento del sistema elettrico. Infatti, l’incremento dell’immissione da fonte rinnovabile riduce l’apporto della produzione da impianti convenzionali; tuttavia, essendo le unità programmabili le uniche ad approvvigionare il sistema delle risorse di regolazione, la riduzione del contributo da impianti atti al dispacciamento si traduce in una minore potenza convenzionale disponibile per la regolazione. Inoltre, la produzione rinnovabile non programmabile è, per sua definizione, molto volatile e quindi, per assicurare l’equilibrio in ogni istante fra generazione e carico, occorre disporre di sufficiente margine di potenza che deve essere reperita presso gli impianti convenzionali con significativi oneri di approvvigionamento e maggiore complessità.

Crescita del numero di impianti di produzione di energia elettrica alimentati da fonti rinnovabili in Italia tra il 2000 e il 2017 (numero di impianti)

Fonte: elaborazione The European House – Ambrosetti su dati Terna, 2019.

(*) Compounded Average Growth Rate, ovvero Tasso Annuo di Crescita Composto

Per questo motivo, è crescente la necessità di un allargamento della platea dei fornitori dei servizi ausiliari. In particolare, il sistema necessita di una incrementata necessità di “servizi flessibili” per il suo mantenimento in sicurezza: si tratta dei servizi di riserva erogabili da impianti caratterizzati da elevata flessibilità di funzionamento. L’impiego di tali risorse flessibili supporta la capacità del sistema elettrico di rispondere agli squilibri tra immissione e prelievo in ogni istante di tempo.

Alla fornitura dei servizi flessibili possono quindi partecipare diverse risorse presenti sulla rete finora escluse, quali la generazione rinnovabile non programmabile (rilevante e non), la generazione distribuita, i sistemi di accumulo e le unità di carico.

Infine, nel momento in cui si diminuisce la dimensione dei soggetti che possono offrire flessibilità, nasce l’esigenza di aggregare tali risorse.

Proprio in questa direzione, il DCO 298/2016 avviava la “Prima fase della riforma del mercato per il servizio di dispacciamento: apertura alla domanda, alle fonti rinnovabili non programmabili e alla generazione distribuita”. Il DCO proponeva di consentire l’abilitazione alla partecipazione al Mercato per il Servizio di Dispacciamento anche a insiemi di unità non rilevanti di produzione (incluse unità alimentate da fonti rinnovabili non programmabili) o consumo che rispettano opportuni criteri di localizzazione geografica, andando a costituire delle Unità Virtuali Abilitate (UVA). Tra le diverse tipologie di Unità Virtuali Abilitate, le Unità Virtuali Abilitate Miste sono caratterizzate dalla presenza sia di unità di produzione non rilevanti (siano esse programmabili o non programmabili), inclusi i sistemi di accumulo, sia di unità di consumo.

Il punto di partenza di un’analisi dei benefici delle UVAM (e più in generale delle UVA) deve muovere dalla riflessione sul valore effettivo fornito dall’aggregazione di risorse ai sistemi elettrici. A livello generale, l’aggregazione può certamente creare un valore economico sfruttando le economie di scala, di scopo e gestendo l’incertezza sul mercato. La partecipazione al mercato elettrico porta con sé alcuni costi inevitabili: non sembra esserci dubbio in letteratura che l’aggregazione di risorse, sfruttando le economie sopra citate possa ridurre i costi fissi, variabili e, nell’ipotesi in cui esistano tecnologie comuni, di transazione e di acquisizione. Inoltre, posto che le differenti unità aggregative presentino preferenze e capacità di rischio diverse, l’aggregazione è in grado di ridurre l’incertezza, intermediando tra il singolo consumatore/produttore/prosumer e il mercato, mitigando la volatilità di quest’ultimo. Un ulteriore possibile vantaggio deriverebbe dal ruolo esercitato dalla concorrenza al dettaglio nei mercati elettrici. La competizione dovrebbe, infatti, esercitare sugli aggregatori una pressione a fornire prezzi competitivi, prodotti personalizzati e altre innovazioni, incentivando i consumatori a divenire sempre più prosumer.

In generale, infatti, l’aggregazione permette l’apertura del mercato a nuove risorse con un duplice effetto a livello di sistema: maggiore sicurezza e minori costi.

Proprio in questo senso, scendendo più nel particolare, i benefici dell’aggregazione e dei servizi offerti dalle UVA, e nello specifico dalle UVAM, sono più evidenti lungo le seguenti 3 dimensioni, che corrispondono ai fattori abilitanti per far fronte ai trend del mercato elettrico odierno:

  • Risorse distribuite
  • Accumulo di energia
  • Autoconsumo

Dovendo gestire, infatti, la progressiva riduzione della domanda soddisfatta da impianti tradizionali a vantaggio di quelli alimentati da energie rinnovabili, l’integrazione e l’aggregazione di risorse distribuite e rinnovabili rappresentano elementi fondamentali per gestire le caratteristiche della transizione energetica e fornire servizi adeguati per la gestione in sicurezza del sistema.

Ancora una volta, in termini di sicurezza, adeguatezza e rapidità di risposta della rete, sempre più nuovi sistemi di storage energetico diventano necessari: le UVAM permetterebbero infatti di dar vita a nuove capacità di accumulo, massimizzando l’utilizzo delle fonti rinnovabili e permettendo il rispetto dei parametri di qualità del servizio. Inoltre, la gestione efficiente della decarbonizzazione passa anche attraverso il ricorso allo stoccaggio idroelettrico accompagnato da accumuli elettrochimici; in sinergia con i sistemi di generazione flessibili, questi nuovi sistemi potrebbero essere fondamentali per far fronte all’aumento delle fonti rinnovabili al 2030 e arginare diversi fenomeni conseguenti come l’aumento della rampa serale di carico, la riduzione dei margini di riserva alla punta, l’aumento delle congestioni sulla rete elettrica e la sempre maggiore esigenza di risorse rapide di regolazione.

La crescita dell’autoconsumo come uno dei fattori abilitanti per la transizione energetica pone la necessità per il regolatore di favorire esclusivamente la formazione e lo sviluppo di forme di autoconsumo efficienti. Ad oggi esistono Sistemi di Distribuzione Chiusi (ad esempio con rete elettriche private) e Sistemi Semplici di Produzione e Consumo (ad esempio con la presenza di 1 produttore e 1 cliente finale in un rapporto 1:1). Forme aggregative come le UVAM, favorirebbero la formazione di comunità di soggetti (cittadini, enti locali, PMI, ecc.) aggregati per produzione, accumulo e consumo di energia e, inoltre, un’estensione di uno schema di rete semplice 1:1 a uno più complesso di 1:n.

La possibilità di apertura italiana del Mercato per il Servizio di Dispacciamento a nuove risorse e a pratiche di demand response ha fatto seguito alla loro crescente diffusione a livello europeo e americano. Di particolare attenzione nel contesto europeo sono i mercati tedesco, primo per dimensione ed inglese, come riferimento all’avanguardia per l’abilitazione di nuovi operatori di mercato e per la strutturazione di rapporti di vendita e acquisto a lungo termine. Tra gli altri paesi europei che attualmente forniscono un quadro favorevole per lo sviluppo della demand response vi sono Svizzera, Francia, Belgio, Finlandia e Irlanda. Di notevole interesse è anche il progetto PJM negli Stati Uniti, che opera come aggregatore a livello regionale, coordinando il movimento di vendita all’ingrosso di elettricità.

In un sistema energetico ed elettrico contraddistinto da una forte crescita delle fonti di energia rinnovabili e sempre più decentralizzato, con un’elevata presenza di piccole unità di produzione e con un ruolo sempre più attivo ricoperto dai prosumer nella fornitura di flessibilità al sistema, l’aggregazione delle risorse energetiche diviene sempre più una necessità per adeguarsi ai cambiamenti in atto, gestire il sistema elettrico in sicurezza e ridurre i costi associati all’attività sul mercato del regolatore e degli operatori stessi. In questa direzione, il progetto pilota per lo sviluppo delle UVAM potrebbe giocare un ruolo molto importante nel mercato elettrico italiano.