Quando si parla di autoconsumo diffuso di energia, la figura del “Prosumer” è fondamentale per comprenderne il meccanismo.
Già nel 1980 con Alvin Toffler, nel saggio la Terza Ondata, si parlava di Prosumer. Questa figura deriva dall’unione di “Producer” e “Consumer” di energia elettrica. In parole semplici, si intende quella figura giuridica che produce energia elettrica grazie ad un proprio impianto, utilizza l’energia necessaria al funzionamento del proprio sistema (casa, ricarica di auto, elettrodomestici ecc.) e la restante parte la “vende”, reimmettendola in rete. Il prosumer produce energia da fonti rinnovabili (solare, eolico ecc.), come pannelli fotovoltaici installati sulla propria abitazione.
Essere autosufficienti da un punto di vista energetico porta diversi vantaggi: ci si rende indipendenti da fluttuazioni del prezzo dell’energia, si riduce la spesa energetica della propria abitazione, si guadagna vendendo l’energia in più generata dai propri impianti e si accelera la transizione energetica verso fonti rinnovabili.
Chiaramente, il singolo prosumer non può generare abbastanza energia per tutti e, se ci fossero solo queste figure, ci sarebbe un’offerta di energia sbilanciata rispetto alla domanda. Infatti, si sta cercando di raggiungere un equilibrio attraverso delle comunità formate da diversi attori che producono e consumano energia, che si possono definire, con un termine più ampio, sistemi di autoconsumo diffuso.
Il TIAD (Testo Integrato Autoconsumo Diffuso) definisce 7 tipologie di sistemi:
- Gruppi di autoconsumatori di energia rinnovabile che agiscono collettivamente
- Gruppi di clienti attivi che agiscono collettivamente
- Comunità energetiche rinnovabili (CER)
- Comunità energetiche dei cittadini (CEC)
- Autoconsumatore individuale di energia rinnovabile “a distanza” che utilizza la rete di distribuzione
- Cliente attivo “a distanza” che utilizza la rete di distribuzione
- Autoconsumatore individuale di energia rinnovabile “a distanza” con linea diretta
In Italia, il Decreto del Ministro dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica del 7 dicembre 2023, n. 414 (Decreto CACER), in vigore dal 24 gennaio 2024, prevede contributi e incentivi per tre tipologie di sistemi di autoconsumo diffuso:
- Autoconsumatore a distanza
- Gruppo di autoconsumatori
- Comunità Energetiche Rinnovabili
Al fine di approfondire le tecnologie abilitanti per questi sistemi, è interessante focalizzarsi sulle CER (Comunità energetiche rinnovabili)
Le comunità energetiche necessitano di diversi player attivi…
Una CER è un soggetto giuridico i cui soci o membri possono essere cittadini, PMI, enti territoriali e autorità locali, incluse le amministrazioni comunali, le associazioni con personalità giuridica di diritto privato, gli enti di ricerca e formazione, gli enti religiosi, quelli del terzo settore e di protezione ambientale, che condividono, tramite i loro consumi, l’energia elettrica rinnovabile prodotta da impianti a fonte rinnovabile.
L’obiettivo di queste comunità è fornire benefici economici, sociali e ambientali ai membri della comunità. Prima di entrare nel vivo delle tecnologie che sono abilitanti per il buon funzionamento di una CER, è utile comprenderne la struttura:
Questa figura rappresenta un esempio di comunità energetica applicata.
Come si può vedere una CER è formata da:
- Cabina di trasformazione: non essendo un vero e prorpio asset della CER, i membri della comunità energetica, per generare incentivo, devono essere connessi sotto la stessa cabina primaria di trasformazione
- Prosumer: in questo caso il prosumer è il City Hall che ha installato un impianto fotovoltaico per generare energia elettrica rinnovabile. I prosumer, possono essere le stesse case, scuole e palestre se avessero installati dei pannelli fotovoltaici o altri sistemi di generazione
- Consumer: coloro che utilizzano l’energia elettrica immessa in rete
- Community Energy Management System: figura che regola domanda e offerta di energia, mantenendo il sistema in equilibrio (troppa energia porterebbe a un blackout, poca energia non assicurerebbe il corretto funzionamento di luce, elettrodomestici ecc.)
… e di diverse tecnologie abilitanti
Una volta compreso il modello, nel suo funzionamento, si può passare ad esplorare le tecnologie rilevanti per mantenere il modello attivo.
- Tecnologie User Side: focalizzate alla gestione energetica delle necessità dell’utente
- Tecnologie System Side: focalizzare a integrare l’utente come prosumer o consumer nel sistema elettrico
Tecnologie User side:
Questa tipologia di tecnologia è dedicata direttamente all’utente finale (es. propietario di un edificio, di una casa ecc.). Questo cluster si può dividere a sua volta in due sottocategorie:
- Tecnologie dedicate alla produzione di energia/trasferimento di energia
- Tecnologie dedicate alla raccolta dati e conseguente efficientamento/risparmio di energia
Nel primo caso parliamo a tutte quelle tecnologie che permettono di produrre e gestire energia come, ad esempio, sistemi di generazione di energia, colonnine di ricarica efficiente per auto elettriche da installare nella propria abitazione, tecnologie volte al miglioramento della performance dei sistemi di gestione energetica o tecnologie volte a stoccare energia in modo molto più efficiente.
In questo ambito due startup che reputo interessanti sono: Daze technology e Glass to Power.
Daze Technology è una startup costituita nel 2016 che ha come obiettivo quello di rendere facile la ricarica di veicoli elettrici. Hanno una sede in Italia e una in Spagna.
Hanno sviluppato DazeBox, una Box/colonnina di ricarica adatta sia per ambienti domestici Dazebox Home, sia per ambienti pubblici con Dazebox share. La soluzione comprende Hardware e Software, è flessibile, facile da installare, adatta a luoghi aperti e chiusi e permette di regolare la propria ricarica con diverse modalità attraverso l’app annessa (es. permette di decidere quando far partire la ricarica dell’auto).
Glass To Power, invece, è uno spin off del Politecnico di Milano che ha brevettato una nuova tecnologia in grado di rendere le vetrate di un palazzo veri e propri pannelli fotovoltaici.
Questa tecnologia si chiama LSC (Luminiscent Solar Concentrator). Questi “vetri” contengono dei nanocristalli che riescono a convertire i raggi solari in raggi infrarossi che vengono riflessi all’interno del pannello, arrivando ai bordi in cui si trovano delle celle di silicio che convertono il raggio in elettricità.
Quando parliamo, invece, di tecnologie dedicate alla raccolta dati e conseguente efficientamento energetico, incontriamo due tipologie:
- Tecnologie con hardware composto da “spine” intelligenti e relative app di monitoraggio: queste tecnologie permettono di calcolare quanta energia si consuma per una determinata spina/elettrodomestico e consigliano, successivamente, come ottimizzare i consumi energetici (utilizzare gli elettrodomestici solo in alcune fasce orarie, spegnere alcune luci che sono rimaste accese per tempi troppo lunghi ecc.);
- Tecnologie che vengono installate direttamente sul contatore di casa e che monitorano i consumi generali dell’intera abitazione (queste soluzioni sono più complete in quanto riescono a monitorare il consumo dell’intera abitazione/spazio correlato a quel contatore).
Una startup molto interessante in quest’ambito con un approccio completo è Midori Connect.
Midori ha inventato Ned. La principale innovazione di Ned è la tecnologia di riconoscimento e separazione dei carichi elettrici sviluppata da Midori, un vero e proprio cervello NILM (Not Intrusive Load Monitoring) che distingue le diverse firme elettriche degli elettrodomestici in funzione. Ned riesce a capire e mappare i consumi in modo preciso. L’installazione è molto semplice, tramite una pinza amperometrica si collega al contatore di casa e inizia a mappare i consumi. Questa soluzione vale anche per il mondo aziendale dove i dati sui consumi sono sempre più importanti.
Tecnologie System side
La comunità energetica si deve comunque integrare con il sistema elettrico. Essa potrebbe avere un saldo negativo o positivo in termini di energia elettrica. Quindi, si può trovare in situazioni in cui deve richiedere energia al sistema o può immettere energia al sistema, ricercando il bilanciamento energetico.
Queste situazioni, oltre a dover essere regolate, necessitano di tecnologie che riescono a mappare, monitorare e gestire il carico sul sistema elettrico. Una startup che ha proprio questo obiettivo è Hive Power.
Hive power ha inventato Flexo, una piattaforma in grado di ottimizzare la flessibilità energetica in più contesti, tra cui, le comunità energetiche.
Il prodotto è composto da un motore di intelligenza artificiale che elabora ampie moli di dati provenienti da fonti diverse (es. analisi meteorologiche, analisi degli utenti, prezzi del mercato energetico, fonti proprietarie ecc.). Una volta elaborati i dati, come output, offre previsioni energetiche e consumi efficientati dall’ottimizzazione locale fino all’aggregazione distribuita.
Collegandosi alle sue API è possibile monitorare diverse tipologie di informazioni, sia per l’amministratore del sistema sia per l’utente finale.
Considerando le comunità energetiche, Flexo sta esattamente in mezzo tra Prosumer, Mercato dell’energia, Servizi di Rete e tutto l’insieme di hardware che caratterizza la CER (es. veicoli elettrici collegati ai punti di ricarica, i punti di ricarica, i pannelli fotovoltaici, le batterie di stoccaggio ecc.).
Il punto di vista di Mattia Dallapiccola, ex ricercatore su sistemi energetici presso Eurac Research e fondatore di ALPINVISION
Quando parliamo di comunità energetiche rinnovabili (CER) quali sono secondo te le tecnologie più rilevanti per il loro funzionamento?
Per rispondere a questa domanda dobbiamo innanzitutto dividere la risposta in due gruppi:
- la tecnologia che serve per far funzionare una CER
- le tecnologie che aprono nuove opportunità per le CER ed i propri membri
Per quanto riguarda la prima domanda, per far funzionare una CER sono necessari i dati di consumo e produzione dei membri, un software che ne permetta l’analisi e la distribuzione di tali analisi in modo da guidare l’ottimizzazione della CER.
Per la raccolta dei dati, normalmente la CER si basa sull’acquisizione dei dati da parte del Gestore dei Servizi Energetici (GSE) i quali vengono forniti direttamente dai distributori locali. Questi sono gli unici dati certificati sui quali vengono calcolati gli incentivi. Alcuni player propongono l’installazione di ulteriori meter che integrandosi con i nuovi contatori Chain 2 consentono la lettura in tempo reale dei dati (senza attendere la comunicazione dei dati da parte del GSE). Avere a disposizione i dati in tempo reale permette di avere un “engagement” in tempo reale dei membri della CER (per esempio attraverso l’utilizzo di app dedicate). Dall’altro lato, però, si appesantisce la gestione ed aumentano i costi. Bisogna trovare il giusto trade-off tra costi e benefici.
Per quanto riguarda invece l’analisi dei dati e la distribuzione delle analisi ai membri della Comunità, le principali tecnologie che aiutano il Gestore della CER sono la Data Analysis, il Machine learning e l’Intelligenza Artificiale Generativa che permettono di elaborare, interpretare e visualizzare una grande mole di dati e soprattutto estrapolare le informazioni necessarie per migliorare il funzionamento della CER ed efficientare lo scambio di energia tra i propri membri.
Guardando in un’ottica più prospettica al mondo delle CER, la tecnologia potrebbe aprire diverse nuove opportunità. Una delle più interessanti applicazioni delle moderne tecnologie in questo settore è l’utilizzo della blockchain, per esempio per tokenizzare gli incentivi e distribuirli sotto forma di crediti per acquistare bene o servizi oppure per certificare l’energia prodotta ed immessa in rete da impianti a fonte rinnovabile. Per il momento questa applicazione è sicuramente prematura ma ne vediamo le potenzialità future.
Quali sono i limiti ad oggi presenti sulle tecnologie? Come risponde ALPINVISION?
Come dicevo, il principale limite ad oggi consiste nell’indisponibilità per il Gestore della CER di dati in tempo reale ed il costo, sia economico che in termini di complessità, nel superare questa barriera con l’installazione di meter dedicati. Siamo comunque fiduciosi che questi dati in futuro verranno resi accessibile e pertanto si supererà questo limite. Dopo aver valutato i costi di acquisto, installazione e gestione di svariati meter ed il costo anche in termini di sostenibilità nel produrre centinaia di migliaia di apparecchiature per raccogliere dati comunque già disponibili al GSE, ALPINVISION ha scelto di adottare un approccio alternativo che prevede l’utilizzo di algoritmi ed elaborazioni avanzate per l’ottenimento di dati e risultati il più verosimili possibile per garantire la corretta gestione delle CER. In altre parole, ci siamo messi nei panni del Gestore di una CER con migliaia di membri e stiamo sviluppando la tecnologia che serve a garantire una gestione efficiente mantenendo la sostenibilità economica dei progetti. Crediamo inoltre che l’efficientamento della gestione sia la chiave per lo sviluppo delle CER: gestione efficiente significa meno costi e quindi più risorse da distribuire e da utilizzare per avere un impatto sociale ed ambientale rilevante.
Se dovessimo quantificare i risparmi che apporta una CER al singolo consumatore e i beneifici all’infrastruttura elettrica e alla società, di che misure stiamo parlando? Potresti fare un esempio?
Ogni CER ha le proprie peculiarità, diciamo che per un consumatore di tipo residenziale il beneficio economico tra il 10 ed il 20% dei costi della bolletta per l’energia elettrica. Non sono numeri rivoluzionari ma sicuramente è un buon contributo. Invece per i produttori (coloro che hanno un impianto) normalmente le CER prevedono un meccanismo premiante per cui potrebbero vedere una riduzione dei tempi di ritorno dell’investimento anche di uno o due anni. Non vanno comunque trascurati i benefici ambientali e sociali, non quantificabili direttamente in Euro. Le CER, infatti, spesso si impegnano a promuovere progetti locali ai quali viene destinata una parte degli incentivi come, per esempio, la promozione di attività di aggregazione, rigenerazione urbana, mantenimento del verde, sovvenzione di associazioni o cooperative sociali. Per fare un esempio virtuoso di CER, mi piace citare KönCeRT, una CER in Provincia di Trento nata dall’iniziativa della popolazione locale che ha permesso l’aggregazione di centinaia di membri coinvolgendo sia imprese che istituzioni del territorio e che si propone come un ente non solo nel settore delle CER ma anche come un veicolo di aggregazione sociale e promozione del territorio.
Perchè queste tecnologie sono necessarie?
A parte per la complessità del funzionamento della comunità energetica, ad oggi ci sono alcuni limiti relativi la complessità di gestione operativa di tutto il sistema e l’analisi costi/benefici per decidere se conviene investire per entrare in una comunità energetica.
Questi due bisogni possono essere risolti con le tecnologie sopra riportate. In questo caso, la tecnologia è un vero abilitatore e facilitatore nella creazione della comunità energetica. Più risulterà semplice l’interfaccia con l’utente finale, più il singolo verrà incentivato a farne parte.
Qual è il potenziale delle comunità energetiche
Secondo il GSE, in Italia a fine 2022 erano presenti 46 configurazioni di autoconsumo collettivo e 21 comunità energetiche. Il PNRR ha stanziato 2,2 miliardi di euro per le comunità energetiche. Con l’arrivo del Decreto CACER a inizio 2024, il Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica ha comunicato alla Commissione Europea che le tariffe incentiveranno 210 mila iniziative, coinvolgendo 2 milioni di aderenti, mentre i contribuiti in conto capitale incentiveranno altre 85 mila iniziative.
Si stima che queste iniziative faciliteranno la nascita di 15 mila nuove comunità energetiche.
