Richard Perez (UAlbany): "Così il solare assicurerà la transizione energetica"

La transizione energetica, come tutti sappiamo, passa attraverso l'aumento della produzione da fonti rinnovabili. Sappiamo anche che queste fonti sono intermittenti, non sono programmabili a seconda della domanda, e il tema dello stoccaggio è più che mai attuale, se si pensa ad esempio che un Paese come la Cina, primo investitore al mondo nelle rinnovabili e primo produttore di turbine eoliche e di pannelli fotovoltaici, spreca alte percentuali della propria produzione green. Nel 2018 nello Xinjiang quasi un quarto di tutta l'energia generata dal vento è stata sprecata e nel Gansu, nel 2017, è rimasto inutilizzato un terzo di tutta la produzione rinnovabile. La quasi totalità delle persone tuttavia non conosce termini come implicit storage o curtailment: quest'ultimo termine, molto noto invece agli addetti ai lavori, non indica altro che il mancato utilizzo di capacità rinnovabile per cause che non derivano dall'assenza di vento o sole, ma sono piuttosto di natura tecnica o regolatoria. Di questi temi si occupa il professore della New York State University di Albany Richard Perez, uno dei massimi esperti internazionali nel settore dell'energia solare, recentemente intervenuto ai Tech Talk di Terna, appuntamenti digitali di comunicazione interna in cui il gestore della rete di trasmissione elettrica nazionale ospita, di volta in volta, panelist di alto profilo scientifico e istituzionale sui temi di maggiore interesse per l'azienda.

Accolto da Antonio Geracitano, responsabile Terna per i Rapporti con stakeholder e mondo accademico, Perez ha illustrato due case study condotti sui TSO degli Stati Uniti e della Svizzera, arrivando a dimostrare che conviene puntare sempre di più sul fotovoltaico ché «sta rapidamente diventando una delle tecnologie meno costose per generare elettricità», trasformandolo da energia a intermittenza a elettricità a basso costo e on demand. Come? Attraverso quello che viene appunto chiamato "implicit storage", stoccaggio implicito: ossia un mix di «overbuilding e curtailment, di potenziamento della produzione ma anche di riduzione, se necessario e opportuno, della stessa produzione». Secondo il docente questo modellamento dell'offerta, ottenuto attraverso una riduzione proattiva associata all'eccesso di offerta di energia fotovoltaica, è in realtà fondamentale per ottenere una mitigazione dell'intermittenza e fornire una produzione di energia solare costante e al costo più basso.

In pratica si tratta di aumentare la capacità produttiva per rispondere alla domanda quando la domanda è alta, e ridurre la capacità quando l'energia andrebbe sprecata, oppure stoccata a costi più elevati. La sfida è dunque rendere l'energia rinnovabile, in particolare il fotovoltaico ma anche l'eolico in minore proporzione, un'energia disponibile h24 e 365 giorni l'anno, come avviene con le fonti tradizionali (ma inquinanti e/o climalteranti). Con i suoi studi e analisi Perez cerca anche di capire come abbinare in modo ottimale la generazione solare con quella eolica.

Nel caso di una ricerca condotta per il Dipartimento Usa per l'Energia con il MISO (Midcontinent Independent System Operator, che coinvolge 3 macro regioni del midwest e 10 centri di produzione) «il giusto bilanciamento sarebbe 80% fotovoltaico e 20% eolico, mentre dal punto di vista economico utilizzare le rinnovabili al 95% consentirebbe un risparmio di costi del 17% rispetto al 100%, coprendo flessibilmente il restante 5% con gas naturale». Lo studio dimostra che da qui al 2050 (cioè la deadline fissata dall'Unione europea per la decarbonizzazione) il costo livellato dell'elettricità (LCOE), ossia il ricavo medio per unità di elettricità generata necessario a recuperare i costi di costruzione e gestione di un impianto di generazione durante un presunto ciclo di vita finanziaria e di funzionamento, scenderebbe del 70%.

Il metodo vale anche per il caso svizzero: qui il "cocktail" vincente sarebbe dato dalla miscela di solare e idroelettrico, e da qui al 2050, potenziando il fotovoltaico, il Paese elvetico intende sia compensare l'azzeramento del nucleare che produrre un 30% di energia pulita in più. In nessuno dei due esempi citati il tema della mitigazione dell'intermittenza delle risorse rinnovabili sembra richiedere una rete di trasmissione su larga scala: «La Svizzera può raggiungere il suo obiettivo stand alone», aggiunge Perez nel suo intervento. «Le piccole interconnessioni sono preferibili perché, se è vero che costano di più, è anche vero che i costi più alti sono compensati da benefici in termini di resilienza della rete e risultano più semplici da realizzare».

L'approccio suggerito dal professor Perez può essere insomma descritto come come "top-down", con l'assunto di fondo che la produzione fotovoltaica dal lato dell'offerta, una volta consolidata, può essere integrata senza soluzione di continuità nelle reti elettriche esistenti perché, a livello funzionale, diventa equivalente alla produzione di energia per così dire tradizionale. Un approccio "bottom-up" affronterebbe invece la questione da una prospettiva di risorse disperse, concentrandosi sulle strategie per facilitare i flussi intermittenti di energia rinnovabile sulle reti di distribuzione e basandosi soprattutto su stoccaggio localizzato e gestione della domanda.

Perez propone in sintesi un cambio di prospettiva: se da un lato lo stoccaggio rimane un tema centralissimo nelle strategie dei vari operatori di trasmissione energetica (compresa l'italiana Terna, in prima linea per la digitalizzazione e la resilienza della rete), anche il modellamento dell'offerta, attraverso una riduzione intelligente della produzione, è una chiave di lettura sempre più considerata tra gli esperti del settore.