Le centrali elettriche ibride non sono la soluzione miracolosa contro la congestione della rete

Una nuova ricerca mostra che le centrali elettriche ibride che combinano il solare o l’eolico con lo stoccaggio dell’energia riducono la congestione solo in aree con grandi quantità di risorse energetiche rinnovabili variabili in circostanze specifiche, a seconda della configurazione, del funzionamento e della tecnologia dell’impianto.

La ricerca, condotta dal Lawrence Berkeley National Laboratory, ha scoperto che l’impatto che una centrale elettrica ibrida ha sulla congestione dipende non solo dalla sua posizione precisa, ma anche da come il funzionamento della centrale è vincolato dai limiti sul ciclo delle batterie.

Si è inoltre scoperto che la capacità di caricare la batteria dalla rete (non solo dai generatori solari o eolici in loco) è un fattore importante nel determinare la capacità di un impianto ibrido di ridurre la congestione della rete.

Lo sviluppo di nuovi impianti eolici e solari ha superato lo sviluppo di nuove trasmissioni, afferma il rapporto. La trasmissione è importante perché consente ai centri di carico di accedere all’elettricità generata da risorse a basso costo in altre aree. La congestione si verifica quando vengono raggiunti i limiti di trasmissione e può impedire il pieno utilizzo delle risorse eoliche e solari a basso costo, limitandone il valore di mercato.

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Lo stoccaggio dell’energia, che spesso può essere realizzato più rapidamente rispetto alla nuova trasmissione, può aiutare ad alleviare la congestione della trasmissione spostando sia la generazione che il carico nel tempo. Nelle località con un’elevata concentrazione di centrali eoliche o solari (aree variabili ricche di energia rinnovabile o aree ricche di VRE), sta crescendo lo sviluppo di centrali ibride solare+batteria ed eolico+batteria, in parte motivato dal desiderio di evitare la vendita di energia durante gli orari congestionati e a basso prezzo.

Il rapporto afferma che nelle aree ricche di energia solare ed eolica, i nuovi ibridi che si ricaricano dalla rete e possono far funzionare frequentemente la batteria in genere riducono la congestione, sebbene l’effetto sia piccolo.

La ricerca ha rilevato che i nuovi ibridi in altre configurazioni (ad esempio, con un requisito di ciclismo più conservativo che prevede la ricarica solo dal generatore rinnovabile accoppiato) aumentano la congestione. Tuttavia, queste risorse comportano una minore congestione rispetto alla costruzione di un impianto solare o eolico autonomo. Quest’ultimo punto indica, ha detto il ricercatore, che l’aggiunta di batterie a un impianto eolico o solare esistente “ridurrà quasi sempre la congestione”.

Lo studio si è concentrato su 23 località del sistema energetico statunitense che oggi presentano una significativa congestione e che dispongono già di un impianto solare o eolico autonomo. Le località sono state selezionate in modo da offrire esempi di condizioni che possono emergere ampiamente nei sistemi con un'elevata penetrazione VRE.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Advances in Applied Energy. La ricerca afferma che cicli più frequenti e batterie a basso costo possono aiutare a ridurre gli impatti legati alla congestione degli impianti ibridi. Evidenzia inoltre la necessità di sviluppare compromessi costi-benefici più sofisticati tra i costi di degrado della batteria di vari tipi di ciclismo e l’opportunità di arbitraggio associata.

Inoltre, la ricerca suggerisce un possibile collegamento tra le politiche di garanzia delle batterie e la congestione della rete. Ha suggerito che le modifiche alle garanzie di produzione potrebbero contribuire a ridurre modestamente la congestione.

Lo studio afferma che i benefici della tariffazione della rete degli impianti ibridi per ridurre la congestione sottolineano l’importanza delle scelte di progettazione degli impianti che forniscono questa capacità e anche il ruolo della flessibilità nei programmi di incentivi. L’Inflation Reduction Act, ad esempio, prevede incentivi per gli ibridi che si caricano dalla rete, facilitando questi ibridi a ridurre più facilmente la congestione. Al contrario, i precedenti programmi di incentivi si concentravano sugli ibridi con accumulo che si caricavano solo dal generatore solare o eolico collegato.

Lo studio considera anche come l’espansione della trasmissione potrebbe influenzare finanziariamente i progetti nelle regioni congestionate. In questo caso, ha scoperto che nelle aree ricche di VRE gli impianti eolici vedono opportunità di guadagno altrettanto grandi dall’espansione della trasmissione locale e dall’ibridazione con l’aggiunta di batterie di stoccaggio. Anche gli impianti solari beneficiano dell’espansione della trasmissione, ma il valore è piccolo rispetto sia agli impianti eolici che all’aggiunta di stoccaggio.