Energia solare direttamente dal vicino

Nel dicembre 2018 è stato dato il segnale di partenza per un esperimento di energia solare unico in Svizzera: nel quartiere Schwemmiweg a Walenstadt, 37 famiglie si sono unite per formare un mercato locale dell'elettricità. I proprietari di impianti fotovoltaici possono vendere la loro elettricità autogenerata ai loro vicini senza passare per il fornitore di energia. Le famiglie che non hanno impianti solari possono comprare elettricità pulita nelle vicinanze. Il prezzo è determinato dai partecipanti stessi, attraverso la domanda e l'offerta.

Se l'elettricità è generata e distribuita all'interno del quartiere, si deve acquistare meno dall'esterno. E il commercio di elettricità tra le famiglie offre ulteriori vantaggi: "Per esempio, i produttori possono ottenere prezzi nettamente superiori alla tariffa di immissione in rete e quindi ammortizzare più rapidamente i loro impianti", dice Sandro Schopfer del Bits to Energy Lab dell'ETH. Egli dirige il progetto "Quartierstrom", che coinvolge l'Università di San Gallo e altri partner, nonché il fornitore locale di energia, la Walenstadt Water and Electricity Works, che sta mettendo la sua rete di distribuzione a disposizione del commercio locale durante il test pilota. L'Ufficio federale dell'energia sostiene "Quartierstrom" come parte di un programma pilota, dimostrativo e faro.

Incentivo per i produttori privati

Il progetto sta testando come potrebbe essere il mercato dell'elettricità del futuro. Questo perché la transizione energetica comporta una crescente decentralizzazione della produzione di energia elettrica - lontano dalle centrali elettriche centralizzate su larga scala e verso molti piccoli produttori, spesso privati. "Oggi, questi non hanno quasi nessuna possibilità di commercializzare liberamente la loro elettricità", dice Schopfer. Di regola, devono vendere le eccedenze al fornitore di energia alla tariffa di alimentazione, e l'elettricità va nella rete pubblica. Il paradosso: da un punto di vista fisico, questa elettricità finisce già al vicino, perché gli elettroni cercano sempre il percorso più breve. "Ma il mercato non riflette questo", dice Schopfer. Coinvolgere i produttori privati nel commercio potrebbe fornire incentivi finanziari e promuovere la vendita di energia pulita generata localmente.

Il progetto dell'elettricità di quartiere ha lo scopo di mostrare se questo è effettivamente il caso. Dei partecipanti, 28 hanno il loro sistema di energia solare, nove sono puri consumatori, tra cui una casa di riposo. I sistemi forniscono circa 300.000 kWh di elettricità all'anno; la domanda effettiva della comunità è di circa 250.000 kWh. Diverse unità di stoccaggio delle batterie servono come buffer. I contatori intelligenti appositamente installati - una variante del computer Raspberry Pi a basso costo - misurano continuamente la produzione e il consumo delle singole famiglie. Un software appositamente sviluppato, installato sui dispositivi, gestisce il trading direttamente sul posto. Questo si basa sulla tecnologia blockchain, che viene utilizzata per transazioni a prova di falsificazione all'interno delle reti.

Lucrativo per entrambe le parti

In un'app, i partecipanti fissano dei limiti di prezzo: i produttori fissano il loro prezzo di offerta, i consumatori fissano il loro prezzo di acquisto. Ogni 15 minuti, un algoritmo determina chi può comprare da chi. Accoppia il fornitore più economico con l'offerente più alto. Quelli che non riescono a trovare un partner commerciale comprano l'elettricità dal fornitore di energia alla tariffa locale.

I prezzi del mercato dell'elettricità di quartiere fluttuano con l'offerta e la domanda. L'esperienza finora mostra che si stabiliscono tra la tariffa di alimentazione di 4 centesimi e il prezzo dell'elettricità del fornitore di energia di 20,75 centesimi per kWh. "Questo è lucrativo, sia per i produttori che per i consumatori", dice la dottoranda dell'ETH Liliane Ableitner, che sta studiando il comportamento e l'accettazione degli utenti nel progetto. È molto soddisfatta della partecipazione degli utenti al trading. "Molti accedono all'app più spesso del previsto".

Anche se i risultati dettagliati non saranno disponibili fino a quando il progetto sarà completato nel gennaio 2020, è già evidente che il commercio sta aumentando l'autoconsumo all'interno della comunità. Per esempio, nelle prime due settimane di febbraio 2019, più dell'80% dell'elettricità solare prodotta è stata consumata dal quartiere stesso. In confronto, senza interconnessione, una singola famiglia può usare da sola solo circa il 30 per cento dell'elettricità generata.

Fornitori di energia come assicuratori

Ma nonostante il maggior grado di autosufficienza, il quartiere è ancora dipendente dal fornitore locale di energia. L'utility non solo prende l'elettricità in eccesso, ma la fornisce anche quando il sole non splende e la domanda è alta. "In questo scenario, il fornitore di energia assumerà in futuro il ruolo di un assicuratore", dice Ableitner. È convinta che il cambiamento nel mercato dell'elettricità non può essere fermato. I responsabili delle opere idriche ed elettriche di Walenstadt, che sono stati conquistati dal progetto, la vedono allo stesso modo. Sperano di ottenere intuizioni sui nuovi modelli di business e di essere coinvolti nel loro sviluppo fin dall'inizio.

In una fase successiva, i ricercatori studieranno come l'immagazzinamento delle batterie e i carichi flessibili come le pompe di calore o le auto elettriche possono essere utilizzati per bilanciare le fluttuazioni della produzione. "Questo è molto più fattibile all'interno di una comunità che in una singola famiglia", dice Schopfer. Immagazzinando l'elettricità in eccesso sul posto e usandola di nuovo in seguito, il grado di autosufficienza può anche essere ulteriormente aumentato. "Il nostro obiettivo è quello di avere meno elettricità possibile in uscita dal quartiere.

Questo testo è pubblicato nel numero attuale della rivista ETH Globo pubblicato.