Energie rinnovabili: ora è tutta una questione di sistemi di accumulo dell'energia

Pubblicato il: 30 novembre 2020 / Aggiornato il: 21 agosto 2024 – Autore: Konrad Wolfenstein

La ricerca nel campo dell'accumulo di energia è di grande importanza: significativo potenziale di sviluppo del mercato, opportunità per gli impianti post-EEG

Energie rinnovabili: ora tutto si riduce ai sistemi di accumulo di energia – Immagine: petrmalinak|Shutterstock.com

Il mercato delle energie rinnovabili è in crescita. Gli investimenti globali in energie rinnovabili sono quasi raddoppiati negli ultimi dieci anni. Mentre stiamo vivendo il boom più grande a livello mondiale, questi investimenti sono in calo in Germania, ad eccezione del fotovoltaico. Nel 2019, in Germania sono stati investiti circa 11 miliardi di euro. L'attenzione di questi investimenti si è concentrata sull'energia solare.

Investimenti nella costruzione di impianti di energia rinnovabile in Germania – dal 2000 al 2019 – Immagine: Xpert.Digital

Investimenti nel fotovoltaico in Germania – dal 2000 al 2019 – Immagine: Xpert.Digital

Dal 2014 il mercato del fotovoltaico in Germania ha ripreso a crescere.

Nel 2019 gli investimenti globali nelle tecnologie dell'energia eolica hanno raggiunto circa 143 miliardi di dollari. Gli investimenti più recenti nelle tecnologie dell'energia solare hanno raggiunto i 141 miliardi di dollari.

Investimenti globali nella tecnologia dell'energia eolica – 2004-2019 – Immagine: Xpert.Digital

Investimenti globali nella tecnologia dell'energia solare – 2004-2019 – Immagine: Xpert.Digital

Anche se attualmente le cifre relative alle energie rinnovabili in Germania sono in calo, non bisogna dimenticare che la Germania è il Paese con la quota più alta (52%) di energie rinnovabili rispetto ai combustibili fossili a livello mondiale.

Panoramica globale: quota di energie rinnovabili rispetto ad altre fonti energetiche – Immagine: Xpert.Digital

In termini di consumo e fornitura di energia rinnovabile, la Germania si colloca al terzo posto con 224 terawattora, dopo Cina e Stati Uniti. Questo dato precede India e Brasile, che sono considerevolmente più grandi in termini di popolazione e superficie territoriale.

Consumo di energia rinnovabile nei primi 15 paesi nel 2019 – Immagine: Xpert.Digital

A novembre 2020, la Germania ha prodotto il 54% della sua elettricità da fonti rinnovabili. La media annua da dicembre 2019 a novembre 2020 è stata del 52,46%.

Quota di energie rinnovabili nella fornitura di energia elettrica in Germania – 2019-2020 – Immagine: Xpert.Digital

Tuttavia, questa non è una performance costante. Le oscillazioni vanno dal 37% di novembre 2019 a un picco del 61,7% di febbraio 2020. Questo problema non potrà che intensificarsi nel prossimo futuro con l'ulteriore espansione delle energie rinnovabili.

Anche la rete elettrica nazionale sta cambiando con l'avvento delle energie rinnovabili. Mentre fino ad ora le reti di generazione centralizzate hanno dominato, la tendenza si sta spostando verso impianti di generazione decentralizzati. Questo vale per la generazione da fonti rinnovabili come impianti fotovoltaici, impianti solari termici, turbine eoliche e impianti a biogas.

"La produzione di energia elettrica da impianti solari ed eolici rende il sistema di approvvigionamento notevolmente più frammentato e dipendente dalle condizioni meteorologiche rispetto al funzionamento di centrali elettriche convenzionali", afferma il Prof. Dr. Clemens Hoffmann, direttore del Fraunhofer IEE.

Adatto a:

• L'intelligenza artificiale nel campo delle energie rinnovabili

Ciò comporta una struttura significativamente più complessa, principalmente nelle aree del controllo del carico, della regolazione della tensione nella rete di distribuzione e del mantenimento della stabilità della rete. Gli impianti di generazione più piccoli e decentralizzati, a differenza delle centrali elettriche di medie e grandi dimensioni, immettono energia anche direttamente in livelli di tensione inferiori, come le reti di bassa o media tensione.

Con l'aumento della quota di energie rinnovabili, diventa sempre più importante allineare le fluttuazioni nella produzione di energia con le fluttuazioni nel consumo di energia, bilanciandole con sistemi di accumulo di energia.

Pertanto, la possibilità di immagazzinare energia elettrica mediante sistemi di accumulo o centrali di accumulo avrà un ruolo significativo nei prossimi anni.

Nel 2018, la capacità dei sistemi di accumulo di energia era di circa 17 gigawattora. Secondo una stima di Bloomberg New Energy Finance (bnef.com), si prevede che questa capacità supererà i 2.800 GWh in circa 20 anni.

Capacità globale di stoccaggio dell'energia – 2018 e 2040 – Immagine: Xpert.Digital

In Germania, sistemi di accumulo a batteria su larga scala sono già utilizzati per la stabilizzazione della rete. Nel 2017, la loro capacità era di circa 250 megawattora.

Capacità dei sistemi di accumulo a batteria su larga scala per la stabilizzazione della rete in Germania – Immagine: Xpert.Digital

A titolo di confronto, nel 2017 la capacità dei sistemi di accumulo di energia elettrica domestica in Germania era di 545 megawattora.

Capacità dei sistemi di accumulo di batterie domestiche in Germania – Immagine: Xpert.Digital

Per attuare con successo la transizione energetica, la ricerca nel campo dell'accumulo di energia è di fondamentale importanza. Quanto prima sarà possibile un accumulo di energia efficiente, tanto prima sarà possibile bilanciare le fluttuazioni della rete elettrica e realizzare l'abbandono dei combustibili fossili. Nel 2019, il governo tedesco ha stanziato circa nove milioni di euro per finanziare sistemi di accumulo elettrochimici.

Adatto a:

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Finanziamenti federali per l'accumulo di energia per settore – 2018 e 2019 – Immagine: Xpert.Digital

Sebbene il mercato dei moduli solari sia già altamente competitivo e considerando i requisiti di capacità dei sistemi di accumulo di energia, diventa subito evidente che esiste ancora un grande potenziale di sviluppo del mercato.

Produttori leader di sistemi di accumulo di energia solare in Germania per quota di mercato – Immagine: Xpert.Digital

Vengono presi in considerazione solo i sistemi di accumulo idonei al finanziamento KfW. I produttori i cui sistemi di accumulo non sono idonei al finanziamento KfW non sono elencati. Nel 2017, la quota di mercato di SMA per l'accumulo di energia solare in Germania era di circa il 6%. Sonnenbatterie: l'azienda opera come Sonnen GmbH da novembre 2015.

Numero totale di sistemi di accumulo di energia fotovoltaica installati in Germania – Immagine: Xpert.Digital

Secondo le previsioni, nel 2018 in Germania sono stati installati circa 100.000 impianti fotovoltaici con accumulo di energia solare. Il numero di impianti installati aumenta significativamente ogni anno: nel 2013, in Germania si contavano solo 5.000 impianti di accumulo di energia solare.

Adatto a:

• Accumulo di energia: cifre, dati e fatti interessanti sono disponibili alla fine di questo articolo in formato PDF scaricabile

In un'intervista con Focus Online , Oliver Koch, CEO di Sonnen GmbH, descrive la rete di batterie e la centrale elettrica virtuale come un sistema energetico pulito e decentralizzato: "Le famiglie sostituiscono le centrali elettriche e l'elettricità viene prodotta in modo decentralizzato". Secondo il signor Koch, una bolletta elettrica a zero euro è possibile.

Il signor Koch raccomanda ai gestori degli impianti, i cui sussidi EEG stanno per scadere, di riconsiderare la situazione e di prendere in considerazione l'utilizzo futuro dell'elettricità prodotta da loro stessi.

Avevamo già suggerito questa opzione a settembre: Cosa fare? I sussidi per i vecchi impianti fotovoltaici stanno per scadere.

L'azienda municipalizzata di Tubinga dimostra che esiste un'altra soluzione: a partire dal 2021, offrirà ai gestori di impianti solari post-EEG (Legge sulle fonti energetiche rinnovabili) sei centesimi per kilowattora. Lechwerke AG raccomanda di adeguare tecnicamente gli impianti solari e di autoconsumare l'energia solare in futuro. Un'adeguata soluzione di accumulo dovrebbe rendere l'impianto solare ancora più efficiente.

Tuttavia, la direzione futura rimane incerta. La bozza di modifica della Legge sulle Fonti Energetiche Rinnovabili (EEG) contiene un'importante modifica per gli impianti post-EEG: è prevista un'esenzione temporanea per i piccoli impianti fotovoltaici che immettono tutta la loro energia elettrica in rete. Per gli impianti fino a 100 kWp verrà introdotto un regime transitorio, che consentirà loro di continuare a immettere la loro energia elettrica in rete fino al 2027. Tuttavia, tutta l'energia elettrica deve essere immessa in rete; l'autoconsumo è escluso.