Bess utility scale: tra grid forming ed economia circolare, ecco come i sistemi di accumulo riscrivono la stabilità della rete

I sistemi di accumulo a batteria sono un elemento centrale della transizione ecologica e delle tecnologie che ad essa contribuiscono, soprattutto oggi guardando agli impianti utility scale. Si tratta di un elemento abilitante per le rinnovabili nel sistema energetico, o quanto meno lo sarà in divenire se questi impianti saranno progettati in un’ottica non di grid following ma di grid forming. Altra sfida è rappresentata dalla necessità di recuperare e riutilizzare i materiali di cui sono composti, in ottica di economia circolare. Alla base di tutto c’è il progettare con un approccio olistico che guarda all’intero impianto.

Abbiamo affrontato questi temi con Domenico Amoruso, ingegnere elettrico e project manager di Stantec.

Innanzi tutto, i Bess, battery energy storage system, sono diventati più economici, complice anche l’alta concorrenza del maggior mercato di produzione, cioè la Cina.

“Siamo passati da un costo a MW/h imponente a una dinamica di scala, tutto ciò ha permesso di ridurre i costi della tecnologia” sottolinea Amoruso. Una opportunità per trasformare la presenza di Bess negli impianti anche in una iniziativa finanziaria.

“L’ultima asta Macse, Mercato a Termine dello Stoccaggio di Energia, ha visto la presentazione di offerte per circa 40GWh a fronte dei 10GWh previsti dal bando. Il prezzo medio di aggiudicazione dei 10GWh previsti è stato nettamente al di sotto dei 37mila euro a MWh di premio di riserva” riflette Amoruso. “Questo ha evidenziato una riduzione dei Capex, quindi del costo d’investimento iniziale, ma anche un mercato più maturo che, oltre alla remunerazione del Macse, vede all’interno di questi impianti anche altre forme di utilizzo e remunerazione”.

Grid Following vs Grid Forming: la vera sfida per la stabilità della rete elettrica

Rispetto alla possibilità che la rete si possa reggere sui Bess come sistema di regolazione, ad oggi questo non è del tutto vero. Nel senso che dipende da come si progettano questi Bess.

“Attualmente, la maggior parte degli storage agiscono in modalità grid following. Vuol dire che si adeguano e seguono la tensione e la frequenza della rete, ciò accade solo se la rete è energizzata. In caso di black out resterebbero fermi, non sarebbero capaci di far ripartire la rete. Un impianto in grid forming, invece, permette di contribuire alla regolazione di rete come fanno ora le centrali termoelettriche. In questo modo i Bess sarebbero in grado di formare attivamente tensione e frequenza stabilizzando la rete.”.

Non si tratta di tecnologie futuristiche, ad esempio, spiega il project manager di Stantec “in Arabia Saudita esiste già un progetto molto noto, il Red Sea Project, basato su una rete isolata, sostenuta da un BESS da 400 MW/1,3 GWh in modalità grid forming”. Inoltre, rassicura Amoruso: “L’Italia non è indietro. Come noto, Terna sta sviluppando un progetto di BESS in grid forming, in Sardegna,  presso lo Storage Lab di Codrongianos. . Questo apre le porte a un futuro differente con una penetrazione sempre più alta nel capacity market, in cui  gli operatori si troveranno a poter scegliere non solo tra Macse o trading energetico”. In questo scenario il capacity market potrà trainare l’utility scale e contribuire a rendere la rete più sostenibile e adeguata a sostenere le fonti rinnovabili non programmabili”.

Tecnologie dei bess e materie prime critiche

Rispetto alla scelta delle tecnologie dei Bess “ci stiamo concentrando su quello che il mercato richiede: principalmente il litio ferro-fosfato”. Non a caso è la tecnologia più sviluppata ad oggi “ed è quella che offre maggiori garanzie” rimarca Amoruso. “Su questa stiamo guardando con un occhio al futuro: uno dei filoni di sviluppo è proprio la rigenerazione delle materie prime e il loro completo riciclo. È notizia recentissima l’hub di Reinova per il recupero delle batterie agli ioni di litio, quindi, un segnale chiaro che l’Europa c’è e che vuole puntare su questo per rafforzare la propria indipendenza dal mercato asiatico. Siamo appena agli inizi e  potrebbe arrivare una risposta importante dal mercato”.

Il ruolo della progettazione

Il futuro del Bess non è solo nell’economia circolare. È strategico partire dal dimensionamento degli impianti, analizzando sito e tipologia di finanziamento al fine di ottimizzare il ciclo di vita delle batterie  ed ottimizzare  le scelte tecnologiche. Questo “in ottica di sostenibilità economica, ma anche di materie prime in uso per questi impianti, affinché non ci sia un fine vita precoce” sottolinea Amoruso.

Per farlo, le competenze di Stantec agiscono secondo due approcci principali: “l’initial overbuild della capacità installata e la periodical augmentation, quindi una periodica implementazione di batterie che permette di estendere la vita utile del parco anche fino a 15-20 anni grazie al ringiovanimento parziale degli asset”.

Una tempistica che lascia auspicare un ciclo di economia circolare pronto al pieno recupero delle materie.

Necessità di figure specializzate. Non solo ingegneri, anche agronomi e geologi

Un contesto di sfide legate all’innovazione e alla capacità di progettazione che richiede competenze trasversali. “Siamo al fianco di numerosi player internazionali e nazionali e registriamo una forte domanda di figure di supporto. Non basta parlare di rinnovabili: servono tecnici specializzati, che sappiano progettare e installare. Per garantire la stabilità della rete e l’implementazione delle rinnovabili sono necessari gli storage, con un ruolo centrale per ingegneri elettrotecnici e specializzati in questa materia. Inoltre con la nostra esperienza siamo molto attivi sul tema Bess a supporto di impianti eolici, fotovoltaici e agrivoltaici, con un team multidisciplinare, che comprende anche ingegneri civili, agronomi e geologi”.