• PTR sta osservando un aumento significativo nell'adozione di sistemi di accumulo di energia a batteria, dovuto principalmente alla rapida integrazione delle energie rinnovabili nella rete elettrica.
• Gli Stati Uniti, il Regno Unito, la Germania e l'Australia sono i paesi leader a livello mondiale in termini di capacità operativa di stoccaggio di energia in batterie.
• I progetti di accumulo di energia tramite batterie si basano su una serie di applicazioni, ciascuna delle quali dispone di un proprio mercato per la generazione di ricavi, tra cui i servizi di regolazione della frequenza, lo spostamento del carico e l'arbitraggio energetico.

PTR sta osservando un aumento significativo nell'adozione di sistemi di accumulo di energia a batteria, dovuto principalmente alla rapida integrazione delle energie rinnovabili nella rete elettrica. Ciò è particolarmente vero per le economie avanzate di tutto il mondo, che possono permettersi di investire in risorse energetiche pulite, rispetto alle economie in via di sviluppo, che sono in gran parte a corto di liquidità. L'energia rinnovabile è una fonte intermittente di elettricità che, a sua volta, richiede il supporto delle tecnologie di accumulo energetico per consentire un funzionamento regolare della rete elettrica. L'accumulo di energia in batterie è una tecnologia leader nel settore dello stoccaggio energetico che viene implementata per supportare la transizione dalle fonti energetiche convenzionali alle energie rinnovabili. Il BESS svolge un ruolo fondamentale nel mantenere i parametri della rete (frequenza e tensione) entro i limiti specificati per un funzionamento sicuro.

Diversi paesi in tutto il mondo stanno implementando sistemi di accumulo di energia a batteria e si prevede che la capacità di accumulo di energia a batteria aumenterà in modo significativo nel corso del decennio.  

Diffusione e crescita a livello mondiale dei sistemi di accumulo di energia a batteria

Stati Uniti, Regno Unito, Germania e l'Australia sono leader a livello mondiale in termini di capacità operativa di accumulo di energia in batterie. Recentemente, gli Stati Uniti hanno superato tutti gli altri paesi grazie all'installazione, nel 2022, di progetti di accumulo di energia in batterie con una capacità di 4000 MW. All'interno degli Stati Uniti, la California e il Texas possiedono la maggior parte della capacità di accumulo di energia in batterie installata, motivo per cui sono classificati come mercati consolidati nelle Americhe.

In Europa, il Regno Unito è all’avanguardia in termini di capacità operativa di stoccaggio di energia tramite batterie. Il Regno Unito dispone di una capacità operativa cumulativa di stoccaggio di energia tramite batterie pari a circa 1,9 GW, che sta favorendo la diffusione su larga scala di impianti di generazione a basse emissioni di carbonio, quali quelli eolici e solari, nel Paese. I progetti BESS nel Regno Unito hanno generato entrate significative grazie alla fornitura di servizi di regolazione della frequenza alla rete elettrica. Recentemente, i ricavi derivanti dai servizi di regolazione della frequenza hanno iniziato a diminuire a causa della saturazione del mercato dei servizi di regolazione della frequenza nel Paese.

D'altra parte, in Germania, dopo aver registrato un calo per tre anni, nel 2022 le installazioni di impianti BESS su larga scala sono aumentate del 910%. Nello stesso anno, la Germania ha installato progetti BESS con una capacità di 470 MW, portando la capacità totale a 1 GW. I progetti tedeschi hanno inoltre fatto ampio ricorso al mercato della riserva di controllo di frequenza (FCR) per la generazione di ricavi. Poiché il mercato dell'FCR ha raggiunto la saturazione, si prevede che questi progetti si orienteranno verso fonti di reddito alternative, come ad esempio i mercati della domanda di picco e dell'arbitraggio.

Nel 2022 l'Australia ha realizzato progetti BESS per una capacità totale di 200 MW. L'Australia sta perseguendo l'implementazione di capacità BESS su larga scala e sta realizzando progetti con una capacità di 200 MW ciascuno. Questi progetti, attualmente in fase di progettazione o costruzione, dovrebbero aumentare drasticamente la capacità cumulativa BESS del Paese. L'Australia sta inoltre perseguendo progetti BESS ibridi in cui la capacità di accumulo di energia in batteria viene installata insieme a un progetto di generazione da fonti rinnovabili al fine di fornire un consolidamento della capacità. Inoltre, l'Australia sta realizzando progetti BESS su larga scala nei siti di centrali a carbone dismesse.

Figura 1: Panoramica del mercato globale – Crescita dei sistemi di accumulo di energia a batteria nei principali paesi. Fonte: PTR Inc

Tecnologia di accumulo di energia in batterie ed evoluzione dei costi

La maggior parte degli impianti BESS in tutto il mondo si basa sulla tecnologia agli ioni di litio. Solo una manciata di progetti BESS realizzati a livello globale si avvale della tecnologia delle batterie a flusso e della tecnologia agli ioni di sodio. La domanda di batterie agli ioni di litio è in crescita soprattutto perché la maggior parte dei progetti BESS attualmente in fase di realizzazione utilizza questa particolare tecnologia. Tuttavia, la tecnologia agli ioni di litio è in continua evoluzione, con l'obiettivo di aumentare la densità energetica complessiva e la sicurezza dei sistemi BESS.

Secondo le stime dell’Agenzia internazionale per l’energia, nel 2022 i prezzi delle materie prime, tra cui litio, cobalto e rame, hanno raggiunto livelli più elevati rispetto a qualsiasi altro momento degli anni 2010. Ciò ha a sua volta determinato un aumento del costo dei pacchi batteria e delle celle agli ioni di litio, che da tre anni registrano un calo costante. Una delle ragioni alla base dell'aumento dei prezzi delle materie prime è rappresentata dalle interruzioni della catena di approvvigionamento, che hanno spinto i governi a investire nella creazione di catene di approvvigionamento locali. Inoltre, si osserva che i produttori di batterie agli ioni di litio stanno stringendo alleanze strategiche con le società minerarie al fine di garantire la catena di approvvigionamento. Si prevede che i prezzi delle batterie agli ioni di litio scenderanno (rispetto al 2022) nella seconda metà del decennio in corso.

Figura 2: Prezzi medi globali delle batterie agli ioni di litio (2022). Fonte: PTR Inc

Fonti di reddito per i progetti BESS

I progetti di accumulo di energia tramite batterie si basano su una serie di applicazioni, ciascuna delle quali dispone di un proprio mercato per la generazione di ricavi, tra cui i servizi di regolazione della frequenza, lo spostamento del carico e l'arbitraggio energetico.

Servizi di frequenza

Una delle principali opportunità di generare ricavi per i progetti BESS consiste nella fornitura di servizi di rete come la regolazione di frequenza. Man mano che i progetti BESS vengono integrati nella rete elettrica, gli operatori delle batterie puntano sulla fornitura di servizi di regolazione di frequenza primaria e secondaria per generare ricavi. Oltre a rappresentare un'opportunità di generazione di ricavi per i progetti BESS, la regolazione della frequenza migliora la stabilità e l'affidabilità della rete elettrica, il che è altamente auspicabile. Tuttavia, è un'osservazione comune nelle economie avanzate come Germania, Regno Unito e Stati Uniti che il mercato dei servizi di frequenza si saturi, il che a sua volta riduce la remunerazione per i servizi di regolazione della frequenza.

Trasferimento del carico e arbitraggio energetico

È piuttosto comune che i progetti BESS generino ricavi grazie allo spostamento dei carichi in tutto il mondo, specialmente laddove vi è un'ampia integrazione delle energie rinnovabili nella rete elettrica, compresa la produzione solare ed eolica. Al fine di gestire in modo efficiente le energie rinnovabili intermittenti, vengono impiegati sistemi di accumulo di energia a batteria, che immagazzinano l'energia in eccesso durante i periodi di elevata produzione e la immettono in rete quando la domanda è più elevata. L'arbitraggio energetico è un'altra fonte di ricavi che consente agli sviluppatori di energie rinnovabili non solo di migliorare la loro produzione energetica complessiva, ma anche di generare entrate aggiuntive impegnando e vendendo energia durante le ore di picco della domanda (quando i prezzi dell'energia sono più elevati).

Nuove tendenze

Gli sviluppatori di sistemi di accumulo di energia in batteria (BESS) stanno cercando di diversificare i propri flussi di entrate e di espandersi verso altri mercati e servizi, tra cui l’alleviamento della congestione della rete e la stabilizzazione della tensione, ecc. I progetti BESS stanno ora contribuendo ad alleviare la congestione della rete immagazzinando l’elettricità in eccesso nei periodi di bassa domanda e immettendola in rete quando la domanda è elevata. I servizi di alleviamento della congestione della rete sono diventati una fonte consolidata di entrate per i progetti BESS nei Paesi Bassi. Nel Regno Unito, i progetti BESS forniscono potenza reattiva alla rete elettrica al fine di stabilizzare le tensioni di rete. Nel mercato statunitense, i progetti BESS generano entrate ritardando gli investimenti nel potenziamento della capacità della rete di trasmissione e distribuzione. In conclusione, nel mercato dell'energia elettrica si presentano una serie di opportunità che gli sviluppatori di progetti BESS possono sfruttare, il che non solo stimolerà la crescita, ma anche la redditività del settore.

Figura 3: Flussi di ricavi derivanti dallo stoccaggio di energia in batterie rispetto alla durata dello stoccaggio. Fonte: PTR Inc

Uno sguardo al futuro

Si prevede che la capacità globale di accumulo di energia tramite batterie aumenterà nei prossimi anni, principalmente grazie alla diffusione delle energie rinnovabili, soprattutto nelle economie avanzate. Ciò, a sua volta, creerà nuovi mercati per l'impiego della tecnologia di accumulo di energia tramite batterie all'interno dei mercati elettrici dei vari paesi, al fine di fornire diversi servizi di rete.

Tuttavia, vi è un'urgente necessità di modificare le politiche e le normative, con l'obiettivo di eliminare gli ostacoli e creare un contesto favorevole per gli attori del settore. Entro il 2030, i principali paesi si sono impegnati a realizzare importanti installazioni di batterie, grazie ai progressi tecnologici, alla riduzione dei costi e ai progressi nelle diverse composizioni chimiche. Questi fattori accelereranno il completamento dei progetti pianificati, garantendo che lo stoccaggio di energia tramite batterie svolga un ruolo fondamentale nel migliorare l'affidabilità, la stabilità e la sostenibilità del panorama energetico globale.

Informazioni sull'autore

Siddiqa Batool lavora come analista presso PTR Inc., occupandosi principalmente dell'analisi del mercato dello stoccaggio di energia. Le sue responsabilità includono l'analisi delle tendenze del mercato dello stoccaggio di energia, in particolare le dimensioni del mercato e l'analisi dei progetti installati e pianificati. Siddiqa svolge inoltre analisi sui progressi nella chimica delle batterie e nelle catene di approvvigionamento. In qualità di analista di mercato, ha inoltre lavorato a progetti relativi alle reti elettriche e all'elettronica di potenza. Ha conseguito una laurea in ingegneria elettrica presso l'Università di Mehran (UET), che le fornisce le conoscenze tecniche di base necessarie per il suo ruolo di analista di mercato.

Per ulteriori informazioni, contattare [email protected]