• 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.
• Stati Uniti, Regno Unito, Germania e Australia sono i paesi leader a livello mondiale in termini di capacità operativa di accumulo 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 vale in particolare per le economie avanzate di tutto il mondo, che possono permettersi di investire in risorse energetiche pulite, a differenza delle 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 tramite batterie è una delle principali tecnologie di accumulo energetico attualmente impiegate per sostenere 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 tramite batterie. Recentemente, gli Stati Uniti hanno superato tutti gli altri paesi grazie all’installazione, nel 2022, di progetti di accumulo di energia tramite batterie con una capacità di 4.000 MW. All’interno degli Stati Uniti, la California e il Texas detengono la maggior parte della capacità di accumulo di energia tramite 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 accumulo di energia tramite batterie. Il Regno Unito dispone di una capacità operativa cumulativa di accumulo 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 l’energia eolica e solare, nel Paese. I progetti BESS nel Regno Unito hanno generato ricavi significativi attraverso la 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, le installazioni di progetti BESS su larga scala sono aumentate del 910% nel 2022. 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 regolazione della frequenza (FCR) per generare ricavi. Poiché il mercato dell’FCR ha raggiunto la saturazione, si prevede che questi progetti si orienteranno verso fonti di ricavo alternative, 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 portando avanti 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 pianificazione o di costruzione, dovrebbero aumentare drasticamente la capacità cumulativa di BESS del Paese. L’Australia sta inoltre promuovendo progetti BESS ibridi, in cui la capacità di accumulo in batteria viene integrata con un progetto di generazione da fonti rinnovabili al fine di garantire la stabilità della rete. 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 di quella 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 proprio questa 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 registravano un calo ininterrotto. 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 sicurezza della 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 ricavo 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

Un’importante opportunità di generare ricavi per i progetti BESS è rappresentata dalla fornitura di servizi di rete come la regolazione della frequenza. Man mano che i progetti BESS vengono integrati nella rete elettrica, gli operatori delle batterie fanno affidamento sulla fornitura di servizi di regolazione primaria e secondaria della frequenza 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, nelle economie avanzate come Germania, Regno Unito e Stati Uniti si osserva comunemente che il mercato dei servizi di regolazione della frequenza raggiunge la saturazione, il che a sua volta riduce la remunerazione per tali servizi.

Trasferimento del carico e arbitraggio energetico

È piuttosto comune che i progetti BESS generino ricavi grazie allo spostamento del carico in tutto il mondo, specialmente laddove vi sia un'ampia integrazione delle energie rinnovabili nella rete elettrica, compresa la produzione solare ed eolica. Al fine di gestire in modo efficiente l’energia rinnovabile intermittente, vengono impiegati sistemi di accumulo in 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 rappresenta un’altra fonte di ricavi che consente agli sviluppatori di energia rinnovabile non solo di migliorare la propria produzione energetica complessiva, ma anche di generare ricavi aggiuntivi impegnando e vendendo energia durante le ore di picco della domanda (quando i prezzi dell’energia elettrica sono più elevati).

Nuove tendenze

Gli sviluppatori di sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) stanno cercando di diversificare i propri flussi di ricavi 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 durante i 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 ricavi 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 ricavi ritardando gli investimenti necessari per potenziare la capacità della rete di trasmissione e distribuzione. In conclusione, il mercato dell’energia elettrica offre agli sviluppatori di progetti BESS una serie di opportunità da cogliere, che non solo stimoleranno 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 energetico tramite batterie aumenti 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 energetico 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 modifiche alle politiche e alle normative, con l'obiettivo di rimuovere gli ostacoli e creare un contesto favorevole per gli attori del settore. Entro il 2030, i principali paesi si sono impegnati a realizzare installazioni di batterie su larga scala, 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 l'accumulo 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 in particolare dell’analisi del mercato dello stoccaggio di energia. Le sue responsabilità comprendono 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 si occupa inoltre di analizzare i 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), il che le conferisce una solida preparazione tecnica nel suo ruolo di analista di mercato.

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