in collaborazione con mcTER News

Il processo di recepimento della Direttiva RED II (2018/2001/UE), avvenuto con il Decreto Legislativo n. 199/2021 [1], ha consolidato il quadro regolatorio in materia di autoconsumo, favorendo la nascita di nuove configurazioni, le cosiddette CACER, attraverso le quali si promuove la partecipazione attiva dei cittadini nella produzione e nel consumo di energia da fonti rinnovabili. Contesto dell'attività di ricerca

L'incentivo è calcolato sull'energia condivisa (prodotta e consumata nel medesimo periodo orario) dagli impianti, ciascuno con potenza non superiore a 1 MW, e dai punti di prelievo che fanno parte della configurazione CACER. La tariffa premio prevista è composta da una componente fissa, che dipende dalla potenza dell'impianto a fonte rinnovabile e da una componente variabile, legata al prezzo di vendita dell'energia nella zona di mercato in cui sono collocati gli impianti. La tariffa è garantita per un periodo di 20 anni, fino al raggiungimento del contingente incentivabile complessivo, fissato a 5 GW entro il 2027. Per informazioni più dettagliate su come accedere agli incentivi e sui reali benefici si possono ritrovare nel Decreto, nella Delibera ARERA 727/2023/R/eel [2] e nelle linee guida operative rilasciate dal GSE [3].

Con l'apertura del portale GSE per la richiesta degli incentivi, si sta assistendo a una rapida diffusione delle CACER su tutto il territorio nazionale ( [4], [5] ). Questo scenario rende indispensabile lo sviluppo di strumenti di analisi in grado di valorizzare appieno i benefici energetici, economici, ambientali e sociali generati da ciascuna iniziativa di autoconsumo diffuso attiva sul territorio. Le CACER, infatti, non seguono una configurazione standard, ma presentano caratteristiche eterogenee in funzione della tipologia di utenze coinvolte, degli impianti installati, del contesto socio-territoriale, della forma giuridica adottata e delle finalità specifiche della configurazione. Per raggiungere gli ambiziosi obiettivi previsti dal Decreto Legislativo 199/2021, in particolare favorire l'installazione di 5 GW di nuovi impianti entro il 2027 è fondamentale che il mondo della ricerca metta a disposizione il proprio know-how costruendo strumenti di simulazione flessibili e scalabili alle differenti configurazioni di autoconsumo diffuso. Questo contributo è essenziale sia per supportare i soggetti abilitatori delle CACER nella promozione delle configurazioni sul territorio, sia per aiutare le istituzioni pubbliche a comprendere gli impatti generati dalla loro operatività; solo così sarà possibile definire politiche di sviluppo territoriale coerenti, efficaci e basate su evidenze concrete.


L'attività di ricerca svolta da RSE nel triennio 2022-24

Nel triennio di ricerca 2022-2024, RSE ha condotto un'attività di monitoraggio degli impatti di alcune configurazioni CACER qualificate dal GSE. Questo lavoro ha richiesto lo sviluppo di un tool di simulazione, realizzato in linguaggio Python, per l'analisi dei flussi energetici, economici e degli impatti di rete generati dalle CACER. Il tool è strutturato in diversi moduli interconnessi, che operano in modo coordinato secondo il diagramma logico riportato in Figura 1.1.

Lo strumento di calcolo è composto dai seguenti modelli:

? Modello energetico: serve a determinare i flussi energetici delle configurazioni CACER analizzate. Riceve in input informazioni circa le differenti tipologie di utenza, la struttura della configurazione, i profili di prelievo delle utenze, gli impianti di generazione e gli eventuali sistemi di accumulo presenti. Il modello consente di: emulare i profili di consumo nel momento in cui questi non vengano forniti in input o estratti da dataset esterni, simulare la produzione degli impianti installati (solo impianti fotovoltaici al momento), di aggregare i flussi per il calcolo dei livelli di condivisione dell'energia e di fornire ai moduli successivi i dati necessari per la stima dei flussi economici e la valutazione degli impatti sistemici e ambientali di tali configurazioni.

? Modello finanziario: permette di calcolare i flussi economici delle CACER su base mensile, inclusi la spesa energetica dei singoli utenti, la sostenibilità finanziaria dell'iniziativa e degli impianti in funzione dei costi di installazione (CAPEX) e manutenzione (OPEX), i ricavi derivanti dalla vendita dell'energia, le componenti riconosciute dalla Delibera ARERA 727/2022/R/eel (TIAD), le imposte e il risparmio in bolletta per gli utenti prosumer (generato dall'autoconsumo fisico da impianti a fonte rinnovabile). Le analisi possono essere condotte a livello di singola utenza o per aggregati, al fine di evidenziare i benefici economici anche per soggetti esterni alla CACER. Il modello esegue un'analisi dei flussi di cassa attualizzati consentendo, inoltre, la valutazione di indicatori economici chiave (KPI), come il Tasso Interno di Rendimento (TIR), il Valore Attuale Netto (VAN) ed il Tempo di Ritorno dell'Investimento.

? Modello Load Flow: consente di svolgere analisi di load flow per valutare gli impatti sistemici della rete in cui operano le configurazioni di autoconsumo diffuso, sulla base delle caratteristiche topologiche della rete e dei suoi componenti (es. trasformatori e linee). L'analisi è applicata a reti reali e sintetiche.

Finalità della collaborazione

La collaborazione ha come obiettivo lo sviluppo congiunto e la diffusione di uno strumento open source di simulazione "olistica" di Configurazioni di Autoconsumo per la Condivisione dell'Energia Rinnovabile (CACER). Per lo sviluppo delle attività, sarà costituito un gruppo di lavoro con i diversi partner, coordinato da RSE. Ciascun partner potrà infatti decidere di lavorare a uno o più moduli senza vincoli, secondo le modalità operative che il gruppo di lavoro deciderà di condividere.

L'attività di sviluppo prevede la creazione di una repository online collaborativa, aperta a contributi esterni e rivolta a una platea di utenti esperti. Il tool intende rappresentare una base comune per la comunità scientifica e tecnica per favorire lo sviluppo di applicativi e funzionalità riutilizzabili in diversi ambiti del sistema energetico. Il repository sarà sviluppato e mantenuto su base volontaria da una "community" di sviluppatori e ricercatori (GdL) operanti nel settore delle CACER e disposti a mettere a sistema metodologie ed esperienze maturate nell'ambito delle proprie attività di ricerca o esperienze lavorative.

La finalità dello strumento è di tipo didattico e di supporto alla ricerca. Lo strumento sviluppato dovrà garantire un'elevata flessibilità nella definizione dei casi studio e consentirà di svolgere analisi di sensibilità su vari fattori che influenzano i risultati energetici, economici e sistemici di una CACER. Gli utenti target dello strumento saranno ricercatori, dottorandi, studenti, enti pubblici e utenti generici che possiedono delle competenze di programmazione di base quali: inserimento e manipolazione di dati di input, esecuzione delle simulazioni, estrazione e rielaborazione dei risultati, etc.

Lo strumento sarà pertanto adattabile a contesti diversificati, come quello residenziale, industriale, pubblico e del terziario, e concepito secondo criteri di privacy-by-design, ovvero senza necessità di condividere dati personali o sensibili da parte dell'utente. Lo strumento sarà accuratamente documentato, corredato da esempi, tutorial e materiali di supporto che ne consentano un uso agevole e la sua replicabilità. Le funzionalità principali consentiranno progressivamente di:

condurre analisi tecnico-economiche e sistemiche delle configurazioni CACER;
simulare in modo integrato parametri economici, energetici, ambientali, territoriali e di rete;
effettuare analisi di sensibilità sui parametri chiave (es. prezzo dell'energia, costi di impianto, tariffe, potenza installata e comportamento degli utenti);
valutare scenari di investimento in elettrificazione dei consumi (EV, PdC, etc.)
valutare il potenziale delle CACER nella fornitura di servizi ancillari alla rete, come la flessibilità della domanda, il bilanciamento locale e la partecipazione ai mercati locali dell'energia, stimandone i costi operativi ed il prezzo potenziale di offerta;
elaborare scenari di diffusione delle CACER e relativi impatti sul sistema elettrico e contesto territoriale sulla base di dati statistici disponibili a livello nazionale o regionale.
L'attività di ricerca, inoltre, può essere modificata a seconda delle esigenze del GdL e di nuovi obiettivi di ricerca che eventualmente emergeranno durante le interlocuzioni con i vari partner.

Applicativi resi disponibili da RSE

Come base di partenza, aperta a modifiche formali e strutturali, RSE mette a disposizione parte delle funzionalità dello strumento di simulazione sviluppato nello scorso Triennio di Ricerca 2022-24 dal gruppo di ricerca di "Utente al Centro" dell'unità tecnica di "Efficienza Energetica Usi Finali e Territorio" (EUT).

Il codice è pubblico e consultabile su Github al seguente link [link, RSE-EUT/CACER-simulator].

Fra le varie funzionalità presenti ed attualmente sviluppate si citano:

modulo di simulazione delle bollette elettriche degli utenti finali (domestici e non);
modulo di simulazione della produttività degli impianti fotovoltaici;
modulo di simulazione dei flussi energetici di un accumulo elettrochimico associato all'utenza;
emulatore dei profili di carico degli utenti domestici;
modulo per la valutazione degli impatti di rete delle CACER per mezzo di analisi di load flow.
Il simulatore presenta un elevato grado di dettaglio (analisi quartorarie) su un esteso periodo di riferimento (anche superiore ai 20 anni). Ulteriori dettagli sono presenti nella repository online la cui documentazione viene costantemente aggiornata dagli sviluppatori.

Stipula dell'accordo di collaborazione

RSE si riserva il diritto di non dare seguito alla procedura ove nessuna candidatura appaia adeguata in relazione all'oggetto dell'avviso, nonché la possibilità di sospendere o rinunciare al procedimento anche a seguito dell'individuazione della candidatura che non rispetti le finalità del progetto.
I candidati non possono avanzare alcun tipo di pretesa per quanto concerne rimborsi spesa o indennizzi di qualunque natura.