È possibile aumentare le vendite di energia solare prodotta localmente consentendo alle famiglie di scambiarla attraverso una piattaforma peer-to-peer? Il progetto di ricerca Quartierstrom della durata di un anno a Walenstadt sta studiando come potrebbero funzionare i mercati dell'energia in futuro.

Dicembre 2018 ha segnato l'inizio di un esperimento che è il primo del suo genere in Svizzera. Nel quartiere Schwemmiweg di Walenstadt, 37 famiglie hanno unito le forze per creare un mercato energetico locale. Invece di dover passare attraverso il loro fornitore di energia al dettaglio, i proprietari di impianti fotovoltaici possono vendere l'energia elettrica in eccesso ai vicini, dando alle famiglie senza pannelli solari l'opportunità di acquistare prodotti puliti, energia prodotta localmente. I partecipanti a questo mercato locale di scambio di energia determinano i prezzi stessi in base alla domanda e all'offerta.

Generare e distribuire elettricità all'interno del distretto significa che è necessario portare meno energia dall'esterno della comunità. Il commercio di energia peer-to-peer locale offre anche altri vantaggi:"Ad esempio, i produttori di energia possono vendere la loro elettricità a un tasso molto più alto della tariffa incentivante, in modo che ottengano un ritorno sull'investimento più rapido sulla loro installazione solare, ", afferma Sandro Schopfer del Bits to Energy Lab dell'ETH. È a capo di un progetto chiamato Quartierstrom (in tedesco per l'energia distrettuale). Altri partner del progetto includono l'Università di San Gallo, diverse aziende del settore energetico e il gestore di rete locale Water and Electricity Works Walenstadt (WEW), che ha messo a disposizione la propria rete di distribuzione per il commercio locale durante il progetto. L'Ufficio federale dell'energia sostiene Quartierstrom nell'ambito del suo progetto pilota, programma dimostrativo e progetti faro.

Incentivi per tutti

L'idea del progetto è di indagare su come potrebbero funzionare i mercati dell'energia in futuro. Un aspetto chiave della transizione energetica è il crescente decentramento della generazione di energia, un allontanamento di fatto da grandi, centrali elettriche centralizzate e verso i più piccoli, spesso produttori privati. "Finora i piccoli generatori avevano pochissime possibilità di commercializzare la propria energia da soli, " dice Schopfer. Sono tenuti a immettere la loro energia in eccesso nella rete, vendendolo al rivenditore di energia elettrica a tariffa incentivante. Paradossalmente, l'elettricità in realtà si dirige comunque ai vicini del produttore, poiché gli elettroni seguono sempre il percorso più breve. "Ma questo fatto non si riflette negli attuali accordi di mercato, " afferma Schopfer. Consentire ai produttori privati ​​di partecipare al commercio di energia potrebbe fornire incentivi finanziari e aiutare a promuovere l'uso di energia pulita, energia prodotta localmente.

Uno degli obiettivi del progetto Quartierstrom è scoprire come si svolge nella pratica. Ventotto dei partecipanti hanno i propri impianti fotovoltaici, e nove sono consumatori puri, compresa una casa di riposo. I sistemi combinati producono circa 300, 000kWh all'anno, mentre la domanda effettiva di energia elettrica della comunità si aggira intorno ai 250, 000kWh. Diversi sistemi di batterie fungono da buffer. Smart Meters appositamente costruiti (una variante del computer a basso budget Raspberry Pi) misurano continuamente l'energia generata e consumata dalle singole famiglie. Un software appositamente progettato e implementato esegue le transazioni effettive. Questi sono basati sulla tecnologia blockchain, che è progettato per garantire che le reti commerciali siano a prova di manomissione.

Entrambe le parti ne beneficiano

Gli operatori del mercato locale fissano i loro limiti di prezzo tramite un'app. I produttori dichiarano il prezzo che sono disposti ad accettare per il loro surplus di energia, mentre i consumatori specificano il prezzo massimo che sono disposti a pagare. Viene quindi utilizzato un algoritmo per determinare ogni 15 minuti chi può acquistare elettricità da chi. Lo fa abbinando il fornitore più economico con il miglior offerente. Le famiglie che non riescono a trovare un partner con cui commerciare acquistano semplicemente l'elettricità dal fornitore di energia alla tariffa standard di mercato.

I prezzi nel mercato del Quartierstrom variano in base alla domanda e all'offerta. Le cifre finora mostrano che variano tra la tariffa incentivante di 4 centesimi e il prezzo dell'elettricità del fornitore di energia di 20,75 centesimi per kWh. "Quindi è redditizio sia per i produttori che per i consumatori, ", afferma la studentessa di dottorato dell'ETH Liliane Ableitner, che sta studiando il comportamento degli utenti e l'accettazione nel progetto. È contenta del grado di coinvolgimento degli utenti nel processo di negoziazione. "Molti di loro accedono all'app più spesso di quanto ci aspettassimo." I risultati dettagliati non saranno disponibili fino alla conclusione del progetto a gennaio 2020, ma è già chiaro che lo schema commerciale sta aumentando il consumo di energia locale all'interno della comunità. Nelle prime due settimane di febbraio 2019, Per esempio, oltre l'80% dell'energia solare generata è stata consumata all'interno del distretto locale. A titolo di confronto, una singola famiglia può utilizzare solo circa il 30 per cento dell'elettricità prodotta se non è collegata a un mercato locale in rete.

Fornitore di energia come assicurazione

Eppure, nonostante produca gran parte dell'energia di cui ha bisogno, il distretto è ancora dipendente dal fornitore di energia locale. Oltre ad acquistare il solare in eccesso, l'azienda fornisce anche energia di rete nel caso in cui il sole non splenda e la domanda sia elevata. "In questo scenario il fornitore di energia agirà come una sorta di polizza assicurativa a copertura di tutte le eventualità, " afferma Ableitner. Ritiene che questa trasformazione del mercato dell'energia sia destinata a continuare. Questa opinione è condivisa dai manager delle opere idriche ed elettriche di Walenstadt, che sono convinti dei meriti del progetto. Sperano di ottenere informazioni su nuovi modelli di business e di contribuire a plasmare il loro sviluppo sin dalle prime fasi.

Il prossimo passo dei ricercatori sarà studiare come i sistemi di batterie e i carichi flessibili come le pompe di calore e i veicoli elettrici potrebbero servire a bilanciare le fluttuazioni nella produzione di energia. "È molto più facile farlo all'interno di una comunità che all'interno di una singola famiglia, ", afferma Schopfer. Immagazzinando l'energia in eccesso in loco e utilizzandola in un secondo momento, la comunità potrebbe un giorno diventare ancora più autosufficiente. "Il nostro obiettivo è vedere meno energia possibile lasciare la comunità".