Batterie che sfidano le centrali a gas per alimentare le notti californiane

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I 10 GW di batterie di rete della California riducono la tradizionale variabilità e non programmabilità della fonte solare. I dati dell'operatore della rete di trasmissione.

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L’ultimo giorno di aprile, il parco batterie di rete della California è entrato in funzione intorno alle 18 e ha erogato energia fino a mezzanotte, quindi per circa 6 ore.

Le batterie hanno raggiunto il record di potenza erogata poco prima delle 20, con 7 GW, a poca distanza dalle prestazioni della flotta a gas in quel momento.

È un risultato storico, mai raggiunto negli anni passati, che testimonia i grandi passi avanti fatti da questa tecnologia, adesso in grado di cominciare a rosicchiare quote di mercato alle centrali a gas sul terreno dove sono state tradizionalmente più forti: quello della programmabilità, della soddisfazione dei picchi di domanda, dell’adeguatezza del sistema nel suo complesso.

È quanto emerge dai dati compilati dalla società di analisi Grid Status, che ha prodotto una serie di grafici illuminanti su come la rete californiana sia cambiata con l’aumento delle installazioni di sistemi di accumuli.

Batterie di rete in California

La California ha trascorso l’ultimo decennio a costruire un’enorme flotta di batterie per contribuire a ripulire dalle emissioni la sua rete elettrica.

Il governatore Gavin Newsom ha annunciato a fine aprile che la California ha raggiunto il traguardo dei 10 GW di capacità installata di batterie, ben oltre i risultati raggiunti da altri Stati o da interi Paesi.

Si tratta di una capacità di storage circa 13 volte superiore a quella installata dallo Stato solo cinque anni fa, sufficiente a rendere le batterie una parte significativa dell’approvvigionamento energetico dello Stato.

A titolo di esempio, 10 GW sono sufficienti a soddisfare circa il 20% del picco di domanda di elettricità registrato nella rete gestita dal California Independent System Operator (CAISO), l’operatore della rete di trasmissione dello Stato.

A questa scala, è possibile verificare se le batterie riescano effettivamente a svolgere le funzioni promesse dai loro fautori, cioè gestire l’assenza serale dell’energia solare, consentire una maggiore produzione di energia fotovoltaica nelle ore diurne e ridurre la necessità di bruciare gas naturale.

I dati reali di aprile indicano che le batterie stanno mantenendo le loro promesse. Prendiamo ad esempio le operazioni medie di 24 ore del parco batterie CAISO.

Solo sei anni fa, l’entità della carica e scarica delle batterie era così marginale da essere a malapena registrata sul grafico. Con il passare del tempo, le linee si sono fatte più ripide: le batterie si caricano molto di più durante le ore di sole, quando la produzione fotovoltaica è economica e abbondante; rilasciano molta più energia alla rete la sera, quando la produzione solare si esaurisce, e la mattina, prima che riprenda.

Nell’illustrazione, il dispacciamento medio nell”arco della giornata delle batterie CAISO a intervalli di cinque minuti per il mese di aprile nel periodo 2018-2024.

Nel solo ultimo anno, la scarica media delle batterie serali di aprile è raddoppiata, raggiungendo 5 GW. Dato che in California sono stati installati 10 GW di batterie, alcune delle quali al di fuori dei confini della CAISO, c’è già la possibilità di migliorare ulteriormente queste prestazioni.

La necessità di intercettare l’aumento della generazione fotovoltaica

La recente impennata nella capacità delle batterie consente un maggiore equilibrio con la generazione fotovoltaica della California, che ha vissuto negli ultimi anni una grossa espansione. Lo Stato negli anni passati spesso aveva una produzione così elevata a mezzogiorno da dover buttare via gigawatt di energia pulita a basso costo per mancanza di domanda o di capacità di accumulo.

Grid Status ha tracciato la generazione negli ultimi sei anni e ha rilevato che la produzione FV di aprile si è fermata intorno ai 9 GW nel 2018, 2019 e 2020. Poi è balzata dal 2021 al 2023, avvicinandosi a 12 GW, prima di salire ulteriormente a 15 GW quest’anno, come mostra l’illustrazione di Grid Status.

Una tale rapida espansione della generazione fotovoltaica ha svolto un ruolo di acceleratore, o catalizzatore, spingendo gli operatori a moltiplicare a sua volta la capacità di accumulo elettrochimico, per intercettare la crescente produzione solare.

La sovrabbondanza di elettricità solare a mezzogiorno, in assenza di batterie, infatti, deprime i prezzi della corrente e rende di fatto impossibile finanziare nuovi impianti fotovoltaici autonomi in un mercato saturo. L’aggiunta dell’accumulo fa sì che i nuovi progetti FV siano più convenienti dal punto di vista economico, spostando una parte della loro produzione verso le ore serali, meglio remunerate per i produttori.

La California si sta emancipando dal gas?

Il gas rimane la spina dorsale del sistema elettrico californiano, nonostante la spinta dello Stato verso l’energia pulita.

L’impennata della capacità fotovoltaica ha reso in un certo senso il gas più importante che mai per rispondere rapidamente all’aumento del fabbisogno energetico serale. Ma lo scorso aprile è successo qualcosa di sorprendente, rispetto agli aprile passati: l’aumento serale del gas è crollato, come evidenziato dalla famigerata curva dell’anatra.

Nei mesi di aprile dei tre anni precedenti al 2024, la flotta di impianti a gas della CAISO si è accesa dopo il tramonto, mettendo a disposizione del sistema 9-10 GW, mentre la generazione solare scompariva.

Invece nell’aprile 2024, il gas è arrivato solo a poco più di 5 GW. Il grafico qui sopra è la fotografia schematizzata della flotta di centrali a gas che tenta di toccare le vette raggiunte negli anni passati, ma che si scontra con una nuova forza che ne blocca l’ascesa: la flotta concorrente delle batterie di rete.

I dati di dispacciamento della CAISO mostrano che le ore serali sono adesso ben presidiate dalle batterie, con un contributo simile a quello del gas, come accennato all’inizio.

Per anni, le sere in California sono state appannaggio della generazione fossile. Ora, la capacità serale è sempre più un terreno di sfida con le batterie, almeno nei mesi di spalla, come aprile. Questi sono mesi favorevoli alle rinnovabili, caratterizzati da un clima mite, con minore richiesta di elettricità per l’aria condizionata, quando è più facile per il fotovoltaico soddisfare le esigenze dei clienti.

Ciò nonostante, il sole tramonta anche in primavera, e rimane la novità che in questi frangenti il gas e le batterie se la giocano per soddisfare la domanda.

Il gas continuerà a svolgere un ruolo cruciale nei mesi più caldi, quando la domanda serale supererà la capacità del nuovo parco batterie in California. Ma le tendenze di aprile confermano la tesi che l’accumulo e il fotovoltaico possono favorire la transizione verso l’energia pulita anche nelle ore notturne.

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