SETTEMBRE 2017
 
Energia come community asset e orizzonte di sviluppo per le imprese di comunità

Energia come community asset e orizzonte di sviluppo per le imprese di comunità

Abstract

Le nuove tecnologie per la produzione distribuita di energia stanno raggiungendo un livello di maturità che lascia presagire un ampio sviluppo di iniziative dal basso nella costituzione di “sistemi energetici locali”, formule che giocano un ruolo cruciale nella ridiscussione dell’intero sistema infrastrutturale e del mercato dell’energia. Se questo tema è ampiamente trattato dal punto di vista tecnologico ed ingegneristico, il dibattito sulle caratteristiche delle organizzazioni che dovranno guidare le iniziative locali è appena iniziato. Obiettivo del paper è fornire un quadro dello stato attuale della diffusione dei sistemi energetici locali, degli approcci sperimentati e riflettere su quale possa essere il ruolo delle imprese di comunità. Il punto chiave è rappresentato dagli aspetti normativi e regolatori relativi al “grande” mercato energetico, un ecosistema normativo basato su operatori, produzioni e reti centralizzate che poco si presta alle particolari esigenze delle iniziative locali. L’analisi intende aprire un nuovo orizzonte di sviluppo delle Imprese di Comunità Energetiche, ponendo una riflessione sul loro ruolo nel dibattito generale e sullo sviluppo di città e territori policentrici.


New technologies for the production and distribution of energy are reaching a maturity level the lets us hope for a widespread development of bottom-up initiatives in the constitution of “local energy systems”, which play a crucial role in rediscussing the entire infrastructure and the energy market. On the one hand this topic is widely debated from a technological and engineering point of view, on the other hand the discussion on the features of the organizations that will lead local initiatives has just began. The main objective of this paper is to provide a general overview on the current state of local engineering systems diffusion, of the approaches already experimented and focus on the role of community enterprises. The key point is represented by the normative and regulatory aspects concerning the “main” energy market, a normative ecosystem based on operators, productions and centralized networks which is not particularly in line with the peculiar needs of local initiatives. This analysis aims at opening a new development perspective on Energy Community Enterprises, suggesting a consideration on their role in the general debate and in the development of cities and polycentric territories.

 

Introduzione

Le tecnologie disponibili per la creazione di sistemi energetici locali (dispositivi locali di approvvigionamento energetico, smart grid, micro grid etc.) stanno raggiungendo un livello di maturità tale da ipotizzarne una diffusione su larga scala (Energy & Strategy Group, 2014). Questi nuovi sistemi energetici locali ad alto capitale tecnologico possono produrre vantaggi integrati come l’efficienza, la riduzione dei costi (di produzione e consumo), il miglioramento della qualità dell’approvvigionamento, la maggior diffusione di produzioni rinnovabili, lo sviluppo di nuove filiere di produzione, la creazione di occupazione e l’attivazione di iniziative locali per l’empowerment economico e sociale delle comunità.

Ad esclusione di contributi puntuali su forme organizzative tradizionali come le cooperative di utenza (Spinicci, 2011), la discussione sui sistemi energetici locali è principalmente trattata in termini tecnologici ed ingegneristici. Risulta quindi necessario ampliare il dibattito collegando la “produzione distribuita” alle teorie e alle pratiche di imprese di comunità, ossia alle organizzazioni che promuovono formule innovative di sviluppo, auto-regolamentazione e gestione di spazi e servizi per le comunità locali (Tricarico, 2014; Cottino, Zandonai, 2014; Bailey, 2012; Brunetta, Moroni, 2011). Obiettivo di questo paper sarà anche inquadrare quali possano essere le criticità che le imprese di comunità energetiche dovranno affrontare per inserirsi in un ipotetico scenario di riorganizzazione energetica globale.

 

Set tecnologici disponibili e sistemi energetici locali

Quando parliamo di sistemi energetici locali intendiamo la predisposizione di una serie di tecnologie utili a realizzare un sistema di produzione e distribuzione locale dell’energia, oltre ai sistemi in grado gestirne l’utilizzo. Tra questi sicuramente le smart grid rappresentano un esempio importante ed avanzato, senza dimenticare però le micro grid (on e off-grid) e altri sistemi sperimentali di on-site utility e/o di coalizione di utenze (Mendes et al., 2011; Chicco, Mancarella, 2009; Hiremath et al., 2007). Grazie all’implementazione di soluzioni tecnologiche per la produzione distribuita di energia e la gestione intelligente dei flussi energetici nella distribuzione, vi sono diverse possibilità di approvvigionamento energetico locale, utilizzabili per ottenere diversi benefici in termini di costi e qualità dell’energia.

Per quanto riguarda la produzione distribuita, le ricerche di settore mostrano come le fonti rinnovabili hanno raggiunto ad oggi un livello ottimale di funzionalità e maturità tecnologica (Energy & Strategy Group, 2014) con buone performance tecnico-economiche. In supporto alle produzioni rinnovabili, un set tecnologico chiave è sicuramente rappresentato dalle batterie e dai sistemi di stoccaggio di energia (storage elettrochimici e non). Questi rappresentano la vera svolta in termini di funzionamento off-grid, ossia nella possibilità dei sistemi di essere indipendenti dalla rete di trasmissione nazionale (e quindi dal mercato dei grandi operatori), diventando autonomi a tutti gli effetti. Un recente rapporto effettuato da UBS (UBS Global Research, 2014) (in collaborazione con società come Tesla e Umicore) sullo stato di fatto e le prospettive di sviluppo dell’innovazione tecnologica nel settore storage per edifici, mostra il dirompente potenziale di mercato nei prossimi 20 anni, con riduzioni dei costi di stoccaggio dell’energia fino al 50% per il 2020 (Tabella 1).

tricarico1Tabella1: Riduzione del costo dei sistemi storage al litio entro il 2020 | Costi stimati (E) per l’energia stoccata in batterie (€/kWh) (UBS Global Research, 2014). Fonte: Tesla, Umicore, UBS | Rielaborazione grafica dell’autore.

Altre tecnologie1 sviluppate per supportare i sistemi locali sono:

  • i sistemi software di metering per le previsioni dei consumi e di monitoraggio delle produzioni rinnovabili e i sistemi hardware che possono impartire automaticamente le modalità di funzionamento in base alla misurazione dei parametri di consumo (Bearl et al., 2010);
  • le tecnologie di distribuzione dell’energia elettrica e termica (rete di teleriscaldamento), ossia le nuove infrastrutture locali per il trasporto di energia dai punti di produzione a quelli di consumo (o alla rete pubblica). Queste possono essere supportate da reti di comunicazione che abilitano lo scambio informativo tra i vari “nodi” di produzione e consumo, cablate (fibra ottica etc.) o wireless, per migliorare le performance dello smart-metering (Feng et al., 2013). 

 

Dal sistema centrale alle unità decentrate: aspetti infrastrutturali 

La grande rete energetica rappresenta da sempre l’infrastruttura essenziale per le attività umane ed il funzionamento delle società contemporanee. Grazie ad esse vengono forniti: energia ad abitazioni ed uffici; riscaldamento e raffreddamento quando le condizioni climatiche lo richiedono; connessione tra produttori e consumatori; trasporto di flussi energetici e calore tra Regioni e Stati diversi. Secondo un recente studio prodotto da McKinsey (Dobbs et al., 2013) il valore medio mondiale per nazione relativo allo stock infrastrutturale energetico (comprese strade e vie d’acqua) si attesta intorno al 70% del PIL. Il mantenimento di questa rete – secondo le stime prodotte dalla International Energy Agency (IEA International Energy Agency, 2012) – costa globalmente 1.6 bilioni di dollari e circa 1.5% del PIL mondiale per soddisfarne la domanda. Se consideriamo altri costi come le stime sulle esternalità negative delle emissioni prodotte dall’attuale sistema (ad esempio i cambiamenti climatici) e gli investimenti necessari per garantire l’allargamento dell’accesso all’energia, i costi dell’attuale sistema potrebbero aumentare considerevolmente (Goldthau, 2014). Un capitale enorme la cui produttività dipende dal mantenimento dell’attuale paradigma tecnologico, una configurazione così imponente in termini di asset fisici e finanziari che rallenta l’innovazione e la ricerca di nuove formule di organizzazione (ibid.).

Rispetto alle nuove possibilità di riconfigurazione, un recente contributo di Moroni (Moroni, 2015) è utile per inquadrare lo scenario: “Se pensiamo alle infrastrutture energetiche, comprendiamo naturalmente le infrastrutture fisiche necessarie alla produzione, trasformazione, trasmissione, distribuzione e accumulazione energetica. L’attuale configurazione nella produzione dell’energia elettrica è principalmente generata in grandi impianti di notevole potenza, collocati, solitamente, lontano dagli utenti finali che vengono raggiunti attraverso lunghe linee e diramazioni. Considerando l’asset di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica in Italia, ad esempio, l’attuale rete di trasmissione è composta da 63.500 km di linee (www.terna.it)”. Un possibile scenario alternativo nella diffusione dei sistemi energetici locali prevedrebbe invece “l’utilizzo di numerosi impianti di piccola potenza, posti vicino al punto di consumo dell’energia stessa. Questo potrebbe al momento avvenire combinando impianti basati ancora su combustibili fossili e altri che si affidano invece a fonti rinnovabili. Per il futuro potremmo spostare tutto in questa seconda direzione, in particolare fotovoltaico e solare termico, mini eolico e idroelettrico, geotermico” (ibid). Lo stesso scenario è stato ipotizzato dal ricercatore e parlamentare tedesco Hermann Scheer2 nel famoso saggio Imperativo Energetico, come realizzare la completa riconversione del nostro sistema energetico (Scheer, 2010), dove sostiene che “l’uso estensivo di fonti rinnovabili può essere attuato solo attraverso molte iniziative indipendenti in molti luoghi diversi, ridiscutendo l’intero sistema infrastrutturale e redistribuendo le opportunità del mercato”.

L’ipotesi della diffusione di sistemi energetici locali deve quindi essere accompagnata da un’attenta riflessione su quali organizzazioni possano esserne responsabili. In questo scenario emergono nuove opportunità per organizzazioni collettive di produzione e gestione di servizi energetici; non tanto quelle composte da singole unità abitative, commerciali o industriali (come spesso si immagina, anche in termini di possibili innovazioni legislative), quanto piuttosto nuove forme di imprese di comunità, le Imprese di Comunità Energetiche (ICE), ossia aggregazioni di individui auto-organizzate e auto-regolate che, oltre agli ambiti di azioni di più tradizionale appannaggio delle imprese di comunità, potrebbero occuparsi di questioni energetiche. Si può inoltre ipotizzare la nascita di coalizioni tra più ICE, per potenziarne l’azione e la diffusione sui territori in concomitanza dello sviluppo di filiere di produzione.

Un sistema policentrico di generazione dell’energia di questo tipo può inoltre essere reso più efficace dalle smart grid e dalla disponibilità di tecnologie abilitanti, ossia nuovi tipi di “reti intelligenti interattive” a cui si possono agganciare le molteplici unità. Mentre le reti elettriche tradizionali distribuiscono a utenti passivi l’energia proveniente da un unico centro produttore, in questo caso avremo una molteplicità di prosumers (consumatori e produttori) che si connettono a reti in grado di gestire flussi plurimi di energia che possono indifferentemente andare in una direzione piuttosto che l’altra. Una rete di questo genere riesce a rispondere in maniera tempestiva alle richieste di minore o maggiore consumo dei vari utenti, garantendo una gestione ottimale e immediata dell’insieme. Come sostiene Moroni (Moroni, 2015) “non è necessario che la smart grid sia pubblica (Lowi, Crews, 2003); e non è nemmeno necessario che sia unica e universale. In questo scenario non solo non ci sono ragioni intrinseche per parlare di ‘monopolio naturale’ nella generazione dell’energia; non ce ne sono neppure nella distribuzione3”.

 

Policentrismo energetico: implicazioni prevedibili

Possiamo considerare due tipologie di implicazioni prodotte da un sistema policentrico e dalla diffusione dei sistemi energetici locali: implicazioni di tipo generale (sistemiche), rispetto alla produzione energetica, e implicazioni rispetto ai singoli utenti o a coalizioni di utenti4. Per quanto riguarda le implicazioni sistemiche vano tenuti in considerazione:

  • risparmio energetico e costi di produzione;
  • performance ambientali e riduzione delle emissioni inquinanti;
  • gestione delle infrastrutture, costi della rete nazionale e le esternalità negative. 

La diffusione dei sistemi energetici locali può dare luogo a due categorie di implicazioni verso i singoli e/o le coalizioni di utenti:

  • riduzione dei consumi e miglioramento della qualità ed affidabilità della fornitura energetica;
  • riduzione della vulnerabilità energetica di alcune fasce di popolazione. 

Il risparmio energetico complessivo e i costi di produzione

Realisticamente la produzione potrebbe risultare ad oggi più costosa, a causa principalmente della taglia ridotta degli impianti. Ciò però sarebbe controbilanciato dall’assenza di perdite connesse alla trasmissione dell’elettricità per lunghi tragitti (Energy & Strategy Group, 2014) (le perdite di energia associate alla trasmissione e distribuzione in Italia sono state nel 2007 pari al 6,2% dell’energia immessa in rete e il 6% nel 2008 - www.terna.it). 

Le performance ambientali e la riduzione delle emissioni inquinanti

L’aspetto più rilevante dei sistemi energetici locali è rappresentato dall’utilizzo di produzioni distribuite basate principalmente su fonti rinnovabili (Scheer, 2010). La dipendenza delle produzioni basate su combustibili fossili (sotto forma di carbone, gas naturale e petrolio) genera l’immissione in atmosfera di miliardi di tonnellate all’anno di anidride carbonica (34,5 nel 2012) (PBL Netherlands Environmental Assessment Agency, 2012). Attualmente i circa 14.000 miliardi di watt di energia consumati globalmente (nell’anno 2012), al 79 % vengono prodotti da combustibili fossili; nell’area OCSE (nel 2013) in percentuale dell’81% (IEA International Energy Agency, 2014). 

La gestione delle infrastrutture, i costi della rete nazionale e le esternalità negative

I sistemi distribuiti potrebbero impiegare in maniera più efficiente il calore di scarto che è possibile recuperare dalla trasformazione dell’energia, calore disperso nella grandi centrali in quanto è poco conveniente convogliarlo verso utilizzatori lontani (Butera, 2004). L’energia auto-consumata all’interno di sistemi locali comporterà un minore sfruttamento dei componenti della rete pubblica (linee e trasformatori) e una riduzione degli investimenti di rete (Energy & Strategy Group, 2014). Inoltre, gli impianti distribuiti sarebbero più facilmente localizzabili e molto meno impattanti sul territorio. Bisogna inoltre tenere conto di importanti esternalità negative derivanti dalla grande rete di trasmissione, come le radiazioni elettromagnetiche e i comprovati danni provocati alla salute umana (Draper et al., 2005). 

Riduzione dei consumi e miglioramento della qualità ed affidabilità della fornitura energetica

La generazione distribuita dell’energia consentirebbe la creazione di network non gerarchici e competitivi, con un aumento dell’autonomia e della possibilità di scelta in termini di soluzioni più adatte alle esigenze locali (Butera, 2004), generando la prevedibile riduzione dei costi per i consumatori finali. L’energia auto-consumata dai sistemi locali, inoltre, non dovrebbe essere più trasportata tramite la rete pubblica, comportando così una riduzione delle perdite del sistema complessivo. 

Riduzione vulnerabilità energetica di alcune fasce di popolazione

Osservando l’esempio italiano, negli ultimi 20 anni si è registrato un progressivo aumento dei costi energetici (NE Nomisma Energia, 2013). Questo fenomeno è da imputare da un lato alla forte dipendenza dalle importazioni di materie prime, dall’altro alla mancata liberalizzazione e riconfigurazione della rete nazionale di trasmissione (Bitetti, Rocca, 2014) e alla continua tassazione energetica come fonte per il reperimento di risorse pubbliche. Questo potrebbe comportare un inasprimento della energy poverty (Faiella, Lavecchia, 2014; Oldfield, 2011), ossia l’incapacità di acquistare un paniere minimo di beni e servizi energetici. È necessaria la ridiscussione dei monopoli pubblici sulle reti e configurazioni infrastrutturali attualmente impostate sul modello delle produzioni e distribuzioni centralizzate. Per contrastare il fenomeno, in paesi come il Regno Unito in cui il problema è analizzato da molti anni (Boardman, 1991) sono state attivate politiche per promuovere la nascita di Imprese di Comunità Energetiche (DECC Department of Energy & Climate Change, 2014), oltre a misure per favorire l’efficienza nelle aree in cui risiedono le famiglie maggiormente disagiate .

 

Altri aspetti per la diffusione dei local energy system: tra regole e mercato

Le ricerche effettuate sulle implicazioni dell’innovazione tecnologica nelle organizzazioni delle società mostrano come le tecnologie co-evolvono con le istituzioni, gli operatori sociali e le politiche, formando un sistema socio-tecnologico (Goldthau, 2014; Geels, 2002). Il sistema attuale ha sicuramente favorito i large technological systems, impostando un quadro normativo che ha indotto la conseguente organizzazione socio-economica basata su grandi energy providers e una conseguente organizzazione territoriale della rete (ibid.). La profonda integrazione di questo paradigma tecnologico nei sistemi normativi tende a bloccare la possibilità di cambiamenti radicali verso formule decentrate. A questo è corrisposta la creazione di barriere monopolistiche e forti interessi economici legati al mantenimento dell’attuale assetto5.

L’attuale assetto globale delle produzioni, legato alle fonti tradizionali (IEA International Energy Agency, 2012; 2014) è però poco efficace rispetto alle condizioni poste ad esempio dalle direttive europee (The 2020 climate and energy package; Parlamento Europeo, 2011) volte a favorire la riduzione di emissioni (del 20%) e la promozione nell’utilizzo di fonti rinnovabili (che dovranno raggiungere il 20% del totale) per l’anno 2020. Sarà difficile il raggiungimento di tali obiettivi senza superare gli attuali monopoli, promuovendo formule regolative che agevolino la decentralizzazione, la creazione di nuovi accordi che spingano sul passaggio da società energetica passiva ad una attiva. Alcuni Paesi hanno compreso questa possibilità e cercato di attirare investimenti in unità distribuite di produzione, in particolare nei sistemi di produzione basati sul fotovoltaico. Negli Stati Uniti, ad esempio, alcune amministrazioni locali lavorano per garantire la solar grid parity6 di iniziative di produzione locale (Farrell, 2012). Alcuni organismi come l’Institute of Local Self-Reliance lavorano in collaborazione con le amministrazioni, elaborando politiche equilibrate in grado di promuovere efficienza, l’autonomia economica e la diffusione su larga scala delle Imprese di Comunità Energetiche.

Il tentativo di sostenere le produzioni locali tramite politiche ad hoc sta minacciando i margini dei profitti di alcuni grandi operatori attivi nel mercato della vendita dell’energia (Crouch, 2014), aspetto che si riflette nelle intense attività di lobbying e pressioni verso i legislatori europei per preservarne la posizione. Rispetto a questo tema, il nodo cruciale è rappresentato dal riposizionamento delle large-utilities nel mercato di produzione e distribuzione energetica locale, minacciato dal potenziale ingresso di nuovi attori competitors come le Imprese di Comunità Energetiche (UBS Global Research, 2014). Nelle proiezioni del mercato potenziale (basato sul cambio di paradigma verso sistemi energetici locali con nuove tecnologie di storage e fotovoltaico) effettuate dallo studio UBS (UBS Global Research, 2014) ci sono situazioni diverse nei diversi Paesi Europei7 (Tabella 2). L’italiana ENEL è in ottima posizione nella possibile riorganizzazione del mercato di riferimento, essendo proprietaria della rete di distribuzione e potenzialmente capace di promuovere investimenti per il rinnovo delle infrastrutture (ibid.).

tricarico2Tabella2: Up/downside risk previsto nel passaggio a produzione distribuita tramite tecnologie di produzione solare con storage. Fonte: Rielaborazione del grafico sulle Utility Europee (confrontando 2025 con il 2016) (UBS Global Research, 2014).

Luca Tricarico Politecnico di Milano