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È giunto il momento: da consumatori di energia a prosumer di energia

Emiliano Cevenini •

I data center e altri tipi di infrastrutture critiche sono solitamente consumatori di energia relativamente passivi piuttosto che partecipanti attivi alla rete.

È vero che la maggior parte dei grandi impianti dispone di un qualche sistema di generazione di energia, ma questi non sono utilizzati come fonte primaria di energia bensì per mantenere la disponibilità durante un'interruzione della rete elettrica.

Vi sono tuttavia segnali che questa situazione stia cominciando a cambiare. Ci sono stati tentativi di incoraggiare i gestori degli impianti più critici a utilizzare batterie o generatori per partecipare alla cosiddetta domanda/risposta alla rete, riducendo l'uso dell'energia della rete o immettendovi energia, ma finora il risultato è stato relativamente modesto.

Tuttavia, l'emergere di nuove tecnologie a sostegno dei cosiddetti servizi di energia critica (CE, Critical Energy) e un panorama energetico in continuo mutamento potrebbero stimolare in futuro una maggiore partecipazione a questo tipo di iniziative. Questa evoluzione potrebbe condurre alla nascita di un maggior numero di cosiddetti "energy prosumer" che gestiscono attivamente un rapporto interattivo e transazionale con la rete elettrica.

Panoramica sulla Critical Energy

I servizi energetici critici (CE, Critical Energy) possono essere grossolanamente suddivisi in due aree chiave:

  • A monte del contatore (FtM - Front of the Meter): ad esempio, con l'impiego di accumulatori centralizzati di energia a batterie su scala di utility per aiutare a gestire l'impatto delle fonti rinnovabili intermittenti.
  • A valle del contatore (BtM - Behind the Meter): utilizzando generatori diesel, batterie di UPS o altre tecnologie di generazione locale per fornire agli operatori delle infrastrutture critiche l'autonomia dalla rete o per immettere energia nella rete stessa.

Poiché si tratta di aree molto diverse tra loro a cui sono interessate entità diverse, concentriamoci sullo scenario BTM.

Secondo un sondaggio online condotto nel nostro recente webcast sull'argomento, circa il 68% degli intervistati ritiene che la crescita maggiore nelle applicazioni dei sistemi di accumulo di energia nel 2019 si verificherà nei servizi BTM.

Alcune delle principali attività nel settore dei servizi BTM comprendono:

  • Servizi di domanda/risposta
  • Ottimizzazione dei costi energetici
  • Integrazione microgrid

Esistono organizzazioni specifiche che potrebbero trarre vantaggio dalla partecipazione ai servizi di energia critica in campo BTM, tra cui i data center e altri operatori di grandi infrastrutture critiche in grado di partecipare al mercato dell'energia.

Secondo un'analisi condotta da Navigant Research, consulenti di ricerca in campo energetico, Stati Uniti, Germania, Giappone, Australia e Corea del Sud saranno i principali mercati per l'adozione dei servizi BTM. Ma anche il Regno Unito sta emergendo come un forte mercato a breve termine per l'immagazzinamento distribuito dell'energia.

È importante comunque sottolineare che l'accesso ai mercati dell'energia spesso non è semplice e di solito richiede che ci si sappia destreggiare tra regolamenti complessi e difficoltose negoziazioni contrattuali. Anche la regolamentazione e l'adozione differiscono da una regione all'altra.

BTM: “Aggregatori” versus "Autogestiti"

Approfondendo l'analisi dei servizi BTM, le organizzazioni dispongono di due punti di accesso principali:

  • Aggregatori. Si tratta in effetti di società che consentono a piccole unità di stoccaggio dell'energia di partecipare al mercato dell'elettricità. Il mercato dell'elettricità non è facilmente accessibile, soprattutto per le piccole imprese. Gli aggregatori mettono assieme più fonti di stoccaggio dell'energia di piccole dimensioni in modo da poter fornire un supporto della portata richiesta dalle società di utility. L'aggregatore può controllare lo stato delle apparecchiature basate su batterie, come i sistemi di continuità.
  • Autogestiti. In questo scenario, il cliente tratta direttamente con un gestore di rete nazionale. Tecnicamente è più impegnativo, ma in tal modo può trattenere tutti i ricavi associati. Tuttavia, è probabile che sia ancora necessario un aiuto esterno da parte di consulenti, progettisti di sistemi, ecc. L'altra complicazione è che il cliente deve gestire direttamente i contratti e le offerte di appalto, alcune delle quali devono essere rinegoziate ogni sei mesi o ancora più frequentemente, talvolta persino quotidianamente.

Soluzioni per infrastrutture critiche per "Prosumer": UPS di ultima generazione

Quali sono dunque le tecnologie reali che consentiranno agli operatori di partecipare ai servizi di Critical Energy? Un buon esempio è offerto da quello che chiameremo UPS di ultima generazione. Il compito primario di ogni sistema di continuità è quello di proteggere il carico e fornire una qualità ottimale dell'alimentazione. Tuttavia, date le sfide e le opportunità legate alle reti energetiche di nuova generazione, riteniamo che vi sia l'opportunità di sviluppare servizi basati su UPS di ultima generazione. Questi sistemi continueranno a garantire backup e qualità dell'alimentazione, ma sono anche in grado di occuparsi di:

  • Gestione della domanda
  • Arbitraggio dell'energia
  • Servizi della rete elettrica

Quando un'organizzazione come Vertiv si rivolge ai clienti per suggerire l'adozione di un UPS abilitato al supporto della rete elettrica, deve ovviamente concentrarsi sulla capacità dei banchi di batterie in termini di kWh. I nostri clienti ci hanno chiesto di ridurre i kWh immagazzinati nelle batterie. Alcuni, addirittura, vogliono un tempo di autonomia del gruppo batterie di solo cinque minuti o meno. Tuttavia, per trarre vantaggio da questi nuovi servizi energetici critici, dovranno spesso investire in batterie in modo più strategico e con una visione a più lungo termine. Il vantaggio, d'altro canto, è che si tratta di un investimento incrementale. Possiamo parlare con i nostri clienti dello sviluppo di un'opportunità di business con costi incrementali a fronte di ricavi incrementali.

Un sistema di continuità idoneo per il supporto della rete elettrica è in grado di fornire alcuni stratagemmi intelligenti. Ad esempio, il livellamento dei picchi o lo spostamento temporale dell'energia. Le batterie vengono caricate nelle prime ore in cui la domanda è bassa, ma durante i picchi di domanda possono essere scaricate per ridurre il carico complessivo sulla rete.

Questo approccio presenta dei vantaggi per il cliente e per il gestore della rete. Dato per scontato che il cliente paga di più per l'energia durante il giorno - specialmente durante i momenti di picco - si dovrebbe ottenere una riduzione della bolletta complessiva. Il vantaggio per la rete elettrica è quello di "ammorbidire" il profilo del carico durante il giorno.

Sistemi di continuità di ultima generazione: rischi e vantaggi

È anche fondamentale sottolineare che questa attività nel suo complesso non incide, né mette a rischio in nessun modo, la missione primaria dell'UPS, che è quella di proteggere il carico. La capacità utilizzata per i servizi di rete è un surplus rispetto alla ridondanza energetica di base necessaria per proteggere il carico. Dovremmo assicurarci di avere sempre kWh sufficienti di capacità della batteria dell'UPS per alimentare il carico in caso di interruzione dell'alimentazione di rete. La situazione può essere tenuta sotto controllo all'interno dei circuiti di monitoraggio dell'UPS o attraverso il controllore esterno del sito.

Quindi, se i rischi per il carico possono essere mitigati, quali sono i vantaggi effettivi derivanti dall'investimento in servizi di supporto alla rete? La tabella che segue fornisce i dettagli di un esempio reale di un impianto in Irlanda.

Data center di riferimento - Irlanda

Solo UPS (Euro 000)

UPS + generatori diesel

20 MW con 5 min di autonomia (N=2)

Carico supportabile 9,6 MW

Energia dell'UPS 320 kWh

  • Risposta rapida in frequenza (0-5 s)
  • Riserva primaria operativa (5-15 s)
  • Riserva secondaria operativa (15-90 s)
  • Risposta rapida in frequenza
  • Riserva primaria operativa
  • Riserva secondaria operativa
  • Riserva terziaria operativa (5-20 m)
  • Potenza reattiva in regime statico (indefinita)
  • Contributo del generatore diesel (20 m – 8 h)

Totale ricavi di sito p.a. (Euro)

1.395

1.975

Si tratta di un mercato in evoluzione, per cui è probabile che i ricavi cambino nel tempo. Ma anche per una grande struttura questi sono numeri che cominciano ad essere interessanti.

Ad esempio, per gli operatori di data center di colocation che hanno un modello di business in cui la competitività in termini di prezzo al metro quadrato è fondamentale, questo tipo di entrate aggiuntive potrebbe essere molto interessante. Il tutto, naturalmente, a patto che sia soddisfatta la missione primaria di proteggere il carico. Per garantire ciò, Vertiv cerca di sostenere gli accordi sul livello dei servizi (SLA) che gli operatori dei data center commerciali hanno con i loro clienti se scelgono di impegnarsi in questo tipo di servizi energetici di rete.

Batterie agli ioni di litio

Le batterie agli ioni di litio stanno diventando molto interessanti per applicazioni quali l'accumulo distribuito di energia o anche lo stoccaggio di energia a livello di utility. Le ragioni sono molteplici:

  • Livelli di cicli prolungati
  • Alta efficienza
  • Alta densità di energia
  • Capacità di scarica senza compromettere la durata della batteria
  • Carica e scarica rapide
  • Prezzi più bassi rispetto al passato.

Per la "smussatura" dei picchi o lo spostamento temporale, la capacità di scarica e ricarica per un periodo di tempo determinato è cruciale. Il prezzo del kWh è diminuito negli ultimi anni e si prevede che continuerà a scendere.

Conclusioni

Stanno emergendo nuovi modi per monetizzare le risorse esistenti, come UPS e generatori, pur mantenendo il focus sulla missione primaria delle apparecchiature di resilienza: proteggere il carico. Questo tipo di servizi sta diventando fondamentale in quanto le energie rinnovabili intermittenti continuano a rappresentare una sfida per la produzione di energia convenzionale. Per compensare (e livellare) questa fornitura di energia rinnovabile saranno necessari nuovi servizi di stoccaggio sia a monte che a valle del contatore. Gli operatori dei data center e di altri tipi di infrastrutture critiche avranno un ruolo chiave da svolgere in questo panorama energetico in evoluzione, che offrirà nuovi modi per generare profitti e ridurre i costi.

Guarda il webcast "Come guadagnare dall'energia immagazzinata in sistemi UPS e generatori per i servizi di rete?" - Giugno 2018 https://www.vertivco.com/en-emea/about/news-and-insights/events/webcast-how-to-earn-revenue-from-stored-power-in--ups-systems-and-generators-for-grid-services/

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