Che cos’è una Centrale Elettrica Virtuale?

Un impianto preso singolarmente non può contribuire alla transizione energetica: per i produttori di energia elettrica da energie rinnovabili (e non solo) l’idea di aggregarsi in unità funzionali di dimensioni maggiori per affermarsi nei mercati dell’energia era già presente, ma solo come idea teorica. Sulla scia di questo approccio sono nati in Europa, a seguito della liberalizzazione generale del mercato dell’energia elettrica risalente alla fine degli anni Novanta, i primi progetti ancora sostanzialmente teorici di sviluppo di Centrali Elettriche Virtuali.  Non era allora concepibile lo sviluppo di questi progetti in scala più grande o a mercato perché ancora le tecnologie di controllo remoto, la digitalizzazione e il contesto normativo non erano pronti.
Negli ultimi anni si sono verificati due eventi che hanno favorito notevolmente lo sviluppo delle Centrali Elettriche Virtuali: da una parte la velocizzazione del processo di digitalizzazione che ha permesso la creazione di un sistema di controllo potente, affidabile e performante nelle comunicazioni in tempo reale; dall’ altra, la diffusione degli impianti di generazione da fonte rinnovabile e il progressivo smantellamento delle centrali termoelettriche tradizionali. Il regolatore ha di conseguenza provveduto a preparare normative che hanno accompagnato la nascita di Centrali Elettriche Virtuali e la loro affermazione nei mercati europei. 

Le Centrali Elettriche Virtuali si presentano al mercato alla stregua di una grande centrale elettrica e possono raggiungere le dimensioni di una o più centrali nucleari dal punto di vista della loro potenza installata. Dato che sono composte da impianti  (spesso rinnovabili) interconnessi, l’immissione è soggetta a oscillazioni: se ad esempio non splende il sole e/o il vento è debole, gli impianti eolici e fotovoltaici alimentano la Centrale Elettrica Virtuale con potenza inferiore. Accanto a una varietà teoricamente illimitata di produttori di energia, anche i consumatori di energia, le centrali di accumulo e gli impianti di conversione di energia, quali quelli da elettricità a gas (power-to-gas, P2G) o da elettricità a calore (power-to-heat, PtH), possono essere integrati nell' aggregato di impianti. Risulta fondamentale il contributo di impianti da diverse fonti e con diverse tecnologie in quanto riescono  fornire compensazioni e garantire che sia rispettato il bilancio energetico.

Questi collegamenti dati bidirezionali dei singoli impianti alla Centrale Elettrica Virtuale non consentono soltanto l'invio di comandi, ma forniscono continuamente e in tempo reale dati sullo stato degli impianti connessi e pertanto anche della Centrale Elettrica Virtuale. Si possono così ad esempio generare previsioni precise riguardo l'immissione o il prelievo di energia elettrica e  ottimizzare la programmazione degli impianti regolabili conoscendo l'immissione degli impianti impianti eolici e fotovoltaici, il consumo dei carichi elettrici e lo stato degli accumulatori si energia. L'acquisizione e l'elaborazione dei dati è effettuato dalla piattaforma della Centrale Elettrica Virtuale che provvede anche ad inviare comandi agli impianti frutto dell'ottimizzazione economica dell'esercizio.

Attraverso i dati acquisiti in tempo reale nella Centrale Elettrica Virtuale anche i consumatori di energia elettrica (clienti industriali e commerciali) possono beneficiare direttamente dell'ottimizzazione economica legata ai prezzi di mercato. Operando in questo modo si può concentrare il consumo nei periodi in cui in borsa il prezzo dell'energia è più conveniente. Se un’azienda  sposta il picco del proprio consumo di energia elettrica quando è più conveniente può risparmiare fino a un terzo dei costi di energia.
Tale ottimizzazione può essere eseguita dalla Centrale Elettrica Virtuale  anche in modo del tutto automatico: il sistema di controllo della Centrale Elettrica Virtuale invia impulsi al quadro di controllo dell’azienda, intervenendo naturalmente nei processi  soltanto nel limite del possibile e del necessario. Ci si rivolge a consumatori di tagia superiore a 100.000 kWh /anno.

Dato che i nuclei familiari non raggiungono neanche lontanamente questi livelli di consumo, la loro integrazione nelle Centrali Elettriche Virtuali potrà iniziare con l'implementazioni di logiche legate ai contatori intelligenti (smart meter). Questi ultimi hanno rimpiazzato i vecchi contatori . Attraverso l’ottimizzazione intelligente dei periodi di operatività di caloriferi, forni, lavatrici, congelatori e sistemi riscaldamento  in funzione dell’andamento dei prezzi dell’energia elettrica, anche nell’ economia domestica sarà possibile gestire in maniera conveniente i consumi ed avere benefici economici.

Il futuro è digitale: l’economia in ambito energetico non ne costituisce un’eccezione. Come accade in tutti gli altri settori della società l’approvvigionamento energetico sta vivendo una trasformazione strutturale a livello globale: la dismissione dalle grandi centrali a combustibile fossile verso piccole unità decentralizzate interconnesse grazie alle opportunità offerte dalla digitalizzazione.
Analogamente alle piattaforme alberghiere che non possiedono alcun hotel di proprietà e alle piattaforme di car-sharing prive di un parco veicoli proprio, le Centrali Elettriche Virtuali assicurano una democratizzazione dell’approvvigionamento energetico che restituisce la centralità alla società: l'operatore di una Centrale Elettrica Virtuale non possiede infatti gli impianti, ma ottimizza soltanto l'esercizio degli impianti di proprietà altrui. Già oggi le più grandi Centrali Elettriche Virtuali  hanno abbondantemente superato le taglie dei grandi impianti nucleari, producono energia in maniera sostenibile da un punto di  vista ambientale e competono con successo nei mercati.
Inoltre sia l’elettrificazione del settore dei trasporti che il numero in crescita esponenziale dei nodi elettrici e dei centri di calcolo  cresciuti a seguito della digitalizzazione richiedono grandi quantità di energia elettrica, che a causa dei cambiamenti climatici in corso non potrà più essere soddisfatta  da impianti tradizionali, e/o soltanto da un vettore energetico. Le Centrali Elettriche Virtuali rappresentano una soluzione alle sfide che ci pone l'evoluzione del sistema energetico!