Il Green Deal europeo e il piano REPowerEU spingono per la riduzione delle emissioni di gas serra e la diversificazione delle fonti energetiche, promuovendo l’utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili. La crescente produzione di energia intermittente da fonti rinnovabili come eolico e solare richiede però l’integrazione di generatori che siano in grado di bilanciare domanda e offerta.

In tale contesto, gli attuali impianti a biogas, che sono diffusi sul territorio nazionale e che, per le politiche incentivanti esistenti, sono eserciti alla massima potenza, possono svolgere un ruolo chiave nel sistema energetico integrato attraverso l’integrazione di componenti d’impianto atti a garantirne un esercizio flessibile.

In tale contesto, il documento analizza dal punto di vista tecnico ed economico l’integrazione tra il vettore elettrico e quello del gas attraverso sistemi locali poligenerativi di elettricità e gas con l’obiettivo di offrire flessibilità al sistema elettrico attraverso l’introduzione di diverse soluzioni impiantistiche all’interno delle tradizionali centrali elettriche a biogas.

In particolare, sono state condotte analisi tecniche ed economiche analizzando tre diverse configurazioni impiantistiche: i) introduzione di uno stoccaggio di biogas; ii) introduzione di uno stoccaggio di biogas e del processo di upgrading; iii) introduzione dello stoccaggio di biogas, del processo di upgrading del processo di metanazione con introduzione di produzione locale e stoccaggio d’idrogeno da elettrolisi.

A partire da queste configurazioni e dal simulatore sviluppato nella precedente annualità sono state condotte delle valutazioni di tipo tecnico per verificare la capacità di queste tre configurazioni impiantistiche nel fornire servizi di rete a salire e a scendere e a partecipare alla compensazione della variabilità di impianti di generazione da fonte rinnovabile.

Dalle analisi condotte, tutti e tre i sistemi sono in grado di erogare i servizi richiesti ma nel caso di centrale elettrica a biogas con accumulo a seguito della fornitura di un servizio di rete occorre ripristinare il livello dello stoccaggio sempre agendo sul cogeneratore e quindi creando una nuova perturbazione alla rete elettrica.

Nel caso degli altri due impianti, grazie all’accoppiamento con il vettore gas e in particolare grazie alla produzione di biometano è possibile ridurre l’impatto sulla rete elettrica. Infine, nel caso di processo di metanazione, la presenza dell’elettrolizzatore permette di ottenere quote maggiori di flessibilità. I risultati delle analisi economiche evidenziano che l’introduzione del solo accumulo per fornire servizi non porta grossi vantaggi economici, mentre l’integrazione dell’upgrading risulta sostenibile grazie alla produzione combinata di biometano ed elettricità.

L’integrazione di un processo di metanazione, invece, non porta vantaggi a causa degli alti costi d’investimento e ai consumi aggiuntivi dovuti all’elettrolisi dell’acqua.

I risultati evidenziano che l’integrazione di diverse soluzioni impiantistiche all’interno delle tradizionali centrali di produzione da biogas possono offrire flessibilità al sistema elettrico. La scelta della configurazione impiantistica dipende da diversi fattori, tra cui i costi d’investimento, i prezzi di vendita dell’energia e la necessità di fornire servizi di rete.

Nonostante la possibile fornitura di servizi di rete, i vantaggi economici delle modifiche impiantistiche sono comunque limitati a causa della bassa redditività dei servizi rispetto al corrispettivo ricevuto per la vendita di energia elettrica sui mercati dell’energia.