Un team di ricerca composto da ricercatori de La Sapienza e dell’Università dell’Aquila ha studiato il ricorso a fotovoltaico e stoccaggio per edifici commerciali in Italia ad alto consumo energetico, concludendo che sono necessari incentivi finanziari diretti per stimolare gli investimenti nel fotovoltaico e nei sistemi di accumulo energetico per questo tipo di consumatore.
Il team di ricerca guidato da Idiano D’Adamo ha concluso, dopo aver intervistato esperti del settore, che, tra le varie opzioni di policy, la detrazione fiscale del 50% sui costi di investimento iniziali per un periodo di 10 anni è la leva più convincente.
“Per il successo della transizione energetica nei settori commerciali, gli incentivi finanziari devono essere sufficientemente consistenti da influenzare le decisioni di investimento e sufficientemente semplici da integrarsi facilmente con i quadri politici esistenti”, hanno detto i ricercatori nel paper “Advancing Sustainable Development Through Integrated Photovoltaic and Battery Energy Storage Systems in Commercial Buildings: A Strategic, Economic, and Environmental Perspective”.
D’Adamo insieme a Giulio Antonini, Simone Di Leo, Massimo Gastaldi e Matteo Scarcelli hanno poi testato le convinzioni degli esperti, sia da un punto di vista strategico che da un punto di vista economico.
Analisi economica dell’impianto fotovoltaico
L’analisi economica conferma che gli impianti fotovoltaici autonomi nel centro commerciale oggetto dello studio di caso garantiscono già un ritorno economico: il valore attuale netto (VAN o Net Present Value, NPV) varia da 457 a 4013 € per kW per un autoconsumo compreso tra il 40% e l’80%, a seconda delle condizioni di mercato.
“In scenari caratterizzati da prezzi dell’elettricità più elevati e tariffe di immissione in rete o di autoconsumo più favorevoli, questi valori salgono nella parte superiore di questo intervallo, evidenziando quanto la redditività del fotovoltaico sia sensibile alle dinamiche di mercato”, hanno scritto i ricercatori nel paper pubblicato di recente su Sustainable Development.
Le valutazioni dei rischi indicano inoltre che, oltre una certa soglia di autoconsumo (circa il 20%), il fotovoltaico da solo non presenta particolari rischi, con il VAN che rimane positivo in oltre il 90% delle simulazioni.
Analisi economica delle batterie
Più complessa invece l’analisi economica dell’integrazione di batterie.
“L’integrazione delle BESS introduce un panorama economico più incerto. Sebbene il VAN lordo per le BESS, considerando solo le detrazioni fiscali come flusso di cassa in entrata, sia costantemente negativo (compreso tra −771 e −1182 €/kW a seconda del costo dell’investimento e della detrazione fiscale), le BESS possono aumentare sostanzialmente l’autoconsumo e migliorare i flussi di entrate complessivi”, si legge nel paper.
I ricercatori spiegano poi che il modello usato semplifica il degrado delle batterie ipotizzando una singola sostituzione ogni 10 anni e parte dall’ipotesi di un rapporto 1:1 tra le dimensioni delle BESS e del sistema fotovoltaico.
“A partire dal calcolo del VAN lordo per le BESS si valuta esattamente la percentuale di energia-autoconsumata richiesta per rendere il progetto conveniente. I risultati evidenziano che occorre un aumento del 13-20% in un contesto High Market (in cui il costo evitato in bolletta è pari a 0.35 €/kWh) e al 26-40% in uno Low Market (in cui il costo evitato in bolletta è pari a 0.20 €/kWh). Le analisi di rischio evidenziano che l’impianto integrato PV+BESS è profittevole per 80.6% dei casi studio di un contesto High Market e solo nel 3.1% in quello Low Market. Questo evidenzia quanto rilevante sia quindi il prezzo di acquisto dell’energia, poiché diventare prosumer consente di trasformarlo in un beneficio (costo evitato)”, ha detto D’Adamo a pv magazine Italia.
Metodologia e considerazioni ambientali
I risultati dell’analisi ambientale suggeriscono comunque che il ricorso al fotovoltaico e allo stoccaggio diminuisce le emissioni nette dei centri commerciali.
“Nonostante le emissioni associate al ciclo di vita della produzione delle batterie e al loro smaltimento finale, un sistema integrato PV+BESS nel primo anno può comunque garantire una riduzione di circa 77 tCO2eq/anno rispetto a uno scenario di riferimento senza energie rinnovabili. Inoltre, anche nell’ultimo anno di funzionamento, con il degrado dei pannelli, si mantiene una riduzione significativa di circa 62 tCO2eq/anno”, hanno scritto i ricercatori nel paper.
Le analisi ambientali hanno evidenziato che il livello delle emissioni all’inizio del progetto è nel 77.6% dei casi studio compreso nella riduzione di emissioni 60 – 80 tCO2eq/anno qualora si considera solo l’impianto fotovoltaico ed è il 93.9% incluso nel range 80 – 100 tCO2eq/anno quando si considera l’impianto integrato.
I ricercatori sottolineano quindi il ruolo dei centri commerciali, che potrebbero essere appunto catalizzatori della transizione energetica, passando da “centri di consumo” a “ambasciatori della sostenibilità”.
Antonini, D’Adamo, Di Leo, Gastaldi e Scarcelli hanno condotto un’analisi ambientale per valutare il livello di emissioni della CO2 non adottando un’analisi completa del ciclo di vita (LCA), che sarebbe comunque utile per valutare l’intero spettro degli impatti ambientali. “La nostra analisi ha preso come input dati di emissioni associati alle diverse fonti energetiche, nonché il mix energetico dalla letteratura e dai principali report”, ha detto D’Adamo a pv magazine Italia.
I ricercatori hanno fatto invece ricorso alla MCDA per la valutazione strategica e il DCF per la valutazione economica.
I ricercatori spiegano che la MCDA (Multicriteria Decision Analysis) è un “approccio consolidato per supportare processi decisionali complessi, soprattutto quando bisogna valutare e bilanciare più criteri, anche in conflitto tra loro”. In questo studio, la MCDA viene utilizzata per valutare cinque diversi scenari di politiche di incentivazione, con l’obiettivo di promuovere l’installazione di un sistema fotovoltaico integrato con un sistema di accumulo in un centro commerciale.
Il DCF (Discounted Cash Flow Analysis) valuta l’implementazione di un progetto relativo ad una tecnologia o come in questo studio all’integrazione di più tecnologie. Considera l’insieme di flussi di cassa in entrata e in uscita ad un opportuno tasso di attualizzazione all’interno della vita utile del progetto. “Il suo utilizzo consente di valutare la profittabilità economica o meno del progetto. Al fine di rafforzare i risultati ottenuti, si conducono differenti scenari alternativi”, ha spiegato D’Adamo.
“Questa ricerca rivela che i sistemi integrati PV e BESS negli edifici commerciali rappresentano un percorso sostenibile e strategico verso un futuro energetico più resiliente. Il successo della loro adozione è legato a politiche di sostegno mirate, all’ottimizzazione intelligente dei sistemi e alla crescente consapevolezza dei cittadini. Tutti noi dobbiamo contribuire al raggiungimento degli SDGs 7 e 13”, hanno commentato i ricercatori. “Questo lavoro colma una lacuna critica nella ricerca esistente, fornendo valutazioni economiche empiricamente validate basate su considerazioni operative pratiche e diverse condizioni politiche e di mercato”, dicono i ricercatori nel paper.
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