I sistemi di accumulo energetico rappresentano una componente cruciale per la gestione delle energie rinnovabili, come quelle provenienti da fonti solari ed eoliche. Queste fonti, caratterizzate da una produzione altamente variabile a causa delle condizioni atmosferiche e delle fluttuazioni naturali di luce e vento, richiedono soluzioni innovative per garantire una fornitura continua. Infatti, l’obiettivo principale dei sistemi di accumulo è quello di immagazzinare l’eccesso di energia prodotto durante i periodi di sovraproduzione e di rilasciarlo quando la domanda è elevata. Quindi, la diffusione delle energie rinnovabili e la loro efficacia nel promuovere l’avanzamento verso la sicurezza energetica dipendono notevolmente dai sistemi di accumulo. Queste tecnologie giocano un ruolo fondamentale nel rendere la rete energetica più stabile e resiliente, contribuendo così a facilitare la transizione verso un sistema più sostenibile.

LA SITUAZIONE ATTUALE

Passando ad una analisi descrittiva sulla distribuzione dei sistemi di accumulo, secondo dati forniti da ANIE, si evidenzia che a giugno 2023 in Italia risultano connessi un totale di 382.422 sistemi di accumulo (Sda), ai quali si aggiungono 3.617 unità appartenenti a Terna. Nel complesso la potenza si attesta a 3.045 MW con una capacità massima di 4.893 MWh. Nel corso del primo semestre del 2023 si sono registrati 154.945 sistemi di accumulo connessi e una potenza aggiuntiva pari a 1.468 MW. Questi dati rappresentano rispettivamente il 40% e il 48,2% del totale rilevato a giugno. In altri termini, il numero è quasi raddoppiato. Per semplicità, se si escludono gli impianti di Terna di cui non si conosce la distribuzione temporale, la mediana della variazione percentuale annua è del +88,1% e il tasso medio di variazione annua del +123,8%. Per quanto riguarda la distribuzione dei sistemi di accumulo suddivisi per capacità, la classe più diffusa è quella compresa tra 10 kWh – 15 kWh con il 37,2% del totale. Al contrario, la classe meno diffusa è quella tra 100 kWh e 500 kWh, con solamente lo 0,02% del totale. Questi dati sottolineano la preferenza per sistemi di accumulo di dimensioni più contenute, che evidenziano un’adozione diffusa di soluzioni più leggere e flessibili.

Dalla situazione appena presentata è verosimile che la sostituzione energetica verso le fonti rinnovabili sta segnando anche una importante accelerazione parallela all’aumento dell’installazione di sistemi di accumulo. Questa tendenza manifesta un impegno crescente nel promuovere la resilienza della rete e la transizione verso un sistema energetico più sostenibile e basato su fonti rinnovabili.

Serie temporale del totale dei sistemi di accumulo connessi

 

AccumuloFonte: Anie

Per quanto riguarda la distribuzione regionale, le regioni settentrionali hanno una maggiore presenza di sistemi di accumulo. Infatti, la Lombardia primeggia con 75.719 unità, seguono il Veneto con 53.654 unità e l’Emilia-Romagna con 38.690 unità. In fondo alla classifica si collocano la Basilicata (3.391), il Molise (1.511) e la Valle d’Aosta con 630 unità. Se si guarda la quantità di impianti per potenza installata, l’Umbria primeggia con 84 unità, seguita dalla Liguria (102,4 unità) e la Valle d’Aosta (105 unità). Stanno in fondo alla classifica il Trentino-Alto Adige (165,2), il Molise (151,1) e la Basilicata (147,4), che mostrano sistemi di accumulo più piccoli.

 

Evoluzione temporale del totale dei sistemi di accumulo connessi

Fonte: Elaborazione I-Com su dati Anie

Una piccola attenzione merita il secondo trimestre 2023. Come riporta Staffetta quotidiana[1], dopo un picco significativo nei primi tre mesi dell’anno in corso, il secondo trimestre ha segnato tuttavia una notevole frenata nelle installazioni di accumulo, interrompendo così una serie di nove trimestri consecutivi di crescita. Tra aprile e giugno di questo anno sono stati installati in Italia 69.523 sistemi di accumulo con una potenza complessiva di 676 MW. Questi dati sono molto importanti in ottica irrobustimento delle reti elettriche; tuttavia, rilevano una diminuzione mensile del 19%, del 15% e del 20%, rispetto al trimestre precedente. Nonostante questa contrazione è importante sottolineare che i dati del secondo trimestre rimangono tra i più elevati nelle serie storica, superato solamente dai risultati eccezionali del primo trimestre dell’anno in corso. Secondo l’articolo, è difficile non attribuire il calo allo stop alla cessione dei crediti edilizi del Superbonus 110% e alle detrazioni al 50%, decisione presa dal governo a metà febbraio. In virtù di queste considerazioni, Anie prevede ulteriori diminuzioni nelle installazioni di sistemi di accumulo di taglia residenziale nei prossimi due trimestri del 2023.

I BREVETTI RELATIVI ALL’ACCUMULO

L’innovazione può contribuire a sviluppare o a migliorare soluzioni tecnologiche che riducono l’impatto ambientale delle attività dell’uomo. L’aumento esponenziale dell’installazione di sistemi di accumulo, verificatosi in Italia nel primo semestre del 2023, rende interessante dare anche uno sguardo alla propensione brevettuale che li riguarda. Seguendo la classificazione CPC (Cooperative Patent Classification), per fare questa analisi sono stati esplorati i brevetti Y02E[2] presenti nel database PatStat, ovvero quei brevetti che hanno oggetto tecnologie o applicazioni utili per la mitigazione dei cambiamenti climatici.

Dal grafico sulla evoluzione della propensione brevettuale dei Paesi considerati si può notare che a partire dal 2005, anno in cui avviene la ratificazione del Protocollo di Kyoto, la Germania e la Francia rilevano un cambiamento di passo significativo. L’Italia e la Spagna depositano relativamente molti meno brevetti, ma anche loro presentano dei dati positivi. Infatti, questi ultimi, dal 2005 presentano un tasso medio di variazione annuale pari a rispettivamente +13,9% e +20,4% (la mediana è pari rispettivamente a -3,6% e 0,0%, e manifestano la fisiologica volubilità della propensione a depositare brevetti). La Germania presenta un dato pari a +11%, mentre la Francia un dato pari a +15,2%.

Infine, in Italia nel 2021 sono stati depositati 83 brevetti relativi all’accumulo per la mitigazione del cambiamento climatico. Il 54% (45 unità) si colloca soprattutto nella sfera delle batterie, che risultano essere le più fertili in termini di miglioramento e innovazione (si guardi il rapporto I-Com Innov-e del 2023). Seguono poi le celle a combustibile con 15 unità (18,1%) e con lo stesso dato le tecnologie relative all’accumulo di energia termica e quelle relative all’accumulo meccanico (6 unità con il 7,2%). Degno di nota per il suo contributo potenziale verso la transizione energetica pulita è il comparto rappresentato dallo stoccaggio dell’idrogeno, che presenta 3 brevetti (3,6%).

 

Propensione brevettuale dell’Italia e di alcuni Paesi europei

Fonte: Elaborazione I-Com su dati PatStat, edizione primavera 2023

 

I brevetti italiani relativi ai sistemi di accumulo del 2021

Fonte: Elaborazione I-Com su dati PatStat, edizione primavera 2023

CONCLUSIONE

I sistemi di accumulo svolgono un ruolo fondamentale nell’ottica di avere una robusta e resiliente rete elettrica. Le fonti rinnovabili, che per fattori naturali non riescono a garantire continuità nell’approvvigionamento energetico, necessitano dei sistemi di accumulo per una operatività più funzionale. I dati Anie mostrano che l’installazione dei sistemi di accumulo nel secondo trimestre 2023 ha subito un rallentamento; tuttavia, i dati sono tra i più elevati della serie storica. Anche la relativa propensione brevettuale mostra riscontri favorevoli. L’Italia, a partire dal 2005, presenta un tasso di variazione annuale medio del +13,9%, anche se l’entità della brevettazione in termini assoluti, analogamente a quanto accade alla Spagna, è di gran lunga inferiore rispetto alla Germania e alla Francia. Comunque, i dati sul miglioramento tecnologico rimangono importanti. Infatti, nonostante i vantaggi, i sistemi di accumulo presentano numerose sfide e problematiche.

Alcuni ostacoli sono legati alla scarsa economicità di queste tecnologie, che rendono il classico trade-off costi e vantaggi poco conveniente. Molte di esse, infatti, possono essere particolarmente costose da produrre e da implementare. Inoltre, durante il processo di immagazzinamento e di rilascio dell’energia alcuni sistemi possono perdere una certa quantità di energia sotto forma di calore o durante la fase della conversione, rendendole poco efficienti. Infine, alcuni sistemi di accumulo, come le batterie al litio, richiedono materiali critici e rari il cui approvvigionamento può essere problematico e le riserve e la lavorazione di questi minerali è concentrata prevalentemente nelle mani di pochi Stati, molto spesso caratterizzati da elevato rischio geopolitico. L’innovazione dei sistemi di accumulo risulta essere la chiave per agevolare la penetrazione delle cleantech nel sistema energetico.

 

[1] Si veda “Batterie, prima frenata dopo 9 trimestri in positivo” in Staffetta Quotidiana dell’11 settembre 2023.

[2] Nello specifico: Y02E: 60/00, 60/10, 60/13, 60/14, 60-16, 60/32, 60/50, 70/00, 70/30.  Per maggiori informazioni su questi brevetti si consulti questo documento pdf: https://www.uspto.gov/web/patents/classification/cpc/pdf/cpc-scheme-Y02E.pdf