La saturazione dei mercati di risposta in frequenza sta facendo crescere rapidamente l’importanza della Balancing Mechanism per lo stoccaggio di energia tramite batterie. Tuttavia, la bassa utilizzazione e tassi di skip relativamente elevati hanno limitato il potenziale delle batterie in questo servizio. National Grid ESO sta lavorando attivamente per migliorare la situazione - anche tramite la futura Open Balancing Platform.

Ma anche se le batterie venissero utilizzate più spesso nella Balancing Mechanism, quanto è grande davvero questo mercato? E, con una capacità di batterie destinata a crescere notevolmente, esiste il rischio di saturazione?

Esistono diversi modi per calcolare la profondità della Balancing Mechanism. In questo articolo ne analizziamo uno: la quantità di energia dispacciata sia in direzione Bid che Offer.

La Balancing Mechanism dispaccia in media 3 GW di potenza in modo continuo

La control room dispaccia continuamente Bid e Offer durante tutta la giornata. L’energia richiesta in ogni momento, e la sua direzione, sono variabili e dipendono dalle condizioni del sistema. Su un arco temporale sufficientemente lungo, questa volatilità tende a equilibrarsi.

Negli ultimi dodici mesi, la control room ha dispacciato in media 71 GWh di energia al giorno tramite la Balancing Mechanism, tra Bid e Offer.

In termini di potenza, questo equivale a 1,5 GW di potenza dispacciata in modo continuo in entrambe le direzioni (ovvero 3 GW totali).

Le azioni “system-flagged” hanno rappresentato il 39% dell’energia dispacciata tramite la Balancing Mechanism negli ultimi 12 mesi. Tuttavia, queste azioni non sono facilmente accessibili a tutte le batterie, per motivi di localizzazione e/o tecnici. Oggi sono rare per le batterie (con la batteria co-locata di Whitelee come eccezione).

Considerando solo le azioni non “system-flagged”, poco meno di 2 GW vengono dispacciati continuamente tra Bid e Offer.

Lo stoccaggio a batterie oggi compete solo per una frazione di questo volume

All’interno delle azioni non “system-flagged”, esistono ulteriori limitazioni per le batterie. Ad esempio, al momento, le batterie nella Balancing Mechanism sono di fatto limitate a dispacci di 15 minuti o meno. Puoi approfondire qui.

Questa limitazione significa che, attualmente, le batterie possono competere solo per il 24% del volume non “system-flagged” nella Balancing Mechanism.

Ne risulta una media di poco meno di 11 GWh di energia totale giornaliera da questi dispacci, equivalente a una richiesta di potenza continua di 440 MW, in entrambe le direzioni.

Il parco batterie ha ancora molta strada da fare prima di poter coprire questo volume nella Balancing Mechanism

La capacità totale di stoccaggio a batterie in Gran Bretagna è oggi di 2,9 GW / 3,5 GWh. I 2,9 GW di capacità sono molto superiori ai 440 MW richiesti dalla Balancing Mechanism. Tuttavia, il fabbisogno energetico continuo fa sì che lo stoccaggio a batterie abbia ancora molta strada da fare prima di poter soddisfare questo volume.

10,5 GWh di energia giornaliera richiederebbero oltre 5 GW di batterie con durata di un’ora che ciclassero due volte al giorno per coprire interamente questa porzione di azioni della Balancing Mechanism.

Quindi, anche se National Grid ESO riuscisse a migliorare l’utilizzo delle batterie nella Balancing Mechanism, ci sarebbe ancora molto spazio di crescita prima che le batterie coprano completamente questa richiesta.

Ma quali tecnologie sono oggi responsabili di queste azioni? E cosa servirebbe alle batterie per sostituirle?

Lo stoccaggio a batterie deve superare CCGT e pompaggio idroelettrico

Attualmente, le turbine a gas a ciclo combinato (CCGT) dominano gran parte della Balancing Mechanism - e questo resta vero anche considerando solo le azioni a cui le batterie potrebbero partecipare (azioni non “system-flagged” di 15 minuti o meno). Il pompaggio idroelettrico rappresenta anch’esso una quota significativa di questo volume.

• Le CCGT hanno fornito il 72% di questo volume negli ultimi dodici mesi.
• Il pompaggio idroelettrico ha contribuito per un ulteriore 18%.

Per aumentare la propria quota di mercato nella Balancing Mechanism, le batterie dovranno superare queste due tecnologie.

In definitiva, ciò richiederà che lo stoccaggio a batterie offra prezzi più vantaggiosi alla control room. Attualmente, lo stoccaggio a batterie si posiziona tra CCGT e pompaggio idroelettrico in termini di prezzo.

• Il pompaggio idroelettrico riceve un premio sia per Bid che per Offer, rispetto a batterie e CCGT.
• Batterie e CCGT tendono a ricevere prezzi simili - anche se le batterie ottengono in media un leggero premio.
• In generale, i prezzi nella Balancing Mechanism sono diminuiti negli ultimi dodici mesi, in linea con la discesa dei prezzi del gas. Anche gli spread Bid-Offer sono scesi nello stesso periodo.

Miglioramenti nella control room dovrebbero permettere alle batterie di iniziare a sostituire il pompaggio idroelettrico

Il pompaggio idroelettrico gestisce in media 2 GWh di energia al giorno in questa porzione della Balancing Mechanism potenzialmente favorevole alle batterie. Si tratta di un volume circa sei volte superiore a quello dello stoccaggio a batterie dispacciato mediamente in agosto. Inoltre, questo volume di pompaggio idroelettrico viene per lo più dispacciato a prezzi più elevati rispetto a quelli ricevuti dalle batterie.

Probabilmente ciò è dovuto a motivi tecnici. Il pompaggio idroelettrico offre una risposta rapida simile a quella delle batterie, ma può essere dispacciato in blocchi molto più grandi, attualmente più semplici da gestire per la control room.

Tuttavia, se i tassi di skip per lo stoccaggio a batterie miglioreranno, dovrebbe iniziare a superare il pompaggio idroelettrico per questo volume.

Per sostituire le CCGT serviranno prezzi più competitivi

Le CCGT rappresentano altri 7,5 GWh di energia dispacciata ogni giorno nella Balancing Mechanism (sempre considerando azioni non “system-flagged” di 15 minuti o meno).

In media, nell’ultimo anno, le CCGT hanno ricevuto prezzi inferiori del 6% rispetto alle batterie per le Offer e superiori del 19% per le Bid. Di conseguenza, lo spread di prezzo è attualmente inferiore del 14% rispetto a quello ottenuto dalle batterie.

Se lo stoccaggio a batterie vuole superare le CCGT per questo volume, dovrà essere più competitivo nei prezzi. Questo potrebbe significare ricevere il 14% in meno per ciclo nella Balancing Mechanism.

Per lo stoccaggio a batterie è disponibile un volume di dispacciamento molto più ampio

Se lo stoccaggio a batterie riuscisse a fornire efficacemente volumi di dispacciamento di durata superiore ai 15 minuti, si aprirebbe il restante 76% della capacità energetica richiesta per le azioni non “system-flagged”. Questo equivale in media a 33 GWh di energia al giorno, pari a 1,4 GW di potenza continua totale tra Bid e Offer.

Per questo volume, le batterie si troverebbero principalmente a competere con le CCGT. Anche in questo caso, potrebbero dover ridurre gli spread Bid-Offer per restare competitive.

Le azioni “system-flagged” rappresentano la parte restante del volume della Balancing Mechanism. Queste sono meno costanti, poiché rispondono a problematiche specifiche della rete. Ciò significa che alcuni giorni (o anche mesi) potrebbero non registrare quasi nessuna azione “system-flagged”.

Una quota significativa delle Bid “system-flagged” è dovuta alle limitazioni del vento in Scozia. La capacità di stoccaggio a batterie è destinata a crescere sensibilmente in Scozia. Questo anche in previsione del fatto che potrà contribuire a ridurre il curtailment eolico, immagazzinando l’energia prodotta in eccesso.

La saturazione dello stoccaggio a batterie nella Balancing Mechanism è ancora lontana - se migliorano i tassi di skip

Le batterie hanno già dimostrato di poter superare il pompaggio idroelettrico e le CCGT in termini di prezzo. La Firm Frequency Response era fornita principalmente da queste tecnologie, prima che la capacità di stoccaggio a batterie aumentasse. Alla fine, le batterie hanno scalzato entrambe dal mercato, abbassando i prezzi.

Se lo stoccaggio a batterie verrà sfruttato appieno, non sarebbe sorprendente vedere lo stesso fenomeno anche nella Balancing Mechanism. Tuttavia, dato l’enorme volume di energia attualmente dispacciato tramite questa piattaforma, è improbabile che ciò accada a breve.

I dati indicano quindi che la Balancing Mechanism può rappresentare un mercato estremamente profondo per lo stoccaggio a batterie. Ci si aspetta che diventi ancora più rilevante, con l’arrivo di nuova capacità rinnovabile. Tuttavia, tutto dipende dalla capacità di National Grid ESO di ridurre efficacemente i tassi di skip per le batterie nella Balancing Mechanism.

Nota: alcuni dati in questo articolo sono stati aggiornati dopo la pubblicazione.