Migliorare la struttura del mercato per lo stoccaggio dell’energia

8 giugno 2023

Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

verificato

pubblicazione sottoposta a revisione paritaria

fonte attendibile

correggere le bozze

dalla Scuola di Ingegneria e Scienze Applicate della Columbia University

Lo stoccaggio dell’energia svolge un ruolo cruciale nella nostra transizione verso fonti energetiche più pulite e sostenibili. Ci consente di immagazzinare l’energia in eccesso quando è disponibile, proveniente da fonti rinnovabili come l’eolico e il solare, e di utilizzarla quando la domanda è elevata o l’offerta è limitata. Ciò aiuta a stabilizzare la rete, riduce la dipendenza dai combustibili fossili e mitiga l’impatto delle fonti energetiche intermittenti.

In molte parti degli Stati Uniti, come New York, California e Texas, le società private sono responsabili del possesso e della gestione dei sistemi di stoccaggio dell’energia. Queste imprese partecipano ai mercati elettrici, dove acquistano e vendono elettricità per massimizzare i propri profitti. Tuttavia, è importante che i consumatori garantiscano che le motivazioni orientate al profitto delle aziende siano in linea anche con l’obiettivo più ampio di migliorare la sostenibilità e migliorare la vita in tutto il mondo. Ciò significa trovare un equilibrio tra la riduzione delle emissioni di carbonio e il mantenimento dei costi dell’elettricità a prezzi accessibili per i consumatori. È fondamentale allineare le esigenze degli utenti di elettricità con le capacità del sistema energetico, promuovendo al contempo un futuro più verde.

I mercati dell’energia elettrica sono strettamente legati ai sistemi energetici fisici, il che li rende distinti dagli altri mercati. Al fine di garantire che il mercato funzioni in modo regolare ed efficiente, vengono utilizzati modelli specializzati per liberare le risorse partecipanti. Questi modelli tengono conto delle caratteristiche fisiche delle risorse, come la loro capacità di generazione e disponibilità. L’obiettivo della progettazione del mercato elettrico è creare e aggiornare questi modelli in modo da massimizzare il beneficio complessivo per la società.

Un nuovo studio condotto da Columbia Engineering, pubblicato su Joule, esamina come i diversi modi di partecipare a questi mercati influiscono sui benefici complessivi dello stoccaggio dell’energia per la società. I ricercatori hanno utilizzato una struttura informatica basata su agenti, un modello che simula comportamenti individuali all’interno di sistemi complessi, per simulare scenari con capacità rinnovabile e di stoccaggio e opzioni di mercato.

"La nostra principale innovazione è stata quella di modellare le interazioni di partecipazione al mercato tra lo stoccaggio e il mercato", ha affermato l'autore principale dello studio Bolun Xu, assistente professore di ingegneria della terra e ambientale. "Abbiamo scoperto che non solo abbiamo bisogno di più energie rinnovabili e di migliori tecnologie di stoccaggio, ma che anche la progettazione del mercato per integrare al meglio lo stoccaggio dell'energia per ridurre i costi e le emissioni per i futuri sistemi energetici è di fondamentale importanza. Per questo, abbiamo bisogno di nuovi metodi computazionali e, in il futuro, l'analisi assistita dall'intelligenza artificiale."

Lo studio ha confrontato diversi metodi di stoccaggio dell’energia per partecipare al mercato e ha scoperto i compromessi tra rendere l’energia più accessibile per i consumatori e ridurre le emissioni di carbonio. I ricercatori hanno scoperto che la partecipazione ai mercati del giorno prima, in cui l’elettricità viene scambiata un giorno prima che sia necessaria, è più efficace nel ridurre le emissioni di carbonio. D’altro canto, la partecipazione ai mercati in tempo reale, dove l’elettricità viene scambiata in tempo reale, è più efficace nel ridurre i costi.