L’energia dei “prosumer”: la rapida ascesa dell’energia decentralizzata
Nel 1883 Cragside, l’incredibile casa-castello di William Armstrong, magnate dell’industria britannica, sarebbe apparsa senza ombra di dubbio la culla della rivoluzione. Noto come “il palazzo di un mago moderno”, Cragside vanta un lungo elenco di visitatori, tra re e primi ministri, ansiosi di vedere la prima casa alimentata da elettricità generata in autonomia. In effetti, Cragside era al tempo stesso dimora e centrale elettrica: l’intero complesso – dai macchinari installati all’aperto alle luci del pomposo salone – era gestito da un sistema idraulico e dal primo impianto idroelettrico al mondo.
Nello stesso anno, su un tetto di New York veniva sperimentata una forma meno celebrata ma altrettanto lungimirante di produzione di elettricità domestica: i primi pannelli solari della storia, realizzati dall’inventore americano Charles Fritts. Solo quattro anni dopo, il professore scozzese James Blyth costruì la prima turbina eolica per produrre energia elettrica: una pala eolica alta 10 metri, completa di vele in tessuto, che alimentava l’illuminazione del suo cottage.
Queste prime incursioni nell’energia rinnovabile domestica hanno dovuto affrontare una forte concorrenza. Le centrali elettriche a carbone di Londra e New York erano appena state attivate, gettando le basi dell’odierna rete elettrica: grandi generatori centralizzati alimentati da combustibili fossili che erogavano energia ad una diffusa platea di consumatori. Si trattava di un modello che avrebbe resistito per oltre un secolo: oggi, la rapida ascesa del “prosumer” riscrive le regole in ambito energetico.
Un destino segnato per i combustibili fossili
Fritts costruì i suoi pannelli solari a soli cinque minuti a piedi dalla centrale elettrica di Thomas Edison, a Pearl Street, che all’epoca generava abbastanza elettricità per illuminare complessivamente 400 lampade nelle abitazioni e aziende circostanti. Nel frattempo, i pannelli solari di Fritts funzionavano con un'efficienza di appena l'1% ed erano in grado di registrare poco più di una corrente; tuttavia, Fritts era convinto che fossero il futuro e disse: “Tra non molto tempo potremmo vedere la piastra fotoelettrica competere [con le centrali elettriche a carbone]”. Sebbene ci sia voluto più tempo del previsto, 140 anni dopo quei primi esperimenti di generazione decentralizzata di energia elettrica rinnovabile, la previsione di Fritts si sta avverando.
Dal 1975, il costo dei pannelli solari è sceso addirittura del 99,8%, da 115 a 0,27 dollari per watt1. Allo stesso tempo, questa tecnologia è diventata molto più efficiente: il tasso di conversione della luce solare in elettricità è salito da appena l’1% al 20% di un pannello medio di oggi2. Inoltre, le ultime innovazioni che prevedono pannelli composti da materiali misti – silicio e un minerale noto come perovskite – promettono di far salire l’efficienza energetica a più del 30%.
Oggi, l’energia solare è più economica di ogni altra forma di produzione di elettricità3. Visto che i costi continuano a calare, il futuro delle centrali elettriche alimentate da combustibili fossili è tutt’altro che roseo.
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Energia al popolo
La trasformazione dei nostri sistemi energetici ha tuttavia risvolti ancora più profondi. L’ascesa dei “prosumer” – proprietari di abitazioni e aziende che consumano e producono energia – ha implicazioni più grandi della scomparsa dei combustibili fossili.
L’energia solare ha una scalabilità unica: può essere sfruttata per alimentare qualunque cosa, da una calcolatrice ad un intero paese. Per i proprietari di abitazioni, questa facile scalabilità la rende un candidato ideale per realizzare, per la prima volta nella storia, una diffusa produzione domestica di elettricità che consente al consumatore non solo di usufruirne, ma anche di generarla.
In molti Paesi sviluppati, la prima adozione di pannelli solari residenziali è stata sostenuta da generosi sussidi pubblici, tra cui tariffe elevate per l’elettricità eccedente venduta alla rete. Ora è il mercato a prendere le redini. Per i proprietari di abitazioni, installare pannelli solari è sensato dal punto di vista finanziario: con il costo dei pannelli ai minimi storici e le tariffe dell’elettricità centralizzata elevate, gli impianti fotovoltaici creano risparmi sui costi anche dove non ci sono più sussidi.
Questa crescita trainata dal mercato è ora autosufficiente, con un’elevata adozione di questa tecnologia che ha portato ulteriori innovazioni e un continuo calo dei costi. L’Australia, tra le terre più soleggiate del mondo, è il Paese maggiormente impegnato a implementare questa “nuova” tecnologia: il 25% di tutte le abitazioni utilizza pannelli solari che4, nella quasi totalità dei casi, sono stati installati negli ultimi 15 anni.
Tuttavia, i miglioramenti della tecnologia fotovoltaica in termini di efficienza energetica sono tali che i Paesi dell’emisfero settentrionale stanno premendo sull’acceleratore. Ad esempio, nel Regno Unito, dal 2010 la capacità cumulata di energia solare residenziale è aumentata di un fattore superiore a 305.
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Democratizzazione dell’energia
Per i proprietari di abitazioni, gli impianti fotovoltaici offrono tre vantaggi indiscutibili: resilienza energetica, possibilità di abbattere le emissioni di gas a effetto serra e risparmio sui costi. Quest’ultimo è ottenuto sia dalla riduzione dell’utilizzo di energia esterna, sia dalla vendita dell’elettricità eccedente.
Il sorprendente calo dei costi delle batterie dei veicoli elettrici (VE) è alla base di questo cambiamento epocale. Con i prezzi in discesa del 90% dal 20106, i veicoli elettrici e i sistemi di ricarica a domicilio stanno creando un pacchetto di batterie distribuito a livello nazionale, riducendo lo spreco dell’elettricità eccedente prodotta dagli impianti fotovoltaici nei giorni soleggiati e minimizzando l’esigenza di stoccaggio centralizzato dell’energia.
Con la crescente adozione degli impianti fotovoltaici domestici e dei sistemi di accumulo a batteria, stanno emergendo vasti network di “mini centrali elettriche”. Con il collegamento alla rete centrale, questi network stanno diventando “centrali elettriche virtuali” – in inglese “Virtual Power Plants” (VPP) – che contribuiscono al mix energetico a cui attingere per sostenere le reti nazionali nei momenti di difficoltà, evitando di attivare “impianti di riserva” costosi e inquinanti.
Negli Stati Uniti, stime settoriali indicano che entro il 2030 le VPP potrebbero ridurre la domanda nelle ore di punta di 60 gigawatt, l’energia media consumata da 50 milioni di abitazioni in America7. Per i governi, l’aumento degli impianti fotovoltaici domestici permette di aumentare la resilienza energetica nazionale, riducendo la necessità di importare combustibili fossili e la vulnerabilità rispetto ad attacchi terroristici o disastri naturali.
Il “ricablaggio” dei sistemi energetici potrebbe non fermarsi lì. A mano a mano che la democratizzazione dell’energia proseguirà, potremmo vedere la tecnologia blockchain favorire lo scambio di energia peer-to-peer: l’elettricità sarà prodotta sul tetto, immagazzinata nelle auto e poi venduta ad abitazioni vicine su una rete localizzata, escludendo completamente le aziende energetiche.
In alcuni luoghi questa decentralizzazione porterà per la prima volta l’elettricità nelle case e nelle comunità. In tutto il mondo, più di 750 milioni di persone vivono senza accesso all’energia elettrica, in regioni dove la produzione centralizzata è inaffidabile o inesistente8. In questi casi, i pannelli solari abbinati a sistemi di accumulo a batteria potrebbero consentire la nascita di mini-reti9 che operano in modo assolutamente autonomo rispetto alla struttura nazionale di trasporto dell’energia, contribuendo a ridurre le ineguaglianze e a colmare il “divario di accesso all’energia”.
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Siamo appena agli inizi
Questo cambiamento paradigmatico nei sistemi energetici innescherà effetti a catena in tutti i settori. Saranno creati nuovi modelli di business, il territorio sarà utilizzato in modo diverso rispetto ai modelli tradizionali e, poiché i network fotovoltaici decentralizzati genereranno nuovi consistenti flussi di reddito, i valori immobiliari si modificheranno.
Questa sarà un’opportunità straordinaria per gli investitori. Nel 2021, per la prima volta gli utili societari di 19 importanti aziende che producono impianti fotovoltaici sono cresciuti di più degli investimenti in conto capitale. Inoltre, da metà 2020 il prezzo indicizzato delle azioni di alcune grandi società che operano nel settore fotovoltaico è quadruplicato, sovraperformando sia l’indice MSCI World che le utility di energie rinnovabili in generale.
Nonostante ciò, vi sono ancora margini per una straordinaria crescita del settore. Si stima che vi siano altri 200.000 chilometri quadrati10 di spazio disponibile sui tetti che potrebbero essere utilizzati per i pannelli solari. Inoltre, dei quasi 25.000 miliardi di dollari di investimenti11 in conto capitale da destinare all’elettrificazione dell’economia e alla decarbonizzazione della produzione energetica in questo decennio, una quota significativa sarà devoluta ai sistemi di accumulo a batteria e al cablaggio necessario per abilitare i sistemi di rete intelligente e la crescente esportazione di elettricità generata nelle abitazioni. Ciò modificherà sensibilmente i pool di profitti: il settore dell’energia solare residenziale dovrebbe crescere da USD 62 miliardi nel 2021 a USD 265 miliardi nel 203012.
Tale crescita sarà in parte trainata da nuovi sussidi e nuove politiche, in quanto i governi riconosceranno l’importanza degli impianti fotovoltaici domestici nella costruzione dell’indipendenza energetica, soprattutto dopo l’invasione dell’Ucraina da parte della Russia. Negli Stati Uniti, l’Inflation Reduction Act prorogherà al 2035 il credito d’imposta sugli investimenti, consentendo ai proprietari di abitazioni di recuperare il 30% del costo d’installazione dell’impianto fotovoltaico domestico.
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Nel frattempo, il piano REPowerEU dell’UE anticiperà gli investimenti nel settore, consentendo l’installazione massiccia di impianti fotovoltaici per la produzione di elettricità. In base al piano, i pannelli solari sui tetti potrebbero soddisfare più del 24% di tutto il consumo di elettricità dell’Unione europea, un valore superiore all’attuale quota di gas naturale. Per spingere in questa direzione, si introdurrà gradualmente un obbligo legale che impone a tutti i nuovi edifici residenziali, pubblici e commerciali di predisporre impianti fotovoltaici sui tetti e a tutti i grandi edifici esistenti, sia pubblici che commerciali, di installarli in osservanza della normativa. Il piano chiarisce anche quanto sia importante incentivare i “prosumer”: mediante esenzioni fiscali, creando strutture di pagamento trasparenti per trasportare l’elettricità dalle abitazioni alla rete e consentendo le vendite di elettricità peer-to-peer.
Non è solo un tetto
Per migliaia di anni i tetti non ci hanno solo protetto dalla pioggia. Nell’antico Egitto i tetti piani erano spazi sociali, dove i vicini si incontravano, le famiglie condividevano i propri pasti e dormivano nelle serate calde. In molte parti del mondo questa è ancora la norma. Nelle città occidentali, invece, i tetti sono talvolta adibiti a giardini, terrazze o anche piscine. Oggi, i tetti trovano un nuovo scopo in tutto il mondo.
Installare pannelli solari a casa potrebbe non sembrare un atto rivoluzionario. Tuttavia, secondo uno studio pubblicato sulla rivista Nature, dotare anche solo la metà delle centinaia di milioni di tetti del mondo con pannelli fotovoltaici coprirebbe per intero il nostro fabbisogno di elettricità13, senza alcun bisogno di ricorrere ad altre forme di generazione di energia.
Forse quell’obiettivo non sarà mai raggiunto. Tuttavia, poiché la capacità globale di energia solare residenziale è aumentata di 15 volte dal 201014 e un ulteriore incremento di 7 volte è previsto fino al 2030, il fotovoltaico domestico15 potrebbe scombussolare l’intero settore energetico. Potrebbe porre fine a più di 100 anni di ortodossia delle reti elettriche e guidare la transizione verso la sostenibilità in diversi settori.
1 https://ourworldindata.org/grapher/solar-pv-prices
2 https://www.forbes.com/home-improvement/solar/most-efficient-solar-panels/
3 https://www.weforum.org/agenda/2020/10/solar-energy-cheapest-in-history-iea-renewables-climate-change/
4 https://www.csiro.au/en/news/News-releases/2021/Australia-installs-record-breaking-number-of-rooftop-solar-panels
5 BloombergNEF
6 Idem
7 Explainer: What is a virtual power plant? | Reuters
8 https://www.un.org/africarenewal/news/universal-access-sustainable-energy-will-remain-elusive-without-addressing-inequalities
9 https://www.worldbank.org/en/news/press-release/2022/09/27/solar-mini-grids-could-power-half-a-billion-people-by-2030-if-action-is-taken-now
10 Ricerca di Lombard Odier
11 Proiezioni di Lombard Odier
12 Idem
13 https://www.nature.com/articles/s41467-021-25720-2
14 https://www.iea.org/reports/solar-pv
15 Idem
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