Stefan Paris è un radiologo di 55 anni che vive nella periferia di Berlino. Lui, la sua compagna e la loro figlia di tre anni condividono una casa accogliente a due piani con una piscina. Le Parise, che aspettano un secondo figlio, non sono né i ricchi né i braccianti ambientali. Eppure la coppia ha scelto di spendere $ 36.000 per un sistema solare domestico composto da 26 pannelli solari, appena installati sul tetto questo mese, e una batteria intelligente - delle dimensioni di un piccolo frigorifero - parcheggiata in cantina.
Nei giorni di sole, i pannelli fotovoltaici forniscono tutto il fabbisogno di elettricità della famiglia parigina e caricano anche la batteria elettrica della loro auto ibrida. Una volta coperte queste nozioni di base, l'energia generata sul tetto alimenta la batteria stazionaria fino a quando non è completamente carica per la domanda di energia notturna e i giorni nuvolosi. Quindi, quando la batteria viene ricaricata, il sistema di controllo digitale dell'unità reindirizza automaticamente l'eventuale energia in eccesso nella rete elettrica di Berlino, per la quale le Parise verranno compensate dal gestore della rete locale.
"Mi hanno convinto che sarebbe stato ripagato in dieci anni", spiega Parigi, riferendosi a Enerix, un rivenditore con sede in Baviera che offre sistemi solari e servizi di installazione. "Dopodiché, la maggior parte della nostra elettricità non ci costerà nulla." L'investimento, dice, è una copertura contro l'aumento dei costi energetici. Inoltre, il software intelligente dell'unità consente a Parises di monitorare la produzione, il consumo e lo stoccaggio di elettricità, nonché di monitorare in tempo reale l'immissione di energia nella rete.
Uno su due ordini per pannelli solari sul tetto in Germania è ora venduto con un sistema di accumulo della batteria.
Le Parise sono una delle oltre 120.000 famiglie tedesche e proprietari di piccole imprese - e circa 1 milione di persone in tutto il mondo - che hanno scavato nelle loro tasche per investire in unità solari con accumulo di batterie da quando sono comparsi sul mercato sistemi a basso costo per cinque anni fa. "Nessuno si aspettava questo tipo di crescita, così in fretta", afferma Kai-Philipp Kairies, esperto di sistemi di generazione e stoccaggio dell'energia presso la RWTH Aachen University nella Germania occidentale.
Oggi, uno su due ordini per pannelli solari sul tetto in Germania viene venduto con un sistema di accumulo della batteria. La società di arredamento per la casa Ikea offre anche pacchetti solari installati che includono capacità di stoccaggio. I prezzi della batteria sono crollati in modo così drammatico che la banca di sviluppo tedesca ha ora grattato gli sconti sulla batteria - che coprono circa il 30 percento del costo - che ha offerto dal 2013 al 2018.
A dire il vero, 120.000 famiglie e piccole imprese rappresentano solo una piccola parte degli 81 milioni di persone tedesche. Ma gli analisti affermano che questa recente crescita dimostra il forte richiamo di una visione ecologica per il futuro: una schiera solare su ogni tetto, un veicolo elettrico in ogni garage e una batteria in ogni seminterrato. Gli analisti vedono l'abbraccio delle batterie domestiche come un passo importante verso un futuro in cui le economie a basse emissioni di carbonio si basano su forniture di energia rinnovabile sempre più decentralizzate e fluttuanti. Fino ad oggi, lo stoccaggio di energia elettrica è rimasto molto indietro rispetto ai progressi nell'energia solare, ma man mano che le batterie diventano più economiche e più potenti, immagazzineranno sempre più la produzione irregolare di energia eolica e solare, contribuendo al tipo di flessibilità che una fonte dipendente dalle condizioni meteorologiche richiederà .
La crescente popolarità dei pannelli solari e dei sistemi di batterie, trainata da un calo dei prezzi delle batterie agli ioni di litio, ha gettato un'ancora di salvezza nel settore solare moribondo della Germania, che è in calo negli ultimi anni, in parte a causa della produzione a basso costo di pannelli solari in Cina. Il progressivo declino delle tariffe di immissione - remunerazione garantita per i consumatori che forniscono energia alla rete - ha portato anche a un forte calo della distribuzione dell'energia solare.
Ma contro ogni previsione, aziende come Enerix, Sonnen e Solarwatt sono tornate in piedi grazie ai sistemi di accumulo dell'energia domestica. Nel 2012, Enerix ha dovuto chiudere otto delle sue 15 affiliate in Germania e Austria. Ma dal boom della batteria, ha riaperto vecchi negozi e ne ha aperti di nuovi, oggi vanta 54 punti vendita che vendono pannelli, batterie e sistemi di ottimizzazione energetica. La Germania ora ha circa 44 produttori di sistemi di accumulo di energia domestica. I tedeschi hanno installato array di pannelli solari su oltre 1 milione di edifici, ma la maggior parte di essi mancava di unità di stoccaggio. Ora, un numero crescente di quei proprietari di case acquista batterie. Le unità di stoccaggio elettriche tedesche vengono vendute anche in Francia, Gran Bretagna, Italia, Paesi Bassi e Spagna, nonché in Australia e Corea del Sud.
Il prezzo di un sistema di archiviazione domestico dipende dalle dimensioni della casa o dell'azienda, dalle esigenze energetiche del proprietario, dall'accesso dell'edificio al sole e dalla qualità dei pannelli, delle batterie e dei sistemi di gestione. Per una piccola casa con solo 20 pannelli, ci si può aspettare di pagare da $ 8.000 a $ 11.000 per l'array fotovoltaico e all'incirca lo stesso importo per la batteria e l'inverter DC / AC. Le più grandi batterie domestiche costano circa $ 34.000. E per un extra di $ 500, i dispositivi avanzati collegano il sistema agli elettrodomestici e ottimizzano il consumo di energia, oltre a regolare l'immissione in rete. Con tale tecnologia di punta e molta luce solare, un proprietario potrebbe risparmiare fino all'80 percento sulle bollette dell'elettricità, secondo Solarwatt, un apparecchio con sede a Dresda che produce tecnologia intelligente.
Ma l'economia della conservazione della batteria non è l'unica, o anche la principale, motivazione della maggior parte degli acquirenti di sistemi di batterie, afferma Matthias Schulnick di Enerix Berlin. "Sempre più persone vogliono essere indipendenti dalle società elettriche e dall'aumento dei prezzi", afferma. "E vogliono un'impronta ecologica, per fare qualcosa per il futuro."
"Sempre più persone vogliono essere indipendenti dalle società elettriche e dall'aumento dei prezzi", afferma un dirigente.
In Germania, in pochi anni, le unità di archiviazione domestica si sono trasformate da un bizzarro prodotto di nicchia per i nerd della tecnologia e gli elettori del Green Party a uno con un enorme potenziale mainstream. La società di consulenza McKinsey prevede che il costo dei sistemi di accumulo dell'energia scenderà dal 50 al 70 percento a livello globale entro il 2025 "a seguito di progressi nella progettazione, economie di scala e processi semplificati".
I segni dell'esplosione di interesse sono ovunque: all'inizio di questo mese, la compagnia petrolifera britannico-olandese Royal Dutch Shell ha acquistato Sonnen, il principale produttore tedesco di batterie per la casa. Il gigante tedesco delle utility E.ON è un passo avanti rispetto a Shell, avendo collaborato con Solarwatt nel 2016 per vendere unità solari e batterie combinate.
L'Energy Storage Association, un gruppo commerciale con sede negli Stati Uniti, prevede che la capacità di accumulo dell'energia aumenterà di otto volte dal 2015 al 2020, diventando un mercato da $ 2,5 miliardi. Bloomberg New Energy Finance prevede che entro 20 anni il mercato globale dello stoccaggio dell'energia, di cui lo stoccaggio domestico è solo una parte, avrà attirato investimenti per 620 miliardi di dollari.
In California, a partire dal 2020, tutti gli edifici residenziali di nuova costruzione devono essere dotati di pannelli solari. I proprietari di questi edifici daranno sicuramente uno sguardo duro ai sistemi di batterie con la caduta dei prezzi. L'aggiunta di batterie domestiche diventa particolarmente interessante per i consumatori che possiedono veicoli elettrici.
L'aspetto negativo del bonus della batteria, spiega Kairies, è che "nelle condizioni odierne ci vogliono circa un decennio per pagare la batteria dai risparmi sulle bollette energetiche. Ma la maggior parte della durata di queste batterie oggi non è molto più di 10 anni, al massimo 15 anni. Quindi devi comprarne uno nuovo. "
Il boom in corso è in gran parte una conseguenza di spettacolari progressi nelle prestazioni delle batterie agli ioni di litio - il tipo standard di batteria presente nella maggior parte dei veicoli elettrici e dei telefoni cellulari. In condizioni di laboratorio, i tecnici - che stavano lavorando per migliorare le batterie dei veicoli elettrici, non le unità di stoccaggio domestiche - hanno aumentato la densità della batteria agli ioni di litio modificando i conduttori e i prodotti chimici, raddoppiando la capacità di stoccaggio. Questo ha inviato il prezzo dello stoccaggio, misurato per wattora, precipitando della metà. Anche i pannelli solari sono più economici che mai, anche se il loro declino dei prezzi lungo decenni si è stabilizzato.
"Per raggiungere gli obiettivi di Parigi abbiamo bisogno di 10 milioni di [batterie domestiche] solo in Germania", afferma un ricercatore.
Gli esperti differiscono ampiamente sul futuro delle tecnologie di stoccaggio a batteria e sulle implicazioni per la generazione di energia decentralizzata. Alcuni, come Julia Poliscanova del gruppo di sorveglianza Transport and Environment con sede a Bruxelles, sostengono che gli ioni di litio rimarranno il tipo di batteria adatto per il prossimo futuro. L'emergere di batterie EV riciclate, che hanno una capacità insufficiente per le auto ma sufficiente per le esigenze domestiche, ridurrebbe i costi ancora di più, garantendo al contempo una seconda e una terza vita alle batterie agli ioni di litio.
Altri, come Stefano Passerini, direttore dell'Helmholtz Institute di Ulm, un centro di ricerca sulle batterie in Germania, affermano che la prossima generazione di stoccaggio su piccola scala saranno batterie agli ioni di sodio che, a differenza delle batterie al litio, non richiedono il cobalto, un elemento chimico estratto che è sempre più difficile da trovare. "Dal momento che le batterie domestiche possono essere più grandi delle batterie EV, dovremmo conservare il cobalto disponibile per le auto e procedere in modo diverso con l'archiviazione domestica", afferma. Il pioniere dell'energia pulita EWS Schönau sta sviluppando batterie ecocompatibili, come batterie per acqua salata in gran parte riciclabili che non contengono né metalli pesanti cancerogeni né minerali scarsi.
Indipendentemente dal tipo di batteria, le unità di accumulo di energia domestica possono aiutare a appianare le fluttuazioni nella produzione di elettricità, una funzione nota come "bilanciamento". Quando la rete è a filo con l'energia, ad esempio, gli operatori di rete possono pagare i proprietari della batteria - anche quelli senza matrice solare attaccata a loro - per immagazzinare l'eccesso per loro. Quando la rete ha bisogno di energia, le batterie della casa e dell'auto possono alimentare l'energia nella rete. Gli esperti affermano che il bilanciamento è fondamentale per il più ampio progetto di un mondo a basse emissioni di carbonio.
Ma questo scenario è ancora ampiamente in futuro. "Ciò che abbiamo ora [nell'archiviazione domestica] sicuramente aiuta", dice Passerini, "ma è ancora molto poco". Dice che il passo successivo è consentire ai produttori di energia domestica di vendere ai vicini e agli inquilini, un servizio noto come peer-to- scambio di elettricità tra pari. Ciò consentirebbe ai consumatori senza accesso al potere generato in casa di trarre vantaggio dall'energia pulita di coloro che producono più del necessario.
Volker Quaschning, professore di sistemi di energia rinnovabile all'Università di Scienze Applicate di Berlino, ha messo in prospettiva la portata della sfida: “Abbiamo oltre 100.000 sistemi di generazione e stoccaggio domestici [in Germania], ma per colpire Parigi obiettivi abbiamo bisogno di 10 milioni nella sola Germania. Esiste un enorme potenziale, ma deve essere più economico e più semplice ". Dice che è necessario eliminare le tasse sul consumo di energia delle famiglie e delle imprese che generano elettricità per il proprio uso e mantenere le tariffe garantite dell'energia solare, che incoraggiano gli investimenti.
"L'archiviazione domestica può essere ampliata nello stesso modo in cui abbiamo fatto l'energia solare", afferma Quaschning, riferendosi agli investimenti e agli incentivi alla produzione, "che alla fine ha creato economie di scala e ridotto i prezzi".
Ha funzionato una volta, dice, e può funzionare di nuovo.
(tradotto da https://e360.yale.edu/features/in-germany-consumers-embrace-a-shift-to-home-batteries)
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