Optimization of collective self-consumption based on RED II transposition in the Italian framework

Among the directives and regulations in the latest version of the Clean Energy for All Europeans package (CE4AE) is contained the EU Directive 2018/2001 (also known as RED II). This Directive among the contents concerning the promotion of the use of renewable sources, it also offers the opportunity to increase energy consumption in end uses through the establishment of new forms of self-consumption. In particular, the RED II Directive defines the figure of the self-consumer of renewable energy (individual and collective), the figure of the energy community and it delegates to each Member State of the Union the task of establishing the methods of transposition of the Directive into their legislative systems. In Italy the EU Directive 2018/2001 has not yet been transposed into law, however the Decree Milleproroghe 2020 (now converted into Law 8/2020) and in particular article 42bis, offers the possibility of starting pilot projects on collective self-consumption (subject of this paper) and on energy communities, in order to analyse self-consumption solutions and obtain useful elements for their implementation in national regulation. In view of the future implementation of RED II in Italy, RSE has launched pilot projects on collective self-consumption with the aim of analysing the energy, economic, environmental and social benefits associated with the use of these new forms of self-consumption, carrying out in parallel also the research for new solutions for the optimal management of the technologies available today that can be used within these new realities of self-consumption. This thesis is intended to present a use case, consistent with current regulations and which uses an energy management system for maximizing shared energy within the collective self-consumption scheme. The first part of the paper presents the main contents of the Clean Energy Package and the analysis of the European directive for renewables (RED II) and the electricity market directive (IEM) which allowed to define the main rules to be considered for the definition of the case use presented. After analysing how the other European countries are taking steps to define the legislative and regulatory framework relating to collective self-consumption, there’s a focus on the procedures for implementing the self-consumption schemes in Italy, with particular reference to Law 8/2020 and to the Resolution ARERA 318/2020. From the analysis of Law 8/2020 have been obtained useful elements for the definition of both the technical specifications for the development of the use case considered in the thesis and the constraints used within the optimal scheduling algorithm.

Tra le direttive e i regolamenti presenti nell’ultima versione del pacchetto Energia Pulita Per Tutti Gli Europei (CE4AE) è contenuta la Direttiva UE 2018/2001 (nota anche come RED II) che, tra i contenuti che riguardano la promozione dell’utilizzo di fonti rinnovabili, offre anche l’opportunità di incrementare il consumo energetico negli usi finali tramite l’istituzione di nuove forme d’autoconsumo. Nello specifico, la Direttiva RED II definisce la figura dell’autoconsumatore di energia rinnovabile (singolo e collettivo), di comunità dell’energia e demanda a ogni Stato Membro dell’Unione il compito di stabilire le modalità di recepimento della Direttiva nei loro ordinamenti legislativi. In Italia la Direttiva UE 2018/2001 non è ancora stata trasposta in legge, tuttavia il Decreto Milleproroghe 2020 (ora convertito in Legge 8/2020) e in particolare l’articolo 42bis, offre la possibilità di avviare progetti pilota sull’autoconsumo collettivo (oggetto di questo elaborato) e sulle comunità dell’energia, al fine di analizzare le soluzioni d’autoconsumo e ricavare elementi utili per il loro recepimento nella regolazione nazionale. In vista del prossimo recepimento della RED II in Italia, RSE ha avviato progetti pilota sull’autoconsumo collettivo con l’obiettivo di analizzare i benefici energetici, economici, ambientali e sociali connessi all’uso di queste nuove forme d’autoconsumo, svolgendo in parallelo anche la ricerca di nuove soluzione per la gestione ottima delle tecnologie ad oggi disponibili utilizzabili all’interno di queste nuove realtà d’autoconsumo. Questa tesi ha lo scopo di presentare un caso d’uso, coerente con la regolazione vigente e che utilizza un sistema di gestione energetica condominiale per la massimizzazione dell’energia condivisa all’interno dello schema d’autoconsumo collettivo. Nella prima parte dell’elaborato sono presentati i principali contenuti del Clean Energy Package e l’analisi della direttiva europea rinnovabili (RED II) e mercato elettrico (IEM) che hanno permesso di definire le principali regole da considerare per la definizione del caso d’uso presentato. Dopo aver analizzato come gli altri Stati Europei stanno provvedendo a definire il quadro legislativo e normativo relativo all’autoconsumo collettivo, ci si è focalizzati sulle modalità di recepimento degli schemi d’autoconsumo in Italia, con particolare riferimento alla Legge 8/2020 e alla Delibera ARERA 318/2020. Dall’analisi della Legge 8/2020 sono stati ricavati elementi utili alla definizione delle specifiche tecniche per lo sviluppo del caso d’uso considerato nella tesi e i vincoli utilizzati all’interno dell’algoritmo di pianificazione ottimale della gestione degli elettrodomestici d’utenza. Infine, nell’ultima parte è si è provveduto a validare l’algoritmo di ottimizzazione energetica verificando come la l’utilizzo dell’ottimizzatore possa supportare l’incremento della condivisione energetica all’interno dello schema d’autoconsumo collettivo.