The role of lithium-ion batteries in renewable energy communities. An assessment of profitability among different scenarios in Italy

Over the last years, Europe has been making great strides with respect to environmental questions, by setting goals that push towards decarbonization and emissions neutrality. Electrification, Decarbonization and Decentralization are the most pervasive trends that are nowadays affecting European Union’s energy systems. In fact, they are considered the most effective levers for the achievement of the goals set at an EU perspective. Renewable Energy Communities embed all these three pillars, allowing the aggregation of final energy users in communities with the aim of implementing decentralized energy systems, for the creation of economic, social and environmental benefits. This is the reason why governments are recently providing incentives for them to thrive and become more and more ubiquitous. An important role in this context is played by Electrochemical Energy Storage Systems, that represent a way to cope with the unpredictability of the renewable energy sources employed in Energy Communities. The combination of these two technologies could eventually represent a feasible path for concretely reaching the aforementioned goals. To quantitatively evaluate the effect that a storage system could have on the innovative business model of Renewable Energy Communities, it is carried out a MATLAB simulation that considers the electrochemical operations of the constitutive cells of the storage systems, integrating the result of this simulation with a high business perspective.

Negli ultimi anni, l'Unione Europea sta considerando sempre più centrali le questioni ambientali, fissando obiettivi che spingono verso la decarbonizzazione e la neutralità delle emissioni. Elettrificazione, Decarbonizzazione e Decentralizzazione sono le tendenze più diffuse che ad oggi influenzano ogni sistema energetico Europeo. Per tale ragione, sono considerate le leve più efficaci per il raggiungimento degli obiettivi fissati a livello UE. Le Comunità Energetiche Rinnovabili incorporano questi tre pilastri, consentendo l'aggregazione degli utenti finali di energia in tali comunità con l'obiettivo di implementare sistemi energetici decentralizzati, con l’obiettivo ultimo della creazione di benefici economici, sociali e ambientali. Questo è il motivo per cui i governi Europei stanno recentemente fornendo incentivi per permettere alle comunità di prosperare e diventare sempre più onnipresenti. Un ruolo importante in questo contesto è svolto dai sistemi di accumulo elettrochimico, che rappresentano un modo per far fronte all'imprevedibilità delle fonti energetiche rinnovabili impiegate nelle Comunità Energetiche. La combinazione di queste due tecnologie potrebbe infine rappresentare una strada per raggiungere concretamente gli obiettivi sopracitati. Per valutare in modo quantitativo l'effetto che un sistema di accumulo potrebbe avere sull'innovativo modello di business delle Comunità Energetiche Rinnovabili, viene proposta una simulazione MATLAB che considera il funzionamento elettrochimico delle celle costitutive di un sistema di accumulo agli ioni di Litio, integrando il risultato di questa simulazione con una prospettiva di business.