Methods to mitigate energy poverty in a renewable energy community

The COVID-19 crisis and the war in Ukraine have put upward pressure on energy prices, contributing to the worsening of energy poverty in Europe. At the same time, strong environmental policies request an increasing involvement of citizens in the fight against climate change. Born out of this process are the Renewable Energy Communities, a new tool created by the European Commission in 2018 that allows citizens to form a community that self-produces and self-consumes energy from renewable sources, bringing social, environmental, and even economic benefits to its participants. However, the European and Italian documentation does not give guidelines on the criteria to be adopted to distribute the incentives among the members of the community. This thesis, therefore, proposes various algorithms that can be adapted to allocate incentives, taking into account the different configurations that a community can assume and the various aspects that characterize it. In particular, the economic, energy, and social aspects have been considered. More attention was paid to the social aspect, so an energy poverty index was selected to assess the economic condition of the members and then implemented and integrated into the algorithms. The methods created were then applied to a real case study, the emerging Energy Community of Teglio, in Valtellina. The results in terms of bill gain and savings of the different members were calculated and compared. The economic implications that each algorithm brings were also assessed and a sensitivity analysis was carried out on how the community’s balance changes as the number of energy-poor users increases. The results show that the Energy Community can indeed bring great benefits to the most fragile households, in particular to communities promoted by local authorities such as the municipality.

La crisi dovuta al COVID-19 e la guerra in Ucraina hanno esercitato una pressione al rialzo sui prezzi dell’energia, contribuendo al peggioramento della povertà in Europa, in particolare il fenomeno della povertà energetica. Contemporaneamente le forti politiche ambientali richiedono un sempre maggior coinvolgimento dei cittadini nella lotta contro il cambiamento climatico. Figlie di questo processo sono le Comunità Energetiche Rinnovabili, un nuovo strumento creato dalla Commissione Europea nel 2018 che permette ai cittadini di formare una comunità che autoproduce e autoconsuma energia da fonti rinnovabili, apportando benefici sociali, ambientali e anche economici ai suoi partecipanti. La documentazione europea e italiana non dà però linee guida sul criterio da adottare per ripartire gli incentivi tra i membri della comunità. In questa tesi si propongono quindi diversi algoritmi che possono essere adottati per ripartire gli incentivi tenendo conto delle diverse configurazioni che una comunità puo assumere e i vari aspetti che la caratterizzano. In particolare, l’aspetto economico, l’aspetto energetico e l’aspetto sociale sono stati considerati. Maggior attenzione è stata posta al tema sociale, si è quindi selezionato un indice di povertà energetica che valutasse la condizione economica dei membri per poi implementarlo e integrarlo all’interno degli algoritmi. I metodi creati sono stati successivamente applicati a un caso studio reale, la Comunità Energetica emergente di Teglio, in Valtellina. I risultati in termini di guadagno e risparmio in bolletta dei diversi membri sono stati quindi calcolati e comparati. Sono state inoltre valutate le implicazioni economiche che ogni algoritmo porta e si è svolta un’analisi sensitiva su come cambiano gli equilibri della comunità all’aumentare degli utenti in povertà energetica. I risultai ottenuti mostrano come la Comunità Energetica possa effettivamente apportare grandi benefici alle famiglie piu fragili, in particolare per le comunità promosse da enti locali come il Comune.