Modelling the socio-technical evolution of renewable energy communities: an agent based analysis of participation and electrification through the CER.ca.MI case study

Renewable Energy Communities are increasingly considered not only as technical tools for renewable electricity sharing, but also as local socio-technical systems that can support citizen participation, social inclusion and a fairer energy transition. For this reason, their analysis should not be limited to energy production, self-consumption or economic performance, but should also consider how households decide to participate and how the community evolves over time. This work develops an Agent-Based Model applied to the case of CER.ca.MI in Milan, representing households as heterogeneous agents that can join, remain in or leave the community according to technical, economic and behavioural conditions. The model follows the Italian virtual energy-sharing framework and links shared energy, incentives and individual benefits to monthly participation decisions. Results show that REC membership is strongly shaped by behavioural assumptions and by the proportion of environmentally oriented households. Aggregate electricity demand, instead, follows the electrification pathway defined in the scenario and shows very limited dependence on the level of REC participation. This suggests that a growing electricity demand in the local area is not sufficient, by itself, to expand the energy community: participation also requires social visibility, local exposure and stable engagement over time.

Le Comunità Energetiche Rinnovabili sono sempre più considerate non solo strumenti tecnici per la condivisione di elettricità rinnovabile, ma anche sistemi socio-tecnici locali in grado di sostenere la partecipazione dei cittadini, l’inclusione sociale e una transizione energetica più equa. Per questo motivo, la loro analisi non dovrebbe limitarsi alla produzione di energia, all’autoconsumo o alla performance economica, ma dovrebbe considerare anche il modo in cui le famiglie decidono di partecipare e come la comunità evolve nel tempo. Questo lavoro sviluppa un Modello Basato sugli Agenti applicato al caso della CER.ca.MI a Milano, rappresentando le famiglie come agenti eterogenei che possono aderire, rimanere o uscire dalla comunità in base a condizioni tecniche, economiche e comportamentali. Il modello segue il quadro italiano di condivisione virtuale dell’energia e collega l’energia condivisa, gli incentivi e i benefici individuali alle decisioni mensili di partecipazione. I risultati mostrano che il numero di membri della REC è fortemente influenzato dalle assunzioni comportamentali e dalla quota di famiglie con orientamento ambientale. La domanda elettrica aggregata, invece, segue il percorso di elettrificazione definito dagli scenari e mostra una dipendenza molto limitata dal livello di partecipazione alla REC. Ciò suggerisce che un aumento della domanda elettrica locale non è di per sé sufficiente a favorire l’espansione della comunità energetica: la partecipazione richiede anche visibilità sociale, esposizione locale e un coinvolgimento stabile nel tempo.