Sviluppo di una piattaforma per le comunità energetiche rinnovabili: valutazioni energetiche, economiche e finanziarie = Development of a platform for renewable energy communities: energy, economic and financial assessments

L'imperativo di ridurre le emissioni, al fine di mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici, richiede trasformazioni fondamentali in vari aspetti della nostra società. Con l'obiettivo di contenere l'aumento della temperatura media della Terra al di sotto dei 2°C rispetto ai livelli preindustriali, è necessario passare da un mix energetico basato principalmente sui combustibili fossili, ad uno a basse o zero emissioni di carbonio basato su fonti rinnovabili. Per attuare questa transizione è fondamentale coinvolgere i cittadini ed è necessario un cambio di paradigma nel modo in cui l'energia viene prodotta e consumata. In questo lavoro di tesi, dopo aver presentato il panorama attuale e gli obiettivi futuri del settore energetico in Europa, si analizzano le opportunità e le prospettive delle Comunità Energetiche Rinnovabili (CER) da un punto di vista tecnico ed economico. Il Capitolo 1 inizia da un’ analisi dell’ evoluzione dei target europei di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra al 2030 e al 2050, passando ad un approfondimento sulla strategia italiana al 2030 prevista nel Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima (PNIEC). Il Capitolo 2 comincia con il concetto e la definizione di Comunità Energetica Rinnovabile. Successivamente, viene presentato il quadro normativo e regolatorio italiano e si approfondiscono le fasi di costituzione di una CER. Nel Capitolo 3, vengono presentati i pilastri delle Comunità Energetiche (4Ds Paradigm): Decarbonizzazione, Decentralizzazione, Digitalizzazione e Democratizzazione giocheranno un ruolo cruciale nel futuro del mondo dell’energia. Dopo aver discusso il ruolo del prosumer nei sistemi energetici, si valuta l'utilizzo della demand response nelle CER. Nel Capitolo 4 viene presentata un’applicazione web scritta in Python, realizzata utilizzando il framework Dash per le comunità energetiche. Attraverso tale interfaccia, si simula una comunità energetica rinnovabile al fine di valutarne i possibili benefici che i membri avrebbero nel tempo. In particolare, l'analisi viene condotta considerando diversi criteri, compresi aspetti economici, ambientali e tecnici. Il processo è organizzato in due fasi, la prima in cui viene effettuato il Setup della Comunità Energetica simulando i consumi elettrici di diverse tipologie di clienti finali, e la produzione fotovoltaica a seconda di diversi parametri selezionati dall’utente. Dopo aver definito il Setup, i benefici annuali vengono visualizzati sia a livello di comunità che a livello di ciascun membro. Inoltre, viene effettuata un'analisi energetica ed economica su un periodo di 20 anni e vengono calcolati i KPI comunemente utilizzati per la valutazione degli investimenti. L’ applicazione può essere utilizzata durante la fase iniziale di costituzione della CER, al fine di informare i cittadini in modo rapido e flessibile riguardo i possibili vantaggi economici ed ambientali che avrebbero nel costituire la Comunità Energetica. Attraverso le valutazioni economiche della piattaforma, ogni cittadino può analizzare la redditività di un potenziale investimento e prendere decisioni in modo consapevole. L'obiettivo è coinvolgere i cittadini nella transizione energetica con un ruolo attivo nel mercato dell'energia.