Modelling and integration of Power-to-X systems in electric grids with high renewable energy production

Con la diffusione delle fonti energetiche rinnovabili, volta sia al raggiungimento degli obbiettivi europei che alla riduzione delle emissioni di CO2 fossile, la gestione della rete elettrica risulta sempre più complessa a causa dell’intermittenza e della variabilità delle fonti di generazione. In questo contesto, sono state considerate tre tipologie impiantistiche di Power-to-X (metano, metanolo e syngas), installate su una rete elettrica con presenza di impianti fotovoltaici, con l’obiettivo di valutarne gli impatti ed i benefici. I modelli degli impianti di metanazione e di produzione del syngas sono stati creati tenendo conto dell’intera catena di processi, mentre l’impianto di sintesi del metanolo è stato costruito partendo da un modello già definito in letteratura. L’arco temporale della simulazione è rappresentato da due settimane: una nel mese di gennaio e l’altra nel mese di giugno. I risultati delle simulazioni mostrano che, in generale, l’installazione di PtX porta ad una netta riduzione del fenomeno di reverse power flow (RPF). Inoltre, grazie alle simulazioni sono stati valutati anche altri parametri: le perdite nette di energia lungo la rete e i fattori di carico degli impianti installati. I risultati dipendono dalla taglia e dal numero di impianti PtX installati, dalla tipologia e dal fattore di penetrazione del RES. Tra le tre tipologie di PtX, gli impianti di produzione di syngas minimizzano il RPF e massimizzano il fattore di carico mentre le perdite sono minimizzate con l’installazione di impianti di produzione del metano.