Che cos'è Demand Side Response? Una guida completa

La risposta della domanda (DSR) è uno dei concetti più importanti — e più fraintesi — nei moderni sistemi energetici. Man mano che le reti elettriche e di teleriscaldamento si decarbonizzano e integrano una quota crescente di energie rinnovabili variabili, la capacità dei consumatori di modulare i propri consumi sta assumendo un valore pari a quello della costruzione di nuova capacità di generazione. Questa guida spiega cos’è la DSR, come funziona, perché è importante e come si applica in modo specifico al teleriscaldamento.

Che cos'è Demand Side Response?

La risposta dal lato della domanda è la capacità dei consumatori di energia — abitazioni, edifici commerciali, impianti industriali — di regolare volontariamente e in tempo reale il proprio consumo energetico, in risposta ai segnali provenienti dalla rete energetica.

Questi segnali possono assumere diverse forme:

• Segnali di prezzo: tariffe elettriche basate sull'ora di consumo, che prevedono costi più elevati nelle ore di punta e più bassi nelle ore non di punta, offrendo ai consumatori un incentivo economico a spostare i carichi
• Segnali di controllo diretti: gli operatori di rete o gli aggregatori attivano o disattivano direttamente i carichi (di solito previo consenso del consumatore)
• Risposta in frequenza: sistemi automatizzati che reagiscono alle variazioni della frequenza di rete — se la frequenza cala (indicando un eccesso della domanda rispetto all'offerta), i carichi si riducono automaticamente
• Segnali di mercato: dati sui prezzi spot che attivano modifiche automatiche dei carichi quando i prezzi superano o scendono al di sotto delle soglie prestabilite

Il concetto di base è semplice: l'offerta e la domanda di energia devono essere bilanciate in ogni momento. Tradizionalmente, ciò avveniva esclusivamente dal lato dell'offerta, aumentando o riducendo la produzione delle centrali elettriche per adeguarsi alla domanda. Il DSR ribalta in parte questa equazione: invece di (o oltre a) regolare l'offerta, si regola la domanda.

Demand Side Response Demand Side Management

Questi termini vengono spesso confusi. La differenza fondamentale è la seguente:

• La gestione della domanda (DSM) è un concetto di ampio respiro che comprende tutte le strategie volte a influenzare i tempi e i livelli di consumo energetico dei consumatori. Ciò include programmi di efficienza energetica, tariffe basate sull'ora di consumo, interventi di riqualificazione energetica degli edifici, standard di efficienza degli elettrodomestici e incentivi per lo spostamento dei carichi. La DSM è un approccio strategico e a lungo termine.
• La risposta della domanda (DSR) consiste nello specifico in un adeguamento attivo e in tempo reale dei consumi in risposta a segnali provenienti dal mercato o dalla rete in tempo reale. La DSR è un fenomeno a breve termine e operativo: avviene in pochi minuti o secondi, non in mesi. La DSR è un sottoinsieme della gestione della domanda (DSM).

Un edificio che è stato coibentato per ridurre il proprio fabbisogno di riscaldamento di base sta attuando misure di gestione della domanda (DSM). Un edificio che riduce automaticamente il riscaldamento per 90 minuti quando il prezzo spot dell'elettricità supera i 200 €/MWh sta attuando misure di riduzione della domanda (DSR).

Perché Demand Side Response

Tre tendenze convergenti stanno rendendo il DSR sempre più fondamentale:

1. Il problema dell'intermittenza delle energie rinnovabili

L'energia eolica e quella solare sono variabili: producono energia quando le condizioni sono favorevoli, non necessariamente quando la domanda è più alta. Man mano che la quota delle energie rinnovabili nelle reti elettriche aumenta dal 30% fino al 70-100%, il divario tra ciò che la rete produce e ciò di cui ha bisogno in un dato momento diventa più ampio e frequente. L'accumulo in batterie è d'aiuto, ma è costoso. La DSR offre un'altra soluzione: spostare la domanda in modo da allinearla all'offerta disponibile.

2. Riduzione della necessità di capacità di picco

Ogni rete elettrica è dimensionata per far fronte alla domanda di picco — in genere nei pochi giorni all'anno in cui fa molto freddo (o molto caldo nei sistemi in cui prevale la climatizzazione), tutti sono a casa e il vento o il sole sono scarsi. Questa capacità di picco è estremamente costosa e viene utilizzata solo per una minima parte del tempo. Se il DSR riesce a ridurre anche solo del 5-10% la domanda di picco, si possono evitare o rinviare miliardi di euro di investimenti in infrastrutture. Questo è uno dei motivi per cui i programmi DSR in genere pagano molto bene i partecipanti.

3. L'elettrificazione del riscaldamento

Man mano che le reti di teleriscaldamento passano dai combustibili fossili alle pompe di calore e alle caldaie elettriche, la loro domanda diventa direttamente legata ai mercati dell'energia elettrica. Una grande pompa di calore per il teleriscaldamento consuma decine di megawatt di elettricità: se è in grado di modulare il proprio consumo in base alle condizioni della rete, diventa una risorsa fondamentale per la gestione della domanda (DSR). La capacità di DSR a livello di edificio Fourdeg ne costituisce un aspetto; il funzionamento flessibile delle pompe di calore a livello di rete ne è un altro.

Tipi di Demand Side Response

Il DSR può assumere diverse forme, a seconda della rapidità richiesta dalla risposta e di chi la gestisce:

• DSR implicito (risposta al prezzo): i consumatori modificano il proprio comportamento in risposta ai segnali di prezzo — ad esempio, utilizzando la lavastoviglie di notte o ricaricando i veicoli elettrici nelle fasce orarie non di punta. Non vi è alcun controllo diretto da parte della rete; il comportamento è determinato dal prezzo
• DSR esplicito (flessibilità su richiesta): i consumatori accettano di essere controllati direttamente (di solito previo preavviso e dietro pagamento) nell'ambito di un contratto per i servizi ausiliari di rete. Il gestore della rete invia un comando; il carico risponde
• DSR automatizzato: i carichi sono configurati per reagire automaticamente a soglie di prezzo, segnali di frequenza o altri fattori scatenanti, senza che sia necessario alcun intervento umano al momento della risposta
• DSR aggregato: numerosi piccoli carichi flessibili (riscaldamento domestico, caricabatterie per veicoli elettrici, scaldacqua) vengono raggruppati da un aggregatore e offerti al mercato come un'unica grande risorsa flessibile

Cosa rende un bene DSR di qualità?

Non tutti gli asset possono partecipare efficacemente al DSR. I migliori asset DSR presentano diverse caratteristiche in comune:

• Flessibilità senza compromessi in termini di funzionalità: è possibile spostare o ridurre il carico senza che ciò comporti un deterioramento inaccettabile del servizio offerto. Il riscaldamento è eccellente grazie alla massa termica degli edifici: è possibile ridurre l'apporto di calore per 1–3 ore senza che nessuno senta freddo
• Prevedibile e controllabile: la flessibilità offerta può essere garantita in modo affidabile. I sistemi intelligenti che modellano il comportamento termico sono in grado di garantire una riduzione specifica in MW per un determinato periodo di tempo con un elevato grado di affidabilità
• Risposta rapida: nei prodotti per la risposta in frequenza, i carichi potrebbero dover reagire in pochi secondi. Nel caso del DSR per la riduzione dei picchi nel settore del riscaldamento, sono in genere sufficienti finestre di risposta di 15–30 minuti
• Portata: i singoli edifici hanno una flessibilità limitata — pochi kW. Se si sommano le capacità di migliaia di edifici, la cifra diventa significativa — decine di megawatt

Demand Side Response teleriscaldamento

Le reti di teleriscaldamento sono particolarmente adatte alla DSR poiché il vettore energetico — l'acqua calda che scorre nelle tubazioni — possiede caratteristiche intrinseche di accumulo termico. Quando un gestore di teleriscaldamento desidera ridurre temporaneamente la produzione (per evitare i costi di picco o rispondere a un segnale della rete), può:

• Abbassare brevemente la temperatura di mandata, consentendo agli edifici di attingere alla propria massa termica
• Ridurre direttamente il flusso di calore verso gli edifici interessati tramite valvole e termostati intelligenti
• Preriscaldare gli edifici nei periodi in cui l'energia è più economica o disponibile e ridurre i consumi nelle ore di picco

La piattaforma Smart Energy® Fourdeg mette in pratica questo approccio a livello di singolo edificio. I termostati intelligenti presenti in ogni edificio collegato misurano la temperatura degli ambienti in tempo reale, mentre la piattaforma basata sull'intelligenza artificiale coordina la riduzione della domanda nell'intero portafoglio immobiliare, sapendo esattamente quanta flessibilità ogni edificio possa offrire in sicurezza prima che il comfort interno ne risenta.

Il risultato è una rete di teleriscaldamento in grado di ridurre la domanda di picco del 10-25% — il che equivale a rinviare ingenti investimenti infrastrutturali — garantendo al contempo temperature interne confortevoli in ogni edificio.

I vantaggi economici della partecipazione al DSR

Sia le aziende energetiche che i proprietari di immobili possono trarre vantaggi economici dal DSR:

• Aziende energetiche: minori costi di produzione nelle ore di punta, minore necessità di costose capacità di riserva, potenziali entrate derivanti dai servizi ausiliari di rete, maggiore competitività della rete di teleriscaldamento
• Proprietari di immobili: bollette del riscaldamento più basse (il controllo intelligente riduce i consumi del 20–35%), potenziali incentivi per la partecipazione a programmi di DSR, miglioramento della rendicontazione ESG grazie alla riduzione dell'intensità energetica
• Società: riduzione dei costi complessivi del sistema energetico, decarbonizzazione più rapida grazie a una migliore integrazione delle energie rinnovabili, minori investimenti nelle infrastrutture

Domande frequenti