Che cos’è il curtailment? Un esperto del mercato elettrico lo spiega

L’Università della Florida fornisce finanziamenti in qualità di partner fondatore di The Conversation US.

La decurtazione ha un significato particolare nei sistemi elettrici. Descrive qualsiasi azione che riduca la quantità di elettricità generata per mantenere l’equilibrio tra domanda e offerta, fondamentale per evitare i blackout.

Recentemente, la decurtazione ha fatto notizia in Stati come la California e il Texas che stanno aggiungendo molta energia eolica e solare. In giornate molto ventose o soleggiate, queste fonti possono produrre più elettricità di quanta ne possa assorbire la rete. I gestori della rete riducono quindi la produzione per gestire l’eccesso di offerta.

Questa può essere un’opportunità persa. L’elettricità prodotta dall’energia solare ed eolica, così come dalle centrali nucleari esistenti, è poco costosa ed emette meno gas serra dei combustibili fossili, quindi potrebbe essere nell’interesse della società mantenere in funzione questi generatori.

Un tipo speciale di eccedenza

I consumatori conoscono le carenze e le eccedenze dei beni che acquistano. Le carenze significano che gli acquirenti non possono acquistare la PlayStation 5 per Natale o, cosa più importante, il pane, l’acqua o il latte artificiale di cui hanno bisogno.

Le eccedenze hanno un aspetto diverso, come i libri invenduti classificati come rimanenze o le caramelle pasquali scontate dell’80% nei drugstore locali il lunedì mattina.

Ma l’elettricità non è come questi beni. Nella rete elettrica odierna, carenze ed eccedenze possono provocare la stessa cosa: un blackout.

La rete elettrica nordamericana trasmette l’elettricità sotto forma di corrente alternata che cambia direzione avanti e indietro, come l’acqua che sgorga da una pompa manuale d’epoca quando la maniglia viene spinta su e giù. Le reti elettriche moderne richiedono livelli precisi di frequenza – il movimento avanti e indietro dell’energia – per funzionare correttamente.

La rete è progettata per funzionare a 60 hertz, il che significa che il flusso di corrente elettrica si sposta avanti e indietro 60 volte al secondo. Ciò si ottiene, in parte, garantendo che la quantità di elettricità prodotta in un dato momento sia uguale alla quantità di elettricità utilizzata. Se l’elettricità prodotta è troppo poca, la frequenza del sistema diminuisce. Se viene prodotta troppa elettricità, la frequenza aumenta.

Le moderne centrali elettriche sono progettate per operare in un intervallo relativamente ristretto intorno ai 60 hertz. Se la frequenza effettiva della rete è al di fuori di questo intervallo, la centrale può scollegarsi dal sistema. Se un numero sufficiente di centrali lo fa, si verifica un blackout.

Poiché l’industria elettrica statunitense si sta spostando sempre più verso le fonti rinnovabili, la rete elettrica nazionale richiederà importanti aggiornamenti.

Gestire il flusso

In alcune zone degli Stati Uniti, soprattutto nel sud-est e nell’ovest, le stesse società producono elettricità e la consegnano ai clienti. Quando le centrali elettriche nel territorio di una utility producono più elettricità di quanta ne utilizzino i clienti, l’azienda si limita a produrre meno elettricità dalla centrale più costosa, o a spegnerla temporaneamente.

Ma altri Stati hanno ristrutturato i loro mercati dell’elettricità in modo che alcune società producano energia e altre la forniscano ai clienti. In questi mercati competitivi, la riduzione delle tariffe solleva questioni complesse. I produttori di energia elettrica rimangono in attività generando e vendendo energia, quindi quando la domanda diminuisce, gli operatori di rete hanno bisogno di un sistema che garantisca che le decisioni di riduzione vengano prese in modo equo.

Spesso il primo strumento per scegliere quali impianti ridurre è il prezzo pagato ai generatori. Quando l’offerta aumenta o la domanda diminuisce, il prezzo dell’elettricità scende. Alcuni generatori possono decidere di non essere disposti a produrre energia elettrica al di sotto di un certo prezzo e di interromperlo se raggiunge tale livello.

Se c’è ancora un surplus di energia, l’organizzazione che gestisce la rete interviene per ridurre manualmente i generatori. Può farlo attraverso segnali nel sistema di dati della rete o contattando direttamente i generatori con telefonate. L’energia può essere interrotta per cinque minuti o per cinque ore, a seconda della velocità con cui il sistema torna alla normalità.

In generale, gli Stati Uniti hanno bisogno di più elettricità a basse emissioni per ridurre l’inquinamento atmosferico e rallentare il cambiamento climatico. Quindi la riduzione delle emissioni non è una strategia valida a lungo termine per gestire le eccedenze di energia. È in qualche modo paragonabile ai primi giorni della pandemia COVID-19, quando le interruzioni della catena di approvvigionamento costrinsero i produttori a buttare via enormi quantità di cibo, mentre i negozi di alimentari faticavano a riempire gli scaffali.

Una soluzione è quella di espandere l’immagazzinamento dell’energia in modo che i generatori possano conservare l’energia in eccesso per alcune ore invece di inviarla direttamente alla rete. Un’altra opzione consiste nel costruire più trasmissioni per portare l’energia nelle aree che ne hanno bisogno. Entrambi i tipi di investimenti possono ridurre la necessità di ridurre la produzione e rinunciare a produrre elettricità pulita e conveniente.