New York, Central Park. Una fredda notte d’inverno. Un ragazzo con in testa un cappello da cacciatore cammina un po’ incerto fra i sentieri del parco. Nei capelli ha alcuni pezzetti di ghiaccio. Si stringe le spalle nel cappotto, le mani rosse e intirizzite tremano, mentre chiudono alcuni bottoni. Finalmente scorge una panchina. Si siede e inizia a osservare un laghetto per metà ghiacciato. I suoi occhi cercano qualcosa sulla superficie dell’acqua leggermente rischiarata dalla luce pallida dei lampioni. Sul volto uno sguardo interrogativo: «Dove vanno le anatre quando il lago gela?».
Nell’ambito della economia dell’energia la ‘curva dell’anatra’ è un particolare grafico che rappresenta la quantità della domanda di elettricità che le energie rinnovabili, e in particolare il fotovoltaico, non riescono a coprire.
Cerchiamo di capire perché prende questo nome e quali sono le sue implicazioni per la transizione energetica. Seguiamo quindi la domanda netta (la domanda totale meno la produzione da fotovoltaico utilizzata) di energia durante le 24 ore di una giornata qualsiasi. Di notte la richiesta di energia è bassa e non c’è alcuna produzione da fotovoltaico. La domanda aumenta la mattina quando le persone si svegliano e vanno a lavorare. A metà giornata abbiamo una delle due fasi più interessanti del grafico: la ‘pancia dell’anatra’. In questa fascia oraria si ha una elevata domanda di energia ma nel contempo si ha anche una elevata produzione di energia dal sole. La domanda netta è quindi bassa.
L’elemento rilevante è che maggiore è il numero di impianti fotovoltaici, minore è la domanda netta e maggiore è la pancia dell’anatra. In alcuni casi la produzione da fonti rinnovabili è talmente elevata che supera la quantità domandata, determinando uno scompenso di mercato che si riverbera sulla efficienza del sistema e sui prezzi. La seconda fase interessante del grafico è il ‘collo dell’anatra’. Siamo nella fascia oraria grossomodo che va dalle 18-19 alle 21: la produzione da fotovoltaico è nulla e la domanda di energia è invece alta. L’effetto netto è una elevata richiesta di energia che aumenta rapidamente man mano che la produzione fotovoltaica declina. In termini sistemici, questa è la parte più critica della giornata: dato che la domanda e la offerta di energia elettrica devono sempre compensarsi quasi istantaneamente con pochi margini di differenza, al calo della produzione fotovoltaica devono attivarsi rapidamente le fonti di produzione convenzionale per coprire la domanda. L’offerta da risorse rinnovabili non è infatti programmabile come possono esserlo le fonti fossili. La rapidità nella esecuzione è tanto maggiore quanto maggiore è la totale capacità installata di fotovoltaico. Il salto di produzione può comportare due effetti: maggiori intensità carboniche, riducendo il beneficio derivante dall’utilizzo di risorse green, e possibili instabilità di rete, che, in casi estremi, possono anche comportare black-out. Inoltre all’aumentare del numero di impianti fotovoltaici, si riduce la quantità di energia da risorse fossili nella parte centrale della giornata. A lungo andare questa sostituzione potrebbe rendere poco proficua la produzione da fonti convenzionali, implicando la potenziale chiusura di alcuni impianti. L’effetto nel breve tempo è una possibile riduzione della offerta di energia.
Esistono tuttavia delle soluzioni di medio periodo: lo stoccaggio di energia. L’impiego su larga scala di sistemi di accumulo, come per esempio le batterie, permette di immagazzinare parte dell’energia solare generata durante la parte centrale della giornata per poi redistribuirla durante la notte o in tarda serata. Affinché il tutto possa essere il più efficiente possibile, il sistema di stoccaggio deve essere integrato e la rete deve essere capace di assorbire le modifiche di sistema. Tutto ciò ha effetti sulla curva dell’anatra che riduce la pancia e abbassa il collo, diventando un grafico che implica meno inefficienze di mercato. Ovviamente per ottenere certi risultati sono necessari importanti investimenti sulle infrastrutture e, quindi, sulla rete e sul sistema di accumulo. Lo stoccaggio in batterie è per esempio la soluzione adottata in California: si è passati da 0,2 gigawatt (GW) nel 2018 a 4,9 GW ad aprile 2023. Gli operatori prevedono inoltre di costruire altri 4,5 GW di capacità di accumulo entro la fine dell’anno.
E allora «dove vanno le curve dell’anatra nella transizione energetica»? Probabilmente in futuro cambieranno forma andando via dal proprio laghetto ghiacciato.