Techno-economic assessment of integrating battery storage systems into utility-scale facilities and transmission networks

La tesi analizza la fattibilità tecnico-economica di un BESS (Battery Energy Storage System) in tre configurazioni utility-scale: co-locazione con fotovoltaico, co-locazione con eolico e stand-alone. Il contesto è il mercato elettrico italiano; come segnale di prezzo si adotta principalmente il PUN 2024 (ma si effettuano simulazioni anche con gli anni 2023, 2022 e 2019), replicato su tutta la vita utile per la valutazione di lungo periodo. In questa tesi viene sviluppato un modello di ottimizzazione oraria che calcola: i guadagni derivanti dall’arbitraggio, il Net Present Value (NPV) dell’investimento e i profili di carica/scarica (potenza e SoC) dell’accumulo. Il modello rispetta vincoli tecnici: efficienza round-trip, SoC minimo, limiti di potenza (C-rate), numero massimo annuo di cicli equivalenti e degradazione lineare dell’1,5%/anno, con aggiornamento della capacità residua anno per anno. La componente economico-finanziaria mantiene CAPEX/OPEX e tasso di sconto coerenti tra scenari, per garantire confrontabilità. Nei casi co-locati, lo storage riduce il disallineamento tra produzione e prezzi, aumenta i ricavi e presenta un massimo interno dell’NPV, che individua una taglia economicamente ottima. Nel caso stand-alone, con PUN 2024, i ricavi crescono in modo pressoché lineare all’aumentare dell’energia installata; tuttavia l’NPV non raggiunge il break-even nell’intervallo analizzato, indicando che il solo arbitraggio, a parità di ipotesi di costo e degrado, non è sufficiente a ripagare l’investimento. La tesi non testa schemi di remunerazione regolati; propone tuttavia, come possibile soluzione abilitante, meccanismi a fisso + variabile (approcci MACSE) per migliorare la bancabilità. Il contributo principale è un framework riproducibile che collega in modo trasparente prestazioni tecniche, ipotesi economiche e dinamiche dei prezzi, fornendo indicazioni operative per il dimensionamento ottimo dei BESS e per le condizioni in cui diventano economicamente attraenti.