Utility Scale: cosa significa e come funziona un progetto energetico su larga scala
“Utility Scale” è un termine utilizzato nel settore energetico per descrivere impianti di generazione o stoccaggio realizzati su una scala tale da operare principalmente come elementi del sistema elettrico, solitamente collegati direttamente alla rete e destinati a fornire, immagazzinare o gestire grandi quantità di energia.
Il concetto è associato in particolare agli impianti fotovoltaici su larga scala, ai parchi eolici e ai sistemi BESS su scala di rete, sebbene possa essere applicato anche ad altre grandi infrastrutture di generazione elettrica.
Tradurre l’espressione “utility scale” semplicemente con “su larga scala” è utile, ma incompleto. Ciò che caratterizza questi progetti non è solo la loro potenza in MW, ma anche la modalità di connessione, la loro funzione all’interno del sistema elettrico e il modello attraverso il quale commercializzano l’energia o i servizi che forniscono alla rete.
Inoltre, un progetto su larga scala non deve necessariamente essere di proprietà di una società elettrica o di un’azienda di servizi pubblici. Può appartenere a un produttore indipendente di energia, a un fondo infrastrutturale, a una società energetica, a un promotore, a un’azienda industriale o a diversi veicoli di investimento.
Cosa significa “Utility Scale” nel settore energetico?
In termini generali, un impianto su larga scala produce o immagazzina energia principalmente per immetterla nella rete elettrica, anziché essere progettato esclusivamente per soddisfare il fabbisogno dell’edificio, dell’abitazione o dell’impianto industriale in cui è situato. Questa caratteristica lo distingue dalla generazione distribuita e dai numerosi sistemi “behind-the-meter”, in cui la generazione o lo stoccaggio avvengono a valle del contatore del consumatore e hanno come obiettivo principale quello di ridurre o gestire la propria domanda.
Nel caso del fotovoltaico, il IEA PVPS descrive gli impianti su larga scala generalmente come strutture a terra (o galleggianti) che di norma immettono direttamente la loro produzione elettrica nella rete. Pertanto, nel settore energetico si possono trovare esempi quali:
- Impianti solari fotovoltaici su larga scala.
- Parchi eolici terrestri e offshore.
- Sistemi BESS a livello di rete.
- Progetti ibridi sole + accumulo.
- Grandi centrali idroelettriche.
- Centrali termiche e altri impianti di generazione centralizzata.
A partire da quanti MW un progetto viene considerato su scala industriale?
Non esiste un valore universale che determini quando un progetto possa essere classificato come “utility-scale”. Il limite dipende dalla tecnologia, dal Paese, dalla normativa, dal livello di tensione di connessione e dalla metodologia utilizzata da ciascun ente. Per questo motivo, definire il concetto di “utility-scale” esclusivamente in base a un valore numerico (ad esempio, 1 MW, 5 MW o 10 MW) può risultare tecnicamente errato. Lo stesso IEA PVPS indica che non esiste una potenza specifica che consenta di distinguere in modo omogeneo gli impianti fotovoltaici centralizzati da quelli distribuiti in tutti i mercati.
Come riferimento settoriale, SolarPower Europe Nella sua metodologia relativa al mercato europeo, utilizza una segmentazione in cui il segmento fotovoltaico utility-scale corrisponde a impianti di potenza superiore a 1.000 kW e installati a terra. Questo valore costituisce una definizione metodologica ai fini delle sue statistiche e non una regola universale applicabile a qualsiasi progetto energetico. In pratica, per identificare un impianto utility-scale risulta più utile analizzare congiuntamente diversi fattori:
- Potenza installata: di norma si tratta di impianti da diversi MW e, nei grandi progetti, da centinaia di MW o addirittura di potenze superiori.
- Collegamento alla rete: solitamente vengono collegati direttamente a reti di distribuzione ad alta capacità o a reti di trasporto.
- Destinazione dell'energia: la sua produzione è destinata principalmente al mercato elettrico, a un acquirente tramite contratto o alla rete, e non esclusivamente all'autoconsumo locale.
- Modello di ricavi: può dipendere dai mercati all’ingrosso, dalle aste, PPA, mercati della capacità o servizi di bilanciamento.
- Funzione sistemica: generazione, stoccaggio, arbitraggio energetico, capacità, bilanciamento, controllo della frequenza o sostegno della rete, a seconda della tecnologia.
Energia solare su scala industriale: com’è un impianto fotovoltaico su larga scala
L'espressione “utility-scale solar” è probabilmente uno degli usi più comuni del termine. Descrive grandi impianti fotovoltaici progettati principalmente per produrre energia elettrica e immetterla nella rete. Questi impianti possono avere una potenza che va da pochi MW a diverse centinaia di MW o superare l'ordine di grandezza del GW in determinati mercati. Un impianto solare utility-scale solitamente comprende:
- Migliaia o milioni di moduli fotovoltaici.
- Inverter centrali o inverter di stringa.
- Strutture fisse o inseguitori solari.
- Centri di trasformazione.
- Reti interne a media tensione.
- Sottostazione di elevazione.
- Linea di evacuazione dell’energia.
- Sistemi SCADA, comunicazioni, protezioni e controllo.
- Sistemi di previsione della produzione e controller delle centrali elettriche (PPC).
La progettazione non consiste semplicemente nell’installare il maggior numero possibile di moduli. Gli ingegneri devono ottimizzare variabili quali il rapporto DC/AC, le perdite elettriche, l’orientamento, il passo, il Ground Coverage Ratio (GCR), l’ombreggiamento, il clipping, la disponibilità, il degrado, il curtailment e la capacità del punto di connessione.
Ad esempio, un impianto da 100 MWac può disporre di una potenza fotovoltaica in corrente continua (DC) significativamente superiore. Questo sovradimensionamento consente di aumentare lo sfruttamento dell’inverter per un maggior numero di ore all’anno, sebbene comporti anche un aumento di determinati episodi di clipping. La progettazione ottimale dipende dalla disponibilità di energia solare, dal prezzo dell’elettricità, dai costi dei componenti, dai vincoli di rete e dal modello finanziario. In progetti di questa portata, piccole differenze percentuali nella produzione, nella disponibilità o nelle perdite possono rappresentare quantità significative di energia e ricavi nel corso dei 25, 30 o più anni di vita operativa dell’impianto.
BESS su scala industriale: accumulo su scala di rete
Il termine “utility-scale” sta acquisendo sempre maggiore importanza anche nel settore dello stoccaggio energetico. Un BESS “utility-scale” è un sistema di batterie collegato alla rete, progettato per immagazzinare e fornire quantità significative di potenza ed energia al sistema elettrico. A differenza di una batteria domestica o commerciale, installata principalmente per gestire il consumo di un singolo utente, un BESS “utility-scale” può partecipare direttamente ai mercati elettrici e fornire contemporaneamente molteplici servizi. Tra le sue applicazioni figurano:
- Energy shifting: immagazzinare l'elettricità in determinate ore e rilasciarla in un secondo momento.
- Arbitraggio energetico: ricaricare quando i prezzi sono bassi e scaricare quando il costo dell’elettricità aumenta.
- Servizi di regolazione: risposta rapida per contribuire all'equilibrio tra produzione e domanda.
- Controllo della frequenza: immissione o assorbimento rapido di potenza in caso di scostamenti del sistema.
- Gestione delle congestioni: stoccaggio e scarico in punti strategici della rete.
- Capacità: fornire potenza durante i periodi di picco della domanda.
- Integrazione delle energie rinnovabili: spostare la produzione solare o eolica dai periodi di elevata generazione alle ore di maggiore domanda.
La Agenzia internazionale per l'energia (AIE) sottolinea che circa l’80% della nuova capacità di accumulo con batterie installata a livello globale nel corso del 2025 era costituita da progetti su scala industriale, rispetto all’accumulo behind-the-meter. In questi progetti è particolarmente importante distinguere tra potenza (MW) e capacità energetica (MWh). Ad esempio, un BESS da 100 MW / 400 MWh può erogare la sua potenza nominale di 100 MW per circa quattro ore, motivo per cui viene solitamente descritto come un sistema da quattro ore.
Generazione su larga scala vs generazione distribuita e Behind-the-Meter
Uno dei modi migliori per capire cosa si intende per “utility scale” è confrontarlo con la generazione distribuita e i sistemi “behind-the-meter”.
| Caratteristica | Utility Scale | Generazione distribuita / Behind-the-Meter |
|---|---|---|
| Scala standard | Da MW a centinaia di MW o più | da kW a diversi MW, a seconda dell'applicazione |
| Obiettivo principale | Produrre, immagazzinare o gestire energia per il sistema elettrico | Occuparsi o gestire principalmente il consumo locale |
| Connessione | Rete elettrica di distribuzione o di trasporto | Solitamente associata al punto di consumo |
| Modello economico | Mercato, PPA, aste, capacità e servizi di rete | Risparmio energetico, autoconsumo e gestione della domanda |
| Esempio solare | Impianto fotovoltaico da 200 MW | Impianto fotovoltaico su un capannone industriale |
| Esempio BESS | BESS da 100 MW / 400 MWh collegato alla rete | Batteria installata dietro il contatore di una fabbrica |
Tuttavia, questa classificazione non dipende esclusivamente dalla potenza. Un grande impianto industriale potrebbe disporre di decine di MW di generazione o stoccaggio e continuare ad avere una funzione essenzialmente “behind-the-meter”. Per questo motivo, il punto di connessione e l’utilizzo economico dell’impianto sono importanti tanto quanto le sue dimensioni.
In che modo un progetto su larga scala genera ricavi?
I progetti su larga scala richiedono solitamente un CAPEX elevato, pertanto la loro fattibilità dipende dalla capacità di trasformare la produzione elettrica, la capacità o la flessibilità in flussi di ricavi sufficientemente prevedibili per tutta la durata di vita dell'impianto. Tra i modelli più comuni figurano:
Power Purchase Agreement (PPA)
Attraverso un Power Purchase Agreement (PPA), il progetto concorda la vendita di energia elettrica con un acquirente a condizioni definite contrattualmente. Un PPA a lungo termine può ridurre l’esposizione diretta alla volatilità del mercato e rivelarsi rilevante ai fini del finanziamento e della bancabilità del progetto.
Vendita al dettaglio
Un progetto merchant vende, in tutto o in parte, la propria produzione direttamente al mercato elettrico. I suoi ricavi dipendono quindi dai prezzi orari o da altri prodotti negoziati sul mercato. Nel caso dell’energia solare ed eolica non è sufficiente analizzare il prezzo medio dell’elettricità. È necessario studiare il “capture price”, ovvero il prezzo medio effettivamente ottenuto durante le ore in cui la tecnologia produce energia.
Quando la penetrazione dell'energia solare è elevata, molti impianti producono contemporaneamente nelle stesse ore. Ciò può determinare una riduzione dei prezzi durante i periodi di sole e provocare fenomeni di “cannibalizzazione dei prezzi”, aumentando l'interesse per lo stoccaggio e l'ibridazione.
Aste e meccanismi regolamentati
Alcuni progetti vengono realizzati tramite aste pubbliche o altri meccanismi che prevedono determinate condizioni di remunerazione o di acquisto di energia.
Servizi di rete e mercati della flessibilità
I BESS su scala industriale possono combinare diverse fonti di reddito attraverso una strategia nota come “revenue stacking”. A seconda della normativa e della configurazione, uno stesso impianto può generare ricavi derivanti dall’arbitraggio, dai servizi di bilanciamento, dalla capacità, dalla gestione delle congestioni o da altri prodotti del mercato elettrico.
Aspetti economici di un progetto su larga scala: CAPEX, LCOE ed economie di scala
Una delle principali caratteristiche economiche dei progetti su larga scala è la loro capacità di sfruttare le economie di scala. Aumentando le dimensioni del progetto è possibile ridurre determinati costi unitari, poiché elementi quali la progettazione, lo sviluppo, le attrezzature, la costruzione, la gestione o le infrastrutture possono essere ripartiti su una potenza installata maggiore. Per questo motivo, è prassi comune esprimere il CAPEX specifico attraverso indicatori quali:
CAPEX specifico = Investimento totale / Potenza installata
Ad esempio, un impianto con un investimento di 70 milioni di euro e una potenza di 100 MW avrebbe:
70.000.000 € / 100.000 kW = 700 €/kW
Nel settore dello stoccaggio, l'analisi richiede solitamente di prendere in considerazione sia il costo per potenza che quello per capacità energetica:
- €/kW: relativo alla potenza che il sistema è in grado di erogare.
- €/kWh: correlato alla quantità di energia che può immagazzinare.
La riduzione del CAPEX unitario non garantisce di per sé che un progetto sia migliore. Occorre considerare anche la produzione, le perdite, il degrado, la disponibilità, i costi di finanziamento, i costi di esercizio e manutenzione (O&M), la vita utile, il curtailment e il prezzo dell’energia elettrica. Nel settore della generazione, tutte queste variabili finiscono per influenzare indicatori quali il LCOE, mentre dal punto di vista dell'investitore si ricorre anche al VAN, al TIR, al DSCR, al flusso di cassa e ad altri indicatori di redditività e finanziamento.
Sviluppo e realizzazione di progetti su larga scala
Lo sviluppo di un impianto su larga scala è solitamente molto più complesso rispetto a quello di un piccolo sistema distribuito. Prima di arrivare alla fase di costruzione, il progetto deve superare diverse fasi tecniche, amministrative, ambientali e finanziarie. Tra gli elementi più rilevanti figurano:
- Disponibilità, gestione del sito, costruzione e messa in servizio.
- Misurazione e analisi delle risorse energetiche.
- Studi ambientali, permessi e autorizzazioni.
- Condizioni meteorologiche avverse, geologia e clima
- Individuazione del punto di connessione, studi sull’accesso e sulla capacità della rete.
- Progettazione concettuale e di dettaglio.
- Stima del CAPEX, dell'OPEX e del modello finanziario.
- Assegnazione del contratto EPC.
- Costruzione e messa in servizio.
- Gestione commerciale dell'attività.
Nei progetti da centinaia di MW, l’infrastruttura di evacuazione può diventare una componente critica dell’investimento. L’impianto potrebbe richiedere una propria sottostazione, chilometri di linee elettriche e diverse strutture necessarie per raggiungere il punto di connessione autorizzato. Per questo motivo, la disponibilità di capacità di rete, i tempi di connessione e il rischio di curtailment sono fattori fondamentali per determinare la bancabilità di un progetto su scala industriale.