Sviluppo dei mercati locali della flessibilità in Italia: valutazione dei metodi di riferimento e identificazione degli approcci ottimali per la minimizzazione dei costi

As more renewable energy sources are used, and electricity is increasingly adopted in areas like transport and heating, the growing number of small, local energy systems is making it harder to keep distribution networks stable and efficient. Upgrading the electricity grid in the usual way is becoming too expensive and not practical, especially in urban and congested areas. That’s why Local Flexibility Markets (LFMs) are gaining attention. They offer a smarter way for grid operators to work with local energy users and producers to solve problems like overloads and keep the system running smoothly, without needing major infrastructure changes. This thesis investigates the design, implementation, and operational dynamics of LFMs, with a particular focus on the Italian regulatory landscape shaped by ARERA’s Resolution 352/2021. The study centers on the MindFlex project, a pilot initiative launched by Unareti and operated by GME, which aims to optimize grid performance in Milan and Rozzano through market-based flexibility procurement. The project’s evolution—from a localized 2024 trial at the Ponzio substation to full network integration in 2025—serves as a practical case study for evaluating LFM scalability, stakeholder engagement, and technical feasibility. A central part of how Local Flexibility Markets (LFMs) work is deciding on the right baseline method to measure and reward flexibility services. This study looks at how Balancing Service Providers (BSPs) behave when offering flexibility, considering the costs of electricity use, shifting their energy demand, and responding to activation requests alongside the revenues they earn. The investigation effectively examines the behavior of a user under a single, fixed baseline. We present a sensitivity analysis varying activation and shifting costs that is rescheduling cost when we are shifting the load one day in advance. The goal is to understand how using this baseline affects the overall fairness and efficiency of the market. The results offer useful guidance for energy regulators, grid operators, and market players who want to speed up the shift to cleaner energy while keeping the electricity system reliable and affordable. Key words: Local Flexibility Markets (LFMs), Balancing Service Providers (BSPs), Fixed -baseline method, Energy demand shifting, Strategic manipulation, Regulatory framework, MindFlex project.

Con l’aumento dell’utilizzo di fonti rinnovabili e la crescente elettrificazione di settori come i trasporti e il riscaldamento, il numero crescente di piccoli sistemi energetici locali rende più difficile mantenere stabili ed efficienti le reti di distribuzione. L’adeguamento tradizionale della rete elettrica sta diventando troppo costoso e poco praticabile soprattutto in aree urbane e congestionate. Per questo motivo i Local Flexibility Markets (LFMs) stanno attirando sempre maggiore attenzione. Essi offrono un approccio più intelligente che consente agli operatori di rete di collaborare con utenti e produttori locali per risolvere problemi come i sovraccarichi e garantire il funzionamento regolare del sistema, senza la necessità di grandi interventi infrastrutturali. Questa tesi indaga la progettazione, l’implementazione e le dinamiche operative dei LFMs, con particolare attenzione al quadro regolatorio italiano delineato dalla Delibera ARERA 352/2021. Lo studio si concentra sul progetto MindFlex, un’iniziativa pilota avviata da Unareti e gestita da GME, che mira a ottimizzare le prestazioni della rete a Milano e Rozzano attraverso l’approvvigionamento di flessibilità basato sul mercato. L’evoluzione del progetto—dal test localizzato del 2024 presso la cabina primaria di Ponzio fino all’integrazione completa nella rete nel 2025—costituisce un caso di studio concreto per valutare la scalabilità dei LFMs, il coinvolgimento degli stakeholder e la fattibilità tecnica. Un elemento centrale del funzionamento dei Local Flexibility Markets è la scelta del metodo di baseline più appropriato per misurare e remunerare i servizi di flessibilità. Questo studio analizza il comportamento dei Balancing Service Providers (BSPs) nell’offerta di flessibilità, considerando i costi di utilizzo dell’energia, lo spostamento della domanda e la risposta alle richieste di attivazione, insieme ai ricavi ottenuti. L’indagine esamina in particolare il comportamento di un utente sotto una baseline fissa. Viene presentata un’analisi di sensitività che varia i costi di attivazione e di spostamento, ossia i costi di riprogrammazione quando il carico viene spostato con un giorno di anticipo. L’obiettivo è comprendere come l’uso di questa baseline influenzi l’equità complessiva e l’efficienza del mercato. I risultati offrono indicazioni utili per regolatori, operatori di rete e attori di mercato che intendono accelerare la transizione verso un’energia più pulita, mantenendo al contempo il sistema elettrico affidabile e accessibile. Parole chiave: Local Flexibility Markets (LFMs), Balancing Service Providers (BSPs), Metodo di baseline fissa, Spostamento della domanda energetica, Manipolazione strategica, Quadro regolatorio, Progetto MindFlex.