Sistema integrato di governance energetica regionale

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1 Sistema integrato di governance energetica regionale Contratto CUP D97I Presentazione dei risultati preliminari alla IV Commissione Consiliare Trieste, 8 Maggio

2 SiTI ISTITUTO SUPERIORE SUI SISTEMI TERRITORIALI PER L INNOVAZIONE SiTI è un organismo di ricerca creato nel 2002 dal Politecnico di Torino e dalla Compagnia di San Paolo, una delle principali Fondazioni bancarie italiane. SiTI gestisce progetti di ricerca applicata multidisciplinare, orientati alla definizione di soluzioni sistemiche capaci di creare valore per il territorio. La governance energetica è un argomento strategico, con particolare focus su: fonti rinnovabili, smart grids, energy storage. Le smart cities rappresentano per SiTI una priorità con particolare riferimento ai modelli di business. MEMBERSHIPS for Smart Cities Alcune collaborazioni 2

3 Un nuovo paradigma energetico SOLAR WIND BIOMASS HYDRO Renewable Energy Sources (RES) (biomassa, eolico, fotovoltaico, mini-idroelettrico, biogas ecc.) Generazione distribuita Flussi energetici bidirezionali Gli utenti diventano «PROSUMERS» (producers + consumers) SMART GRIDS e Virtual Power Plant (VPP) per gestire la complessità Nuovi modelli di business 3

4 ENERGIA E SVILUPPO Il settore energetico rappresenta un fattore essenziale per lo sviluppo di efficaci politiche di sviluppo locale: È un catalizzatore di crescita economica capace di attrarre investitori privati in un momento di scarsità di risorse. È in grado di generare ritorni sul breve/medio/lungo termine, consentendo continuità e affidabilità degli investimenti. La gestione di sistemi energetici a sorgente distribuita (fra cui gli edifici visti come prosumers) necessita di infrastrutture «smart» energy-driven Smart City 4

5 Commissione Europea Investitori europei Fondi Sovrani Fondi pensione internazionali «grandi» investitori Business-oriented strategy investitori locali SMART ENERGY opportunità di investimento iniziative a livello locale 5

6 IL CONTESTO Cooperative 1 Passato 2 Presente 3 Futuro Cooperative e Grandi produttori di energia sono anche enti gestori delle infrastrutture di distribuzione Utenti finali Grandi Produttori 6

7 IL CONTESTO 1 Passato Produttori di energia 2 Presente 3 Futuro La liberalizzazione del mercato energetico e la diffusione delle fonti rinnovabili permette l ingresso di nuovi soggetti Utenti finali Centrali da fonti rinnovabili 7

8 IL CONTESTO 1 Passato Produttori di energia 2 Presente 3 Futuro Possibili sviluppi della normativa possono consentire la vendita diretta da impianti da fonte rinnovabile a utenti finali Utenti finali Centrali da fonti rinnovabili 8

9 IL CONTESTO Politiche di gestione integrata delle fonti rinnovabili Ottimizzare il funzionamento delle infrastrutture energetiche con l integrazione di produzione di energia rinnovabile Progettare e realizzare sistemi di accumulo di energia Aumentare il grado di autosufficienza energetica Creare un mercato per tecnologie innovative nel campo energetico Sperimentare soluzioni innovative utilizzando opportune tecnologie ICT per la gestione energetica 9

10 IL CONTESTO RENGOV è una visione integrata della governance energetica da parte della RAFVG RENGOV - visione - Contratto All interno di tale visione, come primo passo, esiste il contratto CUP D97I

11 Il Progetto e lo Stato di Avanzamento OBIETTIVI ATTIVITÀ Stato di avanzamento delle attività Il progetto AA2 Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa AA1 Analisi di casi di eccellenza internazionale Risultati Preliminari 11

12 OBIETTIVI Coerenza con l evoluzione del contesto regolatorio e finanziario attrattivo per gli investitori nazionali ed esteri Generare risorse per le Comunità locali. I Comuni come catalizzatori di sviluppo. Vantaggi strategici per il sistema RAVFG con nuova imprenditoria smart energy e servizi innovativi in campo energetico. Sviluppare in ambito regionale e transfrontaliero competenze tecniche e know-how innovativi e ad alto valore aggiunto Individuare i fondi europei in modo misurato e funzionale alla crescita (fondi UE come catalizzatori di sviluppo) 12

13 ATTIVITÀ AA-1 Analisi di casi di eccellenza AA-6 internazionale Coordinamento e management generale AA-5 Energy Management Entity AA-4 Partecipazione sistematica a bandi AA-3 Analisi della sostenibilità economica e modelli di business AA-2 Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa (CSO) 1. Definizione dei criteri di selezione delle centrali RES 2. Selezione delle centrali RES candidate a far parte del CSO 3. Analisi della rete di distribuzione 4. Analisi dell interazione delle centrali a generazione distribuita da RES con la rete infrastrutturale 5. Analisi dei sistemi di controllo e monitoraggio 6. Valutazione dei sistemi di accumulo (Energy-storage) possibili 7. Simulazioni del sistema integrato 8. Ipotesi di intervento e assessment dei potenziali energetici 13

14 AA1 Analisi di casi di eccellenza internazionale POWERMATCHING CITY Rete intelligente integrata STOCKHOLM ROYAL SEAPORT Area urbana sostenibile INIZIATIVE NAZIONALI WAVE HUB CITY MODEL MANNHEIM Mercato virtuale dell energia Generazione di energia dal moto ondoso INOVGRID BURGENLAND Microgenerazione, efficienza energetica Cartina: ACCELERATE Accelerare i processi di investimento NICE GRID Quartiere solare intelligente Promuovere le fonti rinnovabili 14

15 AA1 Analisi di casi di eccellenza internazionale REGIONS4GREENGROWTH Meccanismi per migliorare l'accesso ai finanziamenti RETS Supporto alle autorità locali e regionali attraverso strumenti INIZIATIVE EUROPEE MORE4NRG Strategia energetica regionale per la sostenibilità RENREN Pianificazione strategica delle fonti energetiche rinnovabili Cartina: 15

16 AA1 Analisi di casi di eccellenza internazionale Alcuni contatti di SiTI Baden Baden Moncalieri 16

17 AA1 Analisi di casi di eccellenza internazionale Berlino, giugno 2013 Energy Storage (Siestorage): sistema modulare di accumulo energetico usate principalmente in ambito stazionario per accumulare energia al fine di consentire la stabilizzazione delle reti di distribuzione Decentralized Energy Management System (DEMS) consente di ottimizzare la gestione delle Microgrid, sulla base di criteri economici SOPRALLUOGHI Petten, 4-5 dicembre 2013 E-HUB PROJECT l energia consumata è generata interamente da fonti rinnovabili piattaforma integrata in cui i flussi di energia (anche di differenti tipologie) e di informazione sono gestiti in modo coordinato, tramite conversioni e/o conservate per un uso successivo utenti agiscono come prosumer Sito JRC-IET & aggregazione virtuale di unità di produzione e consumo, restituendo al sistema elettrico un unico profilo di scambio di energia con la rete 17

18 AA1 Analisi di casi di eccellenza internazionale Alcuni contatti industriali per l energy storage forte competenza per ciò che riguarda i sistemi di controllo di centrali anche da remoto, con particolare riferimento a impianti fotovoltaici produttore di sistemi di accumulo elettrico di tipo elettrochimico, che potrebbero essere utilizzati all interno della governance definita all interno del progetto ruolo di integratore di sistemi basati su tecnologia Samsung, sviluppando soluzioni in grado di ottimizzare le risorse energetiche a disposizione e gestire al meglio i sistemi di accumulo elettrico produttore di sistemi di accumulo elettrico utilizzando una tecnologia basata su ioni di Litio produttore di sistemi di accumulo elettrico basati su ioni di Litio, sfruttando tecnologie produttive che promettono prestazioni superiori alle batterie al Litio di tipo tradizionale, a fronte di un costo superiore 18

19 AA1 Analisi di casi di eccellenza internazionale Identificazione delle azioni europee a cui ispirarsi per la replicazione degli approcci in ambito RAFVG Azioni a breve termine Semplificazione delle procedure di autorizzazione per la realizzazione di progetti legati all uso di fonti rinnovabili Censimento di tutti i potenziali di consorzi di cittadini per progetti di generazione da fonti rinnovabili associati Promozione di iniziative a carattere di efficienza energetica Definizione di un quadro incentivante per consentire l insediamento sul territorio regionale di imprese innovative nel campo della gestione energetica Identificazione di piattaforme di sperimentazione di nuove tecnologie in tema di produzione e accumulo energetico Azioni a medio termine Definizione e sperimentazione di sistemi innovativi basati sulle buone prassi già realizzate Sviluppo e sperimentazione di soluzioni per il monitoraggio e il controllo da remoto dei consumi energetici delle varie utenze Identificazione e sperimentazione di aree in grado di sostenersi energeticamente grazie all installazione di una grande capacità produttiva da fonti rinnovabili accoppiata a opportuni sistemi di accumulo. Requisiti ICT per consentire lo scambio delle informazioni tra produttori, consumatori e distributori Azioni a lungo termine Valutazione di iniziative per un innovativo interscambio dell energia. Integrazione dei sistemi ICT in grado di gestire le utilities di servizi in modo coordinato e fornire nuovi servizi per i cittadini Promozione dell adozione di sistemi di accumulo elettrico distribuiti, consentendo l integrazione con sistemi studiati appositamente per la mobilità elettrica. 19

20 AA2- Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa Centrali RES candidate a far parte del Contesto Sperimentale Operativo Sono stati raccolti dati riguardanti: 146 impianti fotovoltaici a terra e su tetto 19 impianti idroelettrici a acqua fluente 1 impianto di cogenerazione collegato a teleriscaldamento Area Medio Friuli Piccoli Proprietari Consorzio Bonifica Ledra Tagliamento Consorzio per lo sviluppo industriale del Comune di Monfalcone Ente Zona Industriale di Trieste 20

21 AA2- Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa Contesto Sperimentale Operativo Ente Zona Industriale di Trieste 21

22 AA2- Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa Analisi sui sistemi di accumulo La scelta della tecnologia di accumulo è fortemente dipendente dallo specifico contesto applicativo (energy/power intensive) nel quale è applicata A livello preliminare, è stata effettuata un analisi dello stato dell arte dei sistemi di accumulo. Sulla base dei risultati che emergeranno dalle varie simulazioni i quali determineranno i requisiti dell accumulo, si potrà identificare la tecnologia più adatta. Nelle analisi del contesto sperimentale svolte finora sono state considerati sistemi di accumulo basati su tecnologie energy intensive, tipiche dell accoppiamento con le centrali a fonti rinnovabili e la presenza di prosumer. 22

23 AA2- Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa Analisi sui sistemi ICT Sistemi elettrici basati su fonti rinnovabili presentano alcuni punti di attenzione da considerare quando si definisce una infrastruttura di controllo I punti di produzione sono distribuiti sul territorio, in aree dove spesso mancano infrastrutture di comunicazione È necessario rispettare opportuni requisiti in termini di Qualità del Servizio (Ritardo, Affidabilità, Sicurezza, Privacy) Deve essere garantita l interoperabilità tra apparati di produttori differenti 23

24 AA2- Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa Analisi sui sistemi ICT Sulla base dei dati raccolti durante il censimento, ove sono presenti, i sistemi di controllo e monitoraggio hanno queste caratteristiche Uso di tecnologie proprietarie mediante connessioni basate sulle reti pubbliche esistenti (ADSL, 3G, ecc.) Creazione di infrastrutture adhoc basate su ponti radio o connessioni in fibra ottica. Non è garantita l interoperabilità tra sistemi differenti IEC

25 AA2- Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa Analisi sui sistemi ICT Attività in corso Elemento Attivo SCADA (IEC 61850) Rete di comunicazione Centro di controllo Energy Management System (EMS) Un elemento attivo è un nodo della rete dotato di un dispositivo compatibile con IEC Il centro di controllo utilizza un sistema EMS per monitorare e gestire le operazioni degli elementi attivi La rete di comunicazione è una rete eterogenea (3G, 4G LTE, WiMAX, ADSL) in grado di supportare connessioni TCP/IP 25

26 AA2- Costruzione del Contesto di Sperimentazione Operativa Nuove possibilità normative Rete di distribuzione Cosa succede adesso U U U U PV PV PV Sistemi di autoconsumo per i quali nello stesso sito c'è un produttore e un consumatore, che possono essere anche soggetti diversi Rete di distribuzione Cosa può capitare in futuro U U U U PV PV PV risparmio per il consumatore di energia elettrica 26

27 RISULTATI PRELIMINARI Approccio metodologico Analisi di fattibilità tecnica Analisi di fattibilità ambientale Analisi di fattibilità economica Definizione di indicatori economici per consentire la definizione di business plan Stima dei consumi Valutazione dei costi di acquisto dell energia da rete Stima della producibilità da FER (RES) Valutazione dei ricavi della produzione da FER (RES) con e senza incentivi Simulazione tecnica, economica e ambientale degli effetti di nuovi asseti energetici Valutazione dei risparmi per l utilizzatore Best fitting energetico tra utenza e impianto di produzione Valutazione dei ricavi per il produttore Validazione dell approccio mediante analisi del CSO 27

28 RISULTATI PRELIMINARI Consumi delle aziende in area EZIT Valutazione dei consumi, sulla base di dati reali ove disponibili, oppure sulla base di database SITI che includono anche rilevazioni statistiche ISTAT e TERNA Rilevamento del numero di addetti per ogni settore merceologico della provincia di Trieste Rilevamento dei consumi annui per ogni settore merceologico della provincia di Trieste Definizione di un consumo medio annuo di energia per addetto e per settore merceologico Definizione del consumo medio annuo per ogni azienda (noto il numero di addetti per ciascuna azienda dell area industriale) 28

29 RISULTATI PRELIMINARI Valutazione dei costi di acquisto dell energia da rete La valutazione dei costi di acquisto è stata condotta a partire dalle tariffe di maggior tutela del mercato elettrico per utenti in bassa tensione (usi non civili). Composizone percetuale della bolle a ele rica Oneri Generali di Sistema, 33.38% Prezzo Energia, 62.79% Servizi di Rete, 3.83% Stima della producibilità da FER (PV) Dati reali di producibilità forniti dai produttori Calcolati sulla base di dati di impianto (Ppk, Angoli di Tilt e Azimut, Irraggiamento) Stimati con l ausilio di tool software (es: PVGIS - Photovoltaic Geographical Information System) 29

30 RISULTATI PRELIMINARI Stima dei costi energia annui per alcune aziende selezionate a far parte del CSO Ezit (senza fotovoltaico) Consumi (kwh) Quota variabile (euro/anno) Quota fissa (euro/anno) CSO 1 Totale (euro/anno) Azienda Azienda Azienda Azienda CSO 2 Ricavi di produzione da fotovoltaico anno 2013 per alcuni impianti PV Potenza di picco (kw) Producibilità annua (kwh/anno) Ricavi Incentivo (euro/anno) Ricavi RID (euro/anno) Totale (euro/anno) (2) (1) (2)

31 CSO 1 RISULTATI PRELIMINARI CSO 1 Un esempio per capire Piccola azienda artigianale del settore metalmeccanico da abbinare ad impianto PV in IV conto energia presente nelle vicinanze CSO 1.a: CSO 1.b: CSO 1.c: Utente connesso esclusivamente alla rete impianto PV indipendente. Utente connesso in rete ed impianto PV per autoconsumo. Utente connesso in rete ed impianto PV con accumulo elettrico (65 kwh). 31

32 CSO 1.a RISULTATI PRELIMINARI Stima dei costi energetici annuali per l azienda considerata Potenza contrattuale (kw) Consumi (kwh) euro/anno (quota variabile) Quota fissa ( /anno) Totale + iva ( /anno) Azienda Stima dei ricavi annui per impianto PV Potenza di picco (kw) Producibilità annua (kwh/anno) Ricavi Incentivo ( /anno) Ricavi RID ( /anno) Totale ( /anno)

33 CSO 1.b RISULTATI PRELIMINARI Profili di produzione e consumo Gennaio Aprile Luglio Ottobre 33

34 RISULTATI PRELIMINARI Quota di en. acquistata da PV: kwh Risparmio: 1369 (15%) CSO 1.b Composizione dei costi Percentuale di copertura del carico con FER: acquisto da PV acquisto da rete 47,56% 52,44% Quota di en. ceduta alla rete: kwh Quota di en. venduta al cliente: kwh En. autoconsumata Ceduta alla rete Composizione dei ricavi 65% 35% Ricavi da vendita alla rete (RID): 2227 Ricavi da vendita al cliente: 2567 Ricavi incentivo Totale Ricavi:

35 RISULTATI PRELIMINARI CSO 1.c Profili di produzione, consumo ed utilizzo della batteria Gennaio Aprile Luglio Ottobre 35

36 RISULTATI PRELIMINARI Quota di en. acquistata proveniente da PV+Batt: kwh Risparmio: 2170 (32%) acquisto da rete acquisto da PV + Batt CSO 1.c Composizione dei costi 14% 86% Quota di en. ceduta alla rete: kwh Quota di en. venduta al cliente: kwh ceduta in rete autoconsumata Composizione dei ricavi 43% 57% Ricavi da vendita alla rete (RID): 1350 Ricavi da vendita al cliente: 4192 Ricavi incentivo Totale Ricavi:

37 CSO 2 RISULTATI PRELIMINARI CSO 2 Un ulteriore esempio per capire Azienda di medie dimensioni del settore chimico da abbinare ad impianto PV in IV conto energia presente nelle vicinanze CSO 2.a: CSO 2.b: CSO 2.c: Utente connesso esclusivamente alla rete impianto PV indipendente. Utente connesso in rete ed impianto PV per autoconsumo. Questo caso non viene sviluppato viste le ridotte dimensioni dell impianto PV rispetto all utenza 37

38 CSO 2.a RISULTATI PRELIMINARI Stima dei costi energetici annuali per l azienda considerata Potenza contrattuale (kw) Consumi (kwh) euro/anno (quota variabile) Quota fissa ( /anno) Totale + iva ( /anno) Azienda Stima dei ricavi annui per impianto PV Potenza di picco (kw) Producibilità annua (kwh/anno) Ricavi Incentivo ( /anno) Ricavi RID ( /anno) Totale ( /anno) 99 (2)

39 RISULTATI PRELIMINARI Profili di produzione e consumo CSO 2.b Gennaio Aprile Luglio Ottobre 39

40 RISULTATI PRELIMINARI Quota di en. acquistata da PV: kwh Risparmio: 5578 (3,3%) Percentuale di copertura del carico con FER: acquisto da PV acquisto da rete 11,1% 88,9% CSO 2.b Composizione dei costi Quota di en. ceduta alla rete: kwh Quota di en. venduta al cliente: kwh Ceduta alla rete 13% En. autoconsumata 87% Composizione dei ricavi Ricavi da vendita alla rete (RID): 554 Ricavi da vendita al cliente: Ricavi incentivo Totale Ricavi:

41 RISULTATI PRELIMINARI Alcune considerazioni Realizzare elevati risparmi per il consumatore ed elevati guadagni per il produttore sono due aspetti contrastanti: Il consumatore incrementa il risparmio, aumentando la percentuale di energia acquistata a prezzo vantaggioso dall impianto fotovoltaico, mediante l accoppiamento con un impianto che abbia producibilità simile ai consumi Per il produttore, la massimizzazione dell energia venduta all utilizzatore porterebbe al sottodimensionamento dell impianto fotovoltaico in modo da minimizzare la quota di energia ceduta alla rete È importante determinare il miglior fitting tra produzione e consumo per avere un bilancio che garantisca equità nella distribuzione dei vantaggi tra produttore e consumatore. La possibile spinta sul mercato delle rinnovabili, generata da ricavi derivanti da questi nuovi assetti energetici, può rappresentare una leva finanziaria intrinseca, consentendo tempi di ritorno accettabili per investimenti sulle fonti rinnovabili anche in assenza di incentivi fiscali. 41

42 CONCLUSIONI Promozione di contatti fra le diverse categorie di Stakeholders. Creazione di network fra aziende per l energia Cos ha generato finora il progetto? Il progetto Valutazione di consorzi energetici, secondo criteri di fattibilità tecnica, ambientale ed economica Monitoraggio e identificazione di opportunità in bandi europei (Horizon 2020) Elementi utili per costruire una strategia energetica sul mediolungo periodo Possibili insediamenti di aziende per la produzione di sistemi di accumulo e ipotesi di nuove realtà imprenditoriali (smart newco) 42