FOTOVOLTAICO E MONDO AGRICOLO: UN CONNUBIO VINCENTE

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1 Workshop Agro Energia - Friuladria Crédit Agricole Sala Convegni di Veneto Agricoltura Legnaro, 30 Maggio 2012 FOTOVOLTAICO E MONDO AGRICOLO: UN CONNUBIO VINCENTE Ingg. S. Signorini, A. Sogni - LEAP

2 Indice della presentazione Parte A (Signorini): 1. Principio fisico della conversione fotovoltaica; 2. Tecnologie fotovoltaiche; 3. Incentivazione e vendita dell energia; 4. Normativa: prospettive per il mondo agricolo. Parte B (Sogni): 1. Diffusione e produzione degli impianti fotovoltaici a livello nazionale e locale; 2. AttivitàLEAP per Gruppo Cariparma Crédit Agricole: considerazioni statistiche e casi di investimento in agricoltura; 3. Conclusioni. 2

3 Energia Solare L energia è emessa dal Sole sotto forma di radiazioni elettromagnetiche che solo in parte giungono sulla Terra. L atmosfera terrestre agisce come un filtro sulla radiazione e ne smorza l intensità. In particolare alcune frequenze d onda vengono assorbite da gas come O 3, O 2, H 2 O e CO 2. 3

4 Energia Solare Considerando tutte le lunghezze d onda si ottiene la radiazione solare globale incidente su superficie orizzontale in un certo periodo di tempo. Tale grandezza, misurata nella mappa a lato in [kwh/m 2 anno], aumenta col diminuire della latitudine. Alcuni esempi italiani: Milano: kwh/(m 2 anno) Roma: kwh/(m 2 anno) Trapani: kwh/(m 2 anno) Fonte: European Commission - Joint Research Centre 4

5 Principio fisico: effetto fotovoltaico 1. Assorbimento fotone sufficientemente energetico (materiali semiconduttori); 2. Elettrone da banda di valenza a banda di conduzione; 3. Creazione di una lacuna nell atomo di origine. 5

6 Schema di un Impianto Fotovoltaico Fonte: GSE Principali componenti dell impianto: Moduli fotovoltaici; Strutture di montaggio (sistemi di ancoraggio dei pannelli agli edifici o al terreno, sistemi ad inseguimento); Inverter (dispositivo di conversione dell'energia continua in alternata); Cablaggi e sistemi di posa (collegamenti elettrici vari); Quadri elettrici e protezioni (contatori di produzione e scambio, messa a terra,...). Ripartizione dei costi di un impianto FV da 200 kw p Fonte: Solar Energy Report (Aprile 2012) 6

7 Moduli Fotovoltaici: I Generazione Silicio cristallino Silicio amorfo (film sottile) Modulo monocristallino Caratteristiche tecniche principali Si-mono: wafer con struttura cristallina omogenea; Si-poli: wafer organizzato in grani localmente ordinati; Elevata efficienza (13 19%); Potenza nominale variabile tra W p ; Importante calo della potenza con l aumento della temperatura (rispetto ai 25 C delle STC) pari a -0,45%/ C; Garanzia sul prodotto tra 2 10 anni; Garanzia sulla potenza in uscita pari al 90% dopo 10 anni e 80% dopo 25 anni; Certificazioni: IEC 61215, IEC 61730; Pay-backenergetico: 8 10 anni (Si-mono), 3 8 anni (Si-poli). Modulo policristallino 7

8 Moduli Fotovoltaici: II Generazione Silicio monocristallino Silicio amorfo (film sottile) Modulo Caratteristiche tecniche principali a-si: atomi di silicio deposti chimicamente in forma strutturalmente disorganizzata; Potenza nominale variabile tra W p ; Efficienza ridotta (7 9%); Calo ridotto della potenza con l aumento della temperatura (rispetto ai 25 C delle STC) pari a -0,25%/ C; Garanzia sul prodotto variabile tra 2 5 anni; Elevato degrado iniziale, garanzia sulla potenza in uscita pari all 80% dopo 25 anni; Certificazioni: IEC 61646, IEC 61730; Pay-back energetico: 1 2 anni. Laminato flessibile 8

9 Moduli Fotovoltaici Altri tipologie di moduli fotovoltaici meno diffuse: Telloruro di Cadmio (CdTe); Diseleniuro di indio rame gallio (CIGS); Diseleniuro di indio rame (CIS); Solfuro di cadmio (CdS); Arseniuro di gallio (GaAs); Film organico (celle polimeriche); Film organico/inorganico. Quote di mercato delle principali tecnologie di moduli Fonte: Solar Energy Report (Aprile 2011) 9

10 Gruppi di conversione Un inverter fotovoltaico è un apparato elettronico in grado di convertire la corrente continua prodotta dai moduli in corrente alternata da rendere disponibile per le utenze elettriche o per l immissione in rete. Inverter modulare (SMA) Inverter centralizzato (Aurora) È dotato di sistemi di controllo hardware e software che, leggendo in ogni istante i valori di tensione e corrente dei moduli, sono in grado di estrarre la massima potenza disponibile provocando piccole variazioni nei parametri di conversione. Tale funzione prende il nome di MPPT (Maximum Power Point Tracker). 10

11 Tipologie di impianti fotovoltaici Impianto su edificio Impianto a terra (statico) Impianto ad inseguimento Impianto a concentrazione (dinamico) 11

12 Incentivazione e vendita dell energia Ricavi FV = Incentivo + Valorizzazione energia Incentivo: tutta l energia prodotta viene incentivata attraverso il Conto Energia (contatore M1); Valorizzazione energia con 2 opzioni principali: 1-Scambio sul posto (P nom <200 kw p ), ha 2 fonti di ricavo: Risparmio da autoconsumo sincrono; Contributo in conto scambio. 2-Vendita (contatore M2), con 2 possibilità: Cessione parziale, ha 2 fonti di ricavo: Risparmio da autoconsumo; Vendita dell eccesso. Utenze elettriche Cessione totale, 1 fonte: Vendita della totalità dell energia. Energia consumata utenze Energia prelevata dalla rete Impianto fotovoltaico Energia prodotta (incentivata) Energia immessa in rete Modalitàdi vendita dell energia immessa: Ritiro dedicato; Borsa elettrica; Grossista. 12

13 Normativa: D.Lgs. 28/2011 (Decreto Rinnovabili) Attuazione della Direttiva 2009/28/CE; Incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti solari fotovoltaici entrati in esercizio dal 1 giugno 2011; Iter autorizzativo (art.4): criterio di proporzionalità Autorizzazione Unica (D.Lgs. n.387/2003); Procedura Abilitativa Semplificata (possibilità di estensione ad 1 MW p ); Comunicazione relativa alle attività in edilizia libera (possibilità estensione a 50 kw p ed impianti su edificio); Incentivazione impianti solari fotovoltaici a terra in aree agricole (art.10): potenza nominale di ogni impianto inferiore ad 1 MW p ; nel caso di impianti su terreni appartenenti al medesimo proprietario, gli impianti sono collocati ad almeno 2 km di distanza; l area destinata all installazione deve essere inferiore al 10% della superficie agricola totale; esclusi terreni abbandonati da almeno 5 anni. 13

14 Normativa: D.Lgs. 28/2011 (Decreto Rinnovabili) Impianti fotovoltaici soggetti a Comunicazione o Procedura abilitativa semplificata: 14

15 Il Quarto Conto Energia (DM 5/05/2011) Impianti fotovoltaici entranti in esercizio in data successiva al 31/05/2011 e fino al 31/12/2016; Distinzione tra piccoli e grandi impianti: piccoli impianti : su edificio fino a kw, altri fino a 200 kw in regime di scambio sul posto, di qualsiasi tipologia e potenza se realizzati da Amministrazioni pubbliche; grandi impianti : tutti gli esclusi dal punto precedente; Cave, discariche esaurite, aree di pertinenza di discariche o di siti contaminati non sono considerate aree agricole; Limiti di costo annuo ed obiettivi indicativi di potenza limitatamente al periodo 1/06/ /12/2012 (solo grandi impianti fotovoltaici): Riduzioni Tariffe tariffarie incentivanti già previste

16 Il Quarto Conto Energia (DM 5/05/2011) Iscrizione al registro informatico per i grandi impianti Criteri di priorità delle richieste in ordine gerarchico: Impianti entrati in esercizio alla data di presentazione della richiesta; Impianti con lavori di realizzazione terminati alla data di presentazione della richiesta (perizia asseverata); Precedenza della data del pertinente titolo autorizzativo; Minore potenza dell impianto; Precedenza della data di richiesta di iscrizione al registro. L iscrizione non è cedibile a terzi. Come comunicato dal GSE, non si aprirà il registro grandi impianti fotovoltaici per il secondo semestre 2012: Il costo annuo corrispondente agli incentivi per i grandi impianti entrati in esercizio entro il 31/08/11 e per quelli ammessi al Registro per l anno 2011 è pari a 1 miliardo di euro, a fronte del limite di costo fissato dal Decreto in 300 milioni di euro. 16

17 Il Quarto Conto Energia (DM 5/05/2011) Impianti solari fotovoltaici: uso efficiente dell energia Edifici esistenti: il premio consiste in una maggiorazione percentuale in misura pari alla metà della percentuale di riduzione del fabbisogno di energia conseguita (almeno pari al 10% per entrambi gli indici di prestazione energetica estiva ed invernale) fino ad un massimo del 30%. Altri premi +5%: altri impianti ubicati in zone industriali, miniere, cave o discariche esaurite, aree di pertinenza di discariche o di siti contaminati; +5%: piccoli impianti realizzati da comuni con popolazione inferiore a abitanti; +5 c /kwh: impianti su edificio installati in sostituzione di coperture in eternit; +10%: impianti con un costo di investimento (componenti diversi dal lavoro) riconducibile per almeno il 60% ad una produzione realizzata all interno dell UE. Di interesse per le imprese agricole 17

18 D.L. 24/01/12 n.1 (Decreto Liberalizzazioni) Convertito dalla Legge 24/03/2012, n.27 Art. 65: Impianti fotovoltaici in ambito agricolo Dal 25/03/12, agli impianti solari fotovoltaici con moduli collocati a terra in aree agricole non è consentito l'accesso agli incentivi statali di cui al decreto legislativo 3/03/11, n. 28; L AEEG assicura la priorità di connessione alla rete elettrica per un solo impianto di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili di potenza non superiore ai 200 kw per ciascuna azienda agricola; Abrogazione commi 4 e 5 dell Art. 10 del D.L. 3/03/11, n.28. Di interesse per le imprese agricole 18

19 Il Quinto Conto Energia (bozza) Impianti fotovoltaici entranti in esercizio in data successiva al 1/07/2012, qualora costo indicativo cumulato annuo degli incentivi abbia raggiunto i 6 miliardi annui (metà agosto 2012, previsione GSE) da almeno 30 giorni; Durata: 5 semestri successivi all entrata in vigore del Decreto; Piccoli e grandi impianti non più distinti; Limite di costo annuo indicativo degli incentivi per ogni semestre (ad eccezione degli impianti fotovoltaici di potenza nominale fino a 12 kw p ): 80 milioni Presentazione domanda di iscrizione al registro e pubblicazione graduatorie in funzione di criteri di priorità: Impianti su edificio (certificazione energetica, rimozione eternit); Tariffa richiesta inferiore del 5% rispetto a quella vigente; Siti contaminati, discariche esaurite; Impianti fino a 200 kw asserviti ad azienda agricola; 19

20 Il Quinto Conto Energia (bozza) Entrata in vigore della tariffa omnicomprensiva e della tariffa autoconsumo: Tariffa omnicomprensiva: si applica all energia prodotta ed immessa in rete e comprende l incentivo più la retribuzione della vendita dell energia; Tariffa autoconsumo: si applica all energia prodotta ed autoconsumata e comprende il solo incentivo. Tariffe primo semestre V Conto Energia Pergole, serre, barriere acustiche, tettoie, pensiline e fabbricati rurali: tariffa pari a media aritmetica tra impianti su edificio ed altri impianti. 20

21 Il Quinto Conto Energia (bozza) Il Quinto Conto Energia non è più abbinabile allo Scambio sul Posto ed al Ritiro Dedicato; Nuovi requisiti tecnici impianti fotovoltaici, almeno uno rispettato tra i seguenti: Impianti su edificio dotato di attestato di certificazione energetica (con anche possibili interventi migliorativi); Impianti su edificio con integrale sostituzione eternit mediante moduli fotovoltaici; Impianti su pergole, serre, fabbricati rurali, barriere acustiche, tettoie e pensiline; Impianti in discariche esaurite, aree di pertinenza di discariche o di siti contaminati; Impianti realizzati nei tempi ed in conformità all Art. 65 della Legge 24 Marzo 2012, n.27; Altri impianti che hanno ottenuto il titolo autorizzativo entro la data di entrata in vigore del Quinto Conto Energia, fermo restando l Art. 65 della Legge 24 Marzo 2012, n.27; Abolizione bonus tariffe (amianto, efficienza energetica, made in UE, ). 21

22 Parte B Parte B (Sogni): 1. Diffusione e produzione degli impianti fotovoltaici a livello nazionale e locale; 2. AttivitàLEAP per Gruppo CariparmaCréditAgricole: considerazioni statistiche e casi di investimento in agricoltura; 3. Conclusioni. 22

23 Impianti installati in Italia: effetti del Conto Energia Numerositàe della potenza totale cumulata degli impianti entrati in esercizio con il Conto Energia: impianti MW p (9.300 MW p nel 2011) Fonte: GSE 23

24 La provincia di Padova e quelle limitrofe Numero Totale Impianti BELLUNO PADOVA ROVIGO TREVISO VENEZIA VERONA VICENZA PORDENONE UDINE Grafico della numerosità del totale degli impianti entrati in esercizio per la provincia di Padova e limitrofe 300 Grafico della potenza cumulata del totale degli impianti Potenza Totale [MW p] Fonte: Atlasole-GSE 0 BELLUNO PADOVA ROVIGO TREVISO VENEZIA VERONA VICENZA PORDENONE UDINE 24

25 La produzione di energia: settore elettrico + 466% GWh Fotovoltaico in Italia: evoluzione della produzione energetica annua Fonte: GSE 1.905, , Rinnovabili elettriche in Italia: contributo del fotovoltaico alla produzione energetica. Sul consumo interno lordo di energia elettrica nel 2011 la produzione fotovoltaica ha contribuito per circa il 3,12% 0,05% 0,20% 0,56% 3,29% 1,64% 3,12% 2,95% Bioenergie Geotermica Solare Eolica 13,47% Idraulica Elaborazione LEAP su dati provvisori GSE

26 La produzione di energia sui consumi finali lordi Direttiva 2009/28/CE (Pacchetto clima-energia ): -20% emissioni di gas serra +20% efficienza energetica 20% quota rinnovabili su consumi finali lordi (17% per l Italia) Anno 2020 Fonte: Simeri - GSE Quota rinnovabili su CFL 2010: 10,1%- Contributo fotovoltaico: 0,13% Stima contributo produzione energetica fotovoltaico su CFL 2011: 0,70% 26

27 LEAP per Gruppo Crédit Agricole: analisi tecnica 1.Analisi delle caratteristiche tecniche e delle condizioni di garanzia fornite per i principali componenti e confronto con lo stato dell arte: Moduli; Inverter; Trasformatori BT/BT o BT/MT. 2.Esame dell architettura elettrica dell impianto con particolare attenzione al posizionamento dei contatori per la misura di energia prodotta (incentivata) ed energia immessa in rete (vendita o SSP). 27

28 LEAP per Crédit Agricole : stima producibilità Meteo: serie storiche di dati PVGIS-ESRA acquisiti dal 1981 al 1990 da una rete di stazioni meteorologiche terrestri; Software: simulazione del funzionamento degli impianti mediante PVsyst- versione 5.21; 28

29 LEAP per Crédit Agricole: analisi economica 1.Determinazione del trattamento fiscale specializzato sulla base della ragione sociale del soggetto responsabile dell impianto secondo le circolari della Agenzia delle Entrate, le delibere AEEG e le disposizioni del GSE: IRES IRAP Ritenute d acconto esercitate dal GSE Applicazione dell IVA 2.Calcolo dei flussi di cassa e dei principali indici di valutazione degli investimenti: Net Present Value(NPV) Pay Back Time attualizzato Internal Rate of Return(IRR) M 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50-3,00-3,50-4,00 Flusso di cassa cumulato ed attualizzato per differenti tassi di attualizzazione Anni 0,00% 2,50% 5,00% 7,50% 10,00% 12,50% 29

30 LEAP per Crédit Agricole: impianti valutati 30

31 Statistiche impianti valutati da LEAP Suddivisione degli impianti per potenza nominale installata Tipologia di impianto FV % 15 30% % 62% >1.000 Su edificio A terra (statici) Su pensiline, serre, A terra (ad inseguimento) Potenza nominale [kw p ] Smaltimento dell'eternit (solo impianti su edificio) 23% 22% Tipologia di moduli FV montati 6% 77% 72% Con smaltimento Senza smaltimento Policristallini Monocristallini Amorfi, film sottile, 31

32 Impianti valutati da LEAP: performance economiche Confronto tra le performance economiche degli impianti FV in funzione del conto energia vigente: PBT al 5% del tasso d'attualizzazione IRR su 20 anni di vita utile 18 25,00% ,00% [anni] ,71 10,95 11,46 15,00% 10,00% 13,05% 10,07% 10,27% 6 4 5,00% 2 0 Secondo Conto Energia Terzo Conto Energia Quarto Conto Energia 0,00% Secondo Conto Energia Terzo Conto Energia Quarto Conto Energia Generalmente le stime condotte con software di simulazione risultano prudenziali rispetto alla produzione effettiva. 32

33 Stime producibilità vs. produzione effettiva_1 Confronto tra la produzione elettrica stimata con il software PVsyst (dati meteo PVGIS-ESRA) e quella effettivamente misurata dal contatore GSE per il calcolo degli incentivi: Impianto 400 kw p - a terra - provincia Venezia Produzione elettrica mensile [kwh] lug-11 ago-11 set-11 ott-11 nov-11 dic-11 gen-12 feb-12 mar-12 Stima LEAP Produzione 33

34 Stime producibilità vs. produzione effettiva_2 Confronto tra la produzione elettrica stimata con il software PVsyst (dati meteo PVGIS-ESRA) e quella effettivamente letta dal GSE per calcolo incentivi in un caso di studio: Impianto 493 kwp - a terra - zona Piacenza Produzione elettrica mensile [kwh] apr-11 mag-11 giu-11 lug-11 ago-11 set-11 ott-11 nov-11 dic-11 STIMA LEAP LETTURA GSE 34

35 Impianti valutati da LEAP: costo investimento Costo d'investimento specifico per tipologia d'impianto e per Conto Energia vigente [ /kw p ] Impianti a terra 4CE Impianti a terra 3CE Impianti a terra 2CE Impianti su serre, pensiline, 4CE Impianti su serre, pensiline, 3CE Impianti su serre, pensiline, 2CE Impianti su edificio senza smaltimento eternit 4CE Impianti su edificio senza smaltimento eternit 3CE Impianti su edificio senza smaltimento eternit 2CE Impianti su edificio con smaltimento eternit 4CE Impianti su edificio con smaltimento eternit 3CE Impianti su edificio con smaltimento eternit 2CE Impianti ad inseguimento 4CE Impianti ad inseguimento 3CE Impianti ad inseguimento 2CE

36 Confronto con trend costo investimento europeo Evoluzione del costo specifico di investimento per impianti fotovoltaici in Europa: Riduzione : circa 15% Negli ultimi 5 anni: riduzione del 50% Fonte: EPIA 36

37 Casi e scenari di investimento in agricoltura: 4 CE Caso reale analizzato: impianto su copertura di azienda agricola con smaltimento amianto, cessione dell energia con ritiro dedicato. Costruzione di 3 scenari: 1- senza smaltimento amianto; , con smaltimento amianto, riduzione costi prudenziale; , con smaltimento amianto, riduzione costi avanzata. PARAMETRI Periodo di entrata in esercizio CASO REALE: con amianto SCENARIO 1: senza amianto SCENARIO 2: con amianto - riduzione costi 3% SCENARIO 3: con amianto - riduzione costi 10% 1 semestre semestre semestre semestre 2013 Conto Energia vigente Tipologia di incentivazione Potenza impianto [kw p ] Costo di investimento [ ] Costo di investimento specifico [ /kw p ] Tariffa + premi [ /kwh] Ricavi da Conto Energia 1 Anno [ ] Quarto Quarto Quarto Quarto Feed in premium Feed in premium Feed in tariff Feed in tariff 293,75 293,75 293,75 293, ,274 0,224 0,331 0, Ricavi da Vendita Energia 1 Anno [ ] INDICI DI VALUTAZIONE DELL'INVESTIMENTO NPV (Net Present Value) a 20 anni [ ] Pay Back Time con tasso attualizz. 5% [anni] 13,29 16,18 14,10 12,38 IRR (Internal Rate of Return) a 20 anni [%] 8,11 6,46 7,58 8,78 37

38 Conclusioni La tecnologia fotovoltaica consente l utilizzo di una forma di energia molto democratica che rappresenta uno dei pilastri di una vera e propria rivoluzione del mondo energetico; Vantaggi tecnici: assenza emissioni di inquinanti e di gas ad effetto serra, risparmio combustibili fossili, disponibilità della fonte solare, possibilità di integrazione con altre tecnologie delle rinnovabili; È necessario il raggiungimento di un quadro normativo stabile che consenta un adeguata programmazione degli investimenti sia da parte degli operatori del settore, sia da parte dei committenti di nuovi impianti; Per il mondo agricolo l investimento fotovoltaico rappresenta una occasione di integrazione del reddito, da valutare alla luce dell assetto definitivo del 5 Conto Energia. Ruolo chiave nel garantire per il futuro investimenti economicamente interessanti, nonostante la riduzione degli incentivi, lo hanno i processi che sono in corso sul fronte dell evoluzione tecnologica e della riduzione del costo di impianto. 38

39 GRAZIE PER L ATTENZIONE! Ing. Stefano Signorini, Ing. Alberto Sogni Consorzio LEAP 39

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