Le Reti Energetiche: L Energia Elettrica, I Corridoi Energetici

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1 Le Reti Energetiche: L Energia Elettrica, I Corridoi Energetici La Rete Elettrica nel Mercato Liberalizzato Consigliere d Amministrazione ERSE Presidente Associazione Energia Elettrica 17 febbraio 2010

2 La Liberalizzazione del Settore La liberalizzazione si avvia nel 1999 con il recepimento della Direttiva Europea (96/92/EC) in tema di Common Rules for the Internal Electricity Market Il DL 79/99 disegna il sistema elettrico nazionale ed impone all ex-monopolista di separare societariamente le attività di produzione, trasmissione e distribuzione

3 La Rete di Trasmissione La trasmissione è una attività in regime regolato trasferita a che deve garantire: lo sviluppo della rete nazionale valutando costi e benefici delle scelte alternative di investimento l esercizio della rete a minimi costi assicurando continuità e qualità della fornitura elettrica

4 Impatto della Liberalizzazione sulla Rete Crescita degli scambi su lunghe distanze Utilizzo al limite di capacità delle linee Impredicibilità e volatilità dei flussi di potenza Integrazione della generazione distribuita da fonte rinnovabile intermittente Decentramento dei processi decisionali Ruolo attivo della domanda

5 La Infrastruttura di Rete Distr. Gener. Connection Transactions Old Grid Fonte: EPRI

6 Investimenti delle Compagnie Elettriche Fonte: OECD

7 Variazione dell indice di utilizzo della Rete Indice di utilizzazione rete kV nel periodo Italy 160 France 140 Incremento Fabbisogno Incremento km rete AT* 2,9% 1,2% 3,2 2,1 120 Iberian Pen. 3,5 2,7 100 Switzerland Average UCTE 2,1 1,7 2,8 2, Germany Benelux 2,1 2,1 3,2 3,5 Fonte: UCTE

8 Localizzazione del Parco di Generazione Incremento atteso della capacità di generazione nel periodo TERMOELETTRICO MW (sopra 65% nel Meridione) EOLICO MW (quasi 100% nel Meridione) MERCHANT LINE /2.000 MW Totale / MW Wind farm Termoelettrico

9 Congestioni di Rete Il Mercato elettrico nazionale è suddiviso in 5 aree geografiche definite zone Si verifica una congestione se un interconnessione di rete tra zone del mercato non consente tutti i flussi fisici di energia derivanti dai programmi di immissione e prelievo definiti dal mercato per: insufficiente capacità delle linee vincoli di sicurezza del sistema In caso di congestione non è possibile trasportare l energia richiesta dalle zone esportatrici alle zone importatrici

10 Gestione delle Congestioni Per eliminare una congestione: nella zona che importa è necessario attivare generatori più costosi rispetto a quelli selezionati dal mercato e si aumenta il prezzo nella zona che esporta, si riduce la produzione rispetto a quanto determinato senza vincoli di trasmissione i prezzi, le produzioni ed i consumi vengono variati fino ad eliminare le congestioni A fronte di prezzi zonali diversi, il Prezzo Unico Nazionale (PUN) di acquisto è la media pesata sulle quantità acquistate in ciascuna zona

11 Impatto Economico delle Congestioni C1 = 500 MWh C2 = 1000 MWh Capacità max. = 500 MW P = 30 /MWh P = 60 /MWh G1 = 1000 MWh (capacità disponibile 1500 MW) Ricavi dei produttori: 1000MWh *30 /MWh Esborsi consumatori: 500MWh *30 /MWh Saldo Sistema= = -15 k G2 = 500 MWh (capacità disponibile 1000 MW) Ricavi dei produttori: 500MWh *60 /MWh Esborsi consumatori: 1000MWh *60 /MWh Saldo Sistema= = + 30 k Costo congestione: = 15 k

12 Prezzi Zonali Fonte: GME

13 Confronto Prezzi Borse Europee IPEX EEX Nord Pool OMEL PowerNext Fonte: GME

14 Investimenti in Trasmissione

15 Lo Sviluppo della Rete L obiettivo di un intervento di sviluppo della rete deriva dall esigenza di coprire il fabbisogno in condizioni di affidabilità, economicità e sicurezza di esercizio La valutazione costi-benefici traduce in valore economico il valore elettrico che gli interventi di sviluppo inseriti nel PdS della RTN si propongono L analisi dei costi in funzione delle alternative tecnologiche è direttamente esprimibile in termini monetari tenendo conto dei costi di capitale, di esercizio, manutenzione e demolizione L analisi quantitativa dei benefici in termini monetari è complessa (attualmente tematica di ricerca) e si basa in genere su un approccio differenziale

16 Valutazione degli Investimenti Fonte TERNA

17 Corridoi di Interconnessione Francia Croazia SA.CO.I. Montenegro SA.PE.I. Albania Algeria Tunisia Grecia Libia Corridoi esistenti Novi progetti in esame

18 Esercizio della Rete

19 La Sicurezza della Rete Limiti Termici Stabilità di Tensione Stabilità di Frequenza

20 Effetto Domino Si verifica un problema che porta alla apertura di una linea Sovraccarico su altre linee per ripartizioni di flusso che provoca aperture a cascata Si generano isole di sbilanciamento che portano abbassamenti di frequenza Scatto dei relay sottofrequenza e distacco dei generatori Blackout di porzioni sempre più estese di rete

21 Tecnologie per la Sicurezza Incremento e flessibilizzazione della capacità di trasporto e di controllo dei flussi di rete (FACTS) Sistemi di monitoraggio distribuito per la ricostruzione dello stato della rete (WAMS) Simulatori veloci per l identificazione dei limiti di sicurezza valutando l evoluzione dinamica (DSA) Tecniche di controllo adattivo per la separazione controllata della rete (Self-Healing Systems)

22 Monitoraggio e Controllo Distribuito Centro Controllo Misure Satellite GPS Rete di Trasmissione Contr. Protez. Distr. Misure Protez. Misure

23 Generazione Distribuita Distributed Generation: small amounts of energy are produced by small, modular units, located close to the end use that can be standalone or integrated into the grid EC Energy Research

24 Evoluzione delle Reti di Distribuzione Flussi unidirezionali di energia Rete passiva Gestione centralizzata Flussi bidirezionali di energia Rete attiva Nuovi modelli di gestione

25 Gestione della Domanda Independent System Operator (ISO) Market Operation Public Telecomunication Network (GSM, GPRS, UMTS) PV MT BT Demand Responsive System Fuel Gestore TUTOR Heat PLC MONITOR CONTROL E.E E.E Micro-cogeneratore Scalda acqua elettrico Pompa di calore AMR HA AMR Building Automation System Intelligent Electricity Meter

26 Smart Grid Fonte IEE- Power & Energy Fonte: EU Technology Platform

27 La Politica Energetica Europea EU Strategic Research Agenda: Impegno al 2020: - 20% emissioni + 20% rinnovabili - 20% consumi Future electricity markets and networks must provide all consumers with a highly reliable flexible, accessible and cost-effective power supply, fully exploiting the use of both large centralized generators and smaller distributed power sources across Europe

28 Il Trilemma Energetico Research