Gestione, automazione e comunicazione dei sistemi elettrici Lezione 1 29 febbraio 2016

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1 Gestione, automazione e comunicazione dei sistemi elettrici Lezione 1 29 febbraio 2016 Virginia Canazza

2 Obiettivi del corso Sistematizzazione conoscenza di base Approfondimenti normativi e regolatori quadro sull organizzazione e il funzionamento del mercato elettrico italiano e confronto coi modelli internazionali normativa primaria e specifica di settore, norme di riferimento e riforme in corso componenti strutturali aspetti organizzativi e regolatori Analisi meccanismi di funzionamento Impatto potenziale delle riforme in discussione Analisi delle dinamiche di mercato Trend in corso, questioni emergenti, prospettive future in scenari alternativi di sviluppo Elaborazioni con metodologie e modelli di analisi e market intelligence 2

3 Programma del corso Introduzione: Obiettivi e programma La filiera elettrica e commerciale Il processo di liberalizzazione e l attuale organizzazione dei mercati Il mercato del giorno prima Il mercato infragiornaliero Il mercato del dispacciamento L integrazione delle rinnovabili Sicurezza, Adeguatezza e mercato della capacità L integrazione dei mercati europei Analisi dei trend più recenti e delle prospettive dei mercati Business Plan e pianificazione strategica Esercitazione Approfondimenti: Modelli di simulazione del mercato elettrico: approccio econometrico e approccio deterministico Mercato del gas Le politiche ambientali Le fasi regolate e gli oneri di sistema 3

4 Fare clic per modificare lo stile del titolo LA FILIERA DELL ENERGIA ELETTRICA 4

5 La filiera elettrica: il percorso fisico Produzione e importazione Trasformazione di fonti di energia primaria in elettricità Business in concorrenza Dispacciamento e trasmissione Trasporto e trasformazione di energia elettrica sulla rete ad alta tensione Monopolio naturale TERNA Distribuzione Trasporto e trasformazione di energia elettrica su reti di distribuzione a media e bassa tensione, per la consegna ai clienti finali Monopolio locale DISTRIBUTORI Prelievo, misura, aggregazione Installazione dei misuratori, lettura e aggregazione dei dati Installazione e lettura spettano al distributore locale, l aggregazione di tutte le misure utili ai fini commerciali e il calcolo del load profiling è demandata al distributore maggiore (Enel Distribuzione) Business REGOLATO 5

6 Bilancio elettrico dell'italia Energia da carbone, olio e gas Energia da biomassa Clienti industriali Energia Idroelettrica Energia geotermoelettric a Eolico e Fotovoltaico RETE TRASMISSIONE NAZIONALE kv oltre km Perdite di rete Agricoltura Totale energia richiesta 315 TWh (2015) Clienti domestici Importazione netta Clienti terziari 6

7 Bilancio 2015 Italia Dati provvisori sull energia elettrica in Italia 2015 Fonte: Terna 7

8 Le voci del bilancio 8

9 L import netto Fonte: Terna 9

10 Gli scambi alle frontiere Fonte: Aeegsi 10

11 Bilancio per compartimenti Fonte: Terna 11

12 L evoluzione della richiesta e l effetto temperature +1.5% nel 2015 rispetto al 2014 che destagionalizzato diviene +0.9% Fonte: Terna 12

13 Richiesta di energia elettrica Italia 2014 (Terna) Fonte: Terna 13

14 Consumo interno lordo e penetrazione elettrica Fonte: Terna 14

15 L intensità elettrica Fonte: Terna 15

16 Richiesta al picco di carico Fonte: Terna 16

17 La punta di carico Fonte: Terna 17

18 Potenza installata Italia 2014 (Terna) Fonte: Terna 18

19 Il mix produttivo 2015 Fonte: Terna 19

20 Il termoelettrico Fonte: Terna 20

21 Impianti idroelettrici Fonte: Terna 21

22 La capacità rinnovabile Fonte: Terna 22

23 La copertura del carico orario Fonte: Terna 23

24 La copertura del carico di punta Fonte: Terna 24

25 Flussi sulla rete di trasmissione Fonte: Terna 25

26 Saldo flussi fisici nel 2015 Fonte: Terna 26

27 Le sezioni critiche della rete e gli interventi di sviluppo Fonte: Terna 27

28 La filiera elettrica: il percorso commerciale Percorso fisico Percorso commerciale Produzione e importazione Vendita all ingrosso Trasmissione e dispacciamento Distribuzione Vendita al dettaglio Misura, aggregazione 28

29 La filiera commerciale IMPORTATORI CIP6, RINNOV NON PROGRAMMABILI, PICCOLA TAGLIA GENERATORI ASTE INTERCONNESSIONE MERCHANT MERCATO INGROSSO CLIENTI ENERGY INTENSIVE/ CONSORZI Distributore /società separata FORNITORI CLIENTI SALVAGUARDIA Aste per accesso al mercato RETAILERS CLIENTI LIBERI CLIENTI TUTELATI: domestici e piccole imprese 29

30 Come si interfacciano i diversi soggetti: filiera fisica Produttore 1 Produttore 2 Produttore 3 contratti di connessione, dispacciamento e settlement Mercato organizzato Contratti di bilanciamento e settlement TSO Fornitori Trader Grossisti Contratti di connessione e utilizzo Consumatore 1 Consumatore 2 Consumatore 3 Consumatore 4 Consumatore 5 30

31 Come si interfacciano i diversi soggetti: filiera commerciale Produttore 1 Produttore 2 Produttore 3 Acquisti su mercato organizzato Vendite su mercato organizzato Mercato organizzato Fornitori Vendite OTC TSO Trader Grossisti Contratti di fornitura Consumatore 1 Consumatore 2 Consumatore 3 Consumatore 4 Consumatore 5 31

32 La struttura dell offerta: mix produttivo per fonte Fonte: Aeegsi 32

33 La struttura dell offerta: impianti di generazione Fonte: Aeegsi 33

34 La struttura dell offerta: le quote di produzione Fonte: Aeegsi 34

35 La struttura dell offerta: il mix degli operatori Fonte: Aeegsi 35

36 La struttura dell offerta: il mix del termo Fonte: Aeegsi 36

37 La struttura dell offerta: il mix rinnovabile Fonte: Aeegsi 37

38 I distributori Fonte: Aeegsi 38

39 Fare clic per modificare lo stile del titolo IL PROCESSO DI LIBERALIZZAZIONE E L ATTUALE ORGANIZZAZIONE DEI MERCATI 39

40 Il processo di liberalizzazione Le giustificazioni del monopolio Di natura economica: Le economie di scala rendono efficiente (minimizzazione dei costi) l integrazione orizzontale Le economie di scopo rendono efficiente l integrazione verticale Di natura socio politica: Possibilità di sussidi incrociati finalizzati al raggiungimento di obiettivi diversi dall efficienza economica Presenza di monopolio naturale in tutte le fasi della filiera Prezzo unico nazionale, elettrificazione di tutto il territorio 40

41 Il processo di liberalizzazione Le giustificazioni della liberalizzazione L evoluzione tecnologica (in particolare la diffusione della tecnologia CCGT) ha diminuito i costi fissi della generazione, riducendo la scala efficiente minima delle imprese produttrici L information technology ha ridotto sia la necessità di concentrazione delle decisioni di dispacciamento sia i costi di transazione e quindi le economie di scopo che giustificavano l integrazione verticale Tendenza mondiale verso l uscita dello Stato dai settori energetici (privatizzazione) Nella UE la liberalizzazione della generazione e della vendita è stata imposta per legge: 3 cicli (1996, 2003, 2009) 2 macrofasi: apertura dei mercati a livello nazionale; integrazione dei mercati nazionali 41

42 Il processo di liberalizzazione Le giustificazioni per l unbundling Obiettivi regolatori Evitare sussidi incrociati fra attività in concorrenza e monopoli regolati Gestione delle reti legalmente separata dalle altre attività Obiettivi gestionali Favorire una corretta allocazione di costi e asset nelle diverse aree di attività dell azienda Allocare in modo ottimale le responsabilità manageriali Consentire il funzionamento organizzativo per processi 42

43 Le fasi del processo di liberalizzazione Due problemi: 1. Alcune fasi restano regolate (monopolio naturale) 2. Gli ex monopolisti restano proprietari delle reti Anni 90: 1. Molteplici mercati nazionali chiusi 2. Limitata capacità di trasporto fra paesi I fase: dir. 96/92/CE 1. Accesso non discriminatorio II fase: dir. 2003/54/CE Due strumenti-cardine: 1. Principio dell accesso non discriminatorio 2. Separazione Obiettivi da perseguire 1. Creazione di un mercato unico interno pienamente integrato e funzionante 2. Separazione (unbundling) contabile 1. Separazione legale, organizzativa e decisionale 2. Accesso regolato alle reti 3. Apertura del mercato al dettaglio 4. Gestione delle interconnessioni a mercato III fase: dir. 2009/72/CE 1. Separazione proprietaria 2. Rafforzamento competenze dei regolatori e ACER 2. Integrazione delle rinnovabili nel sistema e nel mercato 3. Garantire la sicurezza del sistema 43

44 Le «basi normative» dell attuale assetto del settore elettrico in Europa Recepita in Italia con il Decreto Bersani (Dlgs 79/1999) FASI DELLA FILIERA GENERAZIONE TRASMISSIONE DISTRIBUZIONE VENDITA (WHOLESALE E RETAIL) DIRETTIVA 96/92/CE APERTURA ALLA CONCORRENZA: PROCEDURE AUTORIZZATIVE PROCEDURE DI GARA (COME ALTERNATIVA) UNBUNDLING GESTIONALE E CONTABILE TPA NEGOZIATO O REGOLATO UNBUNDLING CONTABILE TPA NEGOZIATO O REGOLATO LIBERTÀ DI SCELTA DEL VENDITORE PER: GRANDI CLIENTI NON- DOMESTICI DIRETTIVA 2003/54/UE APERTURA ALLA CONCORRENZA: PROCEDURE AUTORIZZATIVE UNBUNDLING SOCIETARIO TPA REGOLATO UNBUNDLING SOCIETARIO TPA REGOLATO LIBERTÀ DI SCELTA DEL VENDITORE PER: TUTTI I CLIENTI NON- DOMESTICI (DAL 2004) TUTTI I CLIENTI DOMESTICI (DAL 2007) AUTORITÀ DI REGOLAZIONE - CREAZIONE DELLE NRA DIRETTIVA 2009/72/UE APERTURA ALLA CONCORRENZA: PROCEDURE AUTORIZZATIVE UNBUNDLING PROPRIETARIO O ISO/ITO TPA REGOLATO UNBUNDLING SOCIETARIO TPA REGOLATO LIBERTÀ DI SCELTA DEL VENDITORE PER: TUTTI I CLIENTI DOMESTICI E NON-DOMESTICI (DAL 2007) INDIPENDENZA DELLE NRA DA OPERATORI PRIVATI E GOVERNI CREAZIONE DI ACER E ENTSO-E

45 I mercati europei: apparente tendenza alla convergenza nel disegno globale, ma Italia Germania Francia Spagna Produzione e import Ridotte barriere all ingresso nella fase post liberalizzazione Operatori verticalmente integrati Operatore dominante, concorrenza con aste virtuali Presenza elevato num di op. privati anche pre-liberalizzazione Tasmissione e dispacciamento Unbundling proprietario, unico TSO (TERNA) 4 TSO (EnBW, 50hertz, Amprion, Tennet TSO) separati proprietariamente Unbundling solo contabile (modello ITO per RTE) Unbundling proprietario, unico TSO (REE) Mercato all ingrosso GME di matrice pubblica Borsa «fisica» EPEX (EEX) soggetto privato Borsa «finanziaria» EPEX (Powenext) a controllo pubblico (51% RTE) OMIE soggetto ad azionariato diffuso e privato Distribuzione Unbundling legale e funzionale Elevato n (~800) Unbundling legale per alcuni, molti verticalmente integrati Elevato n (~150) Unbundling legale per alcuni, molti verticalmente integrati Unbundling legale e funzionale Mercato retail Permanenza di regime tutelato Non esistono tariffe amministrate Permanenza tariffe Permanenza tariffe 45

46 evidenti differenze sostanziali negli aspetti specifici (dati 2013) Italia Germania Francia Spagna Produzione (per tecnologia) 34% 13% 15% 38% 25% 16% 14% 44% 19% 73% 4% 3% 42 % 20 % 14 % 20 % Carbone Gas Rinnovabili Nucleare Altro Trasmissione e dispacciamento 90% 60% (composizione tariffe) componente energia componente potenza 30% Mercato all ingrosso (liquidità) 28% 72% 54% 46% 89% 11% 30% 70% Borsa (DAM) OTC Fonte: ENTSO-E, Reuters 46

47 Il disegno del mercato libero in Italia Produzione e import Trasmissione e dispacciamento Mercato Distribuzione Dismissioni ex monopolista in 3 Genco Incentivi nuovi impianti Incentivi alle fonti rinnovabili Unbundling proprietario: TERNA TSO unico (prima ISO) Creazione di una borsa (IPEX) un gestore del mercato (GME) e possibilità di contrattare attraverso bilaterali (OTC) Unbundling legale e funzionale Norme principali Dlgs. 79/99 (Decreto Bersani) L. 239/04 (Legge Marzano) L. 125/07 (conversione Dl 73/07) Vendita Mercato libero introdotto gradualmente; dal 2004 tutti i non domestici, da luglio 2007 tutti. Chi non vuole rimane nel tutelato 47

48 Il disegno del mercato libero in Germania Produzione e import Trasmissione e dispacciamento In Germania non è mai stato istituito un monopolio di stato: prima della liberalizzazione c erano numerosi operatori verticalmente integrati, non in competizione tra loro (ognuno serviva un territorio), in genere a proprietà pubblica 4 TSO (EnBW, 50hertz, Amprion, Tennet TSO) separati proprietariamente (a eccezione di EnBW). TPA regolato dal 2006 (prima negoziato) Principali operatori: RWE, E.ON, EnBW, Vattenfall Regolatore BNetzA Mercato Borsa dal 2000 (EEX, ora EPEX-DE/AT), e possibilità di contrattare attraverso bilaterali (OTC) Distribuzione Unbundling legale per alcuni distributori, molti verticalmente integrati (oltre 800 distributori). Vendita Non esistono tariffe amministrate 48

49 Il disegno del mercato libero in Francia Produzione e import Trasmissione e dispacciamento Mercato EdF ex monopolista di stato. Effettuate aste di capacità virtuale che hanno consentito ingresso di nuovi operatori, ma EdF rimane operatore dominante. Unbundling solo contabile, verrà implementato modello ITO: RTE controllata al 100% da EdF Borsa dal 2002 (Powernext, ora EPEX-FR), e possibilità di contrattare attraverso bilaterali (OTC) Principali operatori: EdF, GDF Suez, Endesa RWE, E.ON, EnBW, Vattenfall Regolatore CRE Distribuzione Unbundling legale per alcuni distributori, molti verticalmente integrati (circa 150 distributori). Vendita Simile all Italia: mercato libero introdotto gradualmente; dal 2004 tutti i non domestici, da luglio 2007 tutti. Possibilità di mantenere una tariffa amministrata 49

50 Il disegno del mercato libero in Spagna Produzione e import Presenza di operatori privati anche prima della liberalizzazione Principali operatori: Endesa, Iberdrola, Gas Natural, EDP/HC, E.ON Trasmissione e dispacciamento Unbundling proprietario: REE TSO unico Regolatore CNE Mercato Creazione di una borsa molto liquida (OMEL) e possibilità di contrattare attraverso bilaterali (OTC). Distribuzione Unbundling legale e funzionale Vendita Mercato libero da luglio 2003 per tutti i consumatori. Possibilità di mantenere una tariffa amministrata (criticità per tariffe stabilite troppo basse a fini sociali) 50

51 Il disegno del mercato libero in UK Produzione e import Trasmissione e dispacciamento Mercato Nel 1990, separazione e privatizzazione del monopolista (CEGB) in due società. Facoltà alle Regional Electricity Companies di fornire elettricità. National Grid è sia System Operator che proprietario (non integrato) delle reti in Inghilterra e Galles. SPTL e SHETL possiedono reti in Scozia, e sono verticalmente integrati. Presenza di due borse (N2EX e APX-UK) ma poco liquide e prevalenza di OTC. Principali operatori: E.ON, Centrica, EdF, RWE, Scottish Power, Southern Scottish Energy. Regolatore OFGEM Distribuzione Unbundling legale / proprietario (14 distributori) Vendita Liberalizzazione in anticipo rispetto a direttive comunitarie (1997 per tutti i consumatori). Non esistono tariffe amministrate 51

52 Tra gli obiettivi europei vi è l integrazione dei mercati elettrici nazionali in un mercato unico La Commissione Europea ha promosso un ampio processo di riforma dei settori elettrici nazionali ai fini della loro successiva integrazione in un mercato unico europeo FASI DELLA FILIERA GENERAZIONE TRASMISSIONE DISTRIBUZIONE VENDITA (WHOLESALE E RETAIL) DIRETTIVA 96/92/CE APERTURA ALLA CONCORRENZA: PROCEDURE AUTORIZZATIVE PROCEDURE DI GARA (COME ALTERNATIVA) UNBUNDLING GESTIONALE E CONTABILE TPA NEGOZIATO O REGOLATO UNBUNDLING CONTABILE TPA NEGOZIATO O REGOLATO LIBERTÀ DI SCELTA DEL VENDITORE PER: GRANDI CLIENTI NON- DOMESTICI DIRETTIVA 2003/54/UE APERTURA ALLA CONCORRENZA: PROCEDURE AUTORIZZATIVE UNBUNDLING SOCIETARIO TPA REGOLATO UNBUNDLING SOCIETARIO TPA REGOLATO LIBERTÀ DI SCELTA DEL VENDITORE PER: TUTTI I CLIENTI NON- DOMESTICI (DAL 2004) TUTTI I CLIENTI DOMESTICI (DAL 2007) AUTORITÀ DI REGOLAZIONE - CREAZIONE DELLE NRA Energy Sector Inquiry 2007: seri problemi di concorrenza e assenza di integrazione tra mercati nazionali DIRETTIVA 2009/72/UE APERTURA ALLA CONCORRENZA: PROCEDURE AUTORIZZATIVE UNBUNDLING PROPRIETARIO O ISO/ITO TPA REGOLATO UNBUNDLING SOCIETARIO TPA REGOLATO LIBERTÀ DI SCELTA DEL VENDITORE PER: TUTTI I CLIENTI DOMESTICI E NON-DOMESTICI (DAL 2007) INDIPENDENZA DELLE NRA DA OPERATORI PRIVATI E GOVERNI CREAZIONE DI ACER E ENTSO-E 52

53 Integrazione dei mercati nazionali: Target Model Sulla base del terzo pacchetto UE è stato definito un Target Model (orizzonte 2015) per il settore elettrico con l obiettivo di: Definire un modello unico a livello europeo e identificare le linee guida di sviluppo del mercato elettrico al fine di costruire regole comuni per lo scambio di energia Definire codici di rete unici a livello europeo per la gestione di: - Meccanismi di allocazione della capacità di transito nel lungo termine - Gestione delle interconnessioni fra DAMs e dei mercati infragiornalieri - Regole omogenee per i mercati di bilanciamento 53

54 Integrazione dei mercati nazionali: Target Model Come sarà implementato il Target Model? Per ogni singolo tema è stata definita una Roadmap regionale ACER è l istituzione che a livello europeo coordina e promuove le diverse fasi del processo I regolatori nazionali sono impegnati su ogni progetto regionale I progetti regionali già in essere sono la base per l implementazione di modelli paneuropei 54

55 Integrazione dei mercati nazionali: Target Model Framework guidelines Codici di rete Implementazione Mercato interno 55