Scenari ENEA per la Strategia Energetica Nazionale: metodologie e problemi

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1 Scenari ENEA per la Strategia Energetica Nazionale: metodologie e problemi Maria Rosa Virdis ENEA - Unità Centrale Studi e Strategie Università Bocconi - Milano, 5 Dicembre

2 SOMMARIO Le attività dell UCSTUDI ENEA TIMES Italia: Il modello ENEA del sistema energetico Italiano Scenari ENEA per la SEN: ipotesi di base Scenari ENEA per la SEN: risultati principali 2

3 UCSTUDI: compiti, funzioni e organizzazione L UCSTUDI assicura l elaborazione di studi su temi riguardanti l energia e lo sviluppo economico sostenibile su scala nazionale ed internazionale, fornendo analisi ed elementi di valutazione per l elaborazione delle strategie dell Agenzia, in coerenza con quelle su scala nazionale nei settori d interesse. Fornisce supporto al management ENEA, nonché al decisore pubblico per la definizione del contributo dell Agenzia alle strategie nazionali nei settori di competenza. Questa struttura si articola in tre servizi: Il Servizio Analisi e scenari tecnico economici (UCSTUDI AST) Il Servizio Prospettive tecnologiche per la sostenibilità (UCSTUDI PTS) Il Servizio Informazione, documentazione e reporting (UCSTUDI IDR) A questi si aggiunge il Coordinamento Iniziative sul territorio.

4 Servizio Analisi e Scenari tecnico economici Assicura l elaborazione di rapporti sullo stato e sull evoluzione del sistema energetico nazionale nonchè sugli effetti delle politiche energetiche sul sistema economico e sociale. Elabora scenari sull evoluzione del sistema energetico e ambientale in relazione allo sviluppo delle tecnologie energetiche e agli obiettivi e indirizzi di politica energetica a livello comunitario e nazionale. L espletamento di tale ruolo poggia sul mantenimento ed allargamento delle capacità del servizio nelle seguenti aree: Analisi e trattamento delle informazioni e dei dati statistici Analisi tecnico economica dei fenomeni e sistemi considerati (sistema economico, sistema energetico, incluse le emissioni da questi generate) Rappresentazione modellistica degli stessi sistemi a scale territoriali differenti

5 Servizio Analisi e Scenari tecnico economici Modelli e strumenti già disponibili e capacità di elaborazione presenti all interno del servizio: Modelli tecnico economici come MARKAL e TIMES ITALIA, TIAM, EFDA Modelli Macro economici di Equilibrio Economico Generale (GTAP Statico a scala globale) Matrici di Contabilità Sociale e Matrici Input Output per valutare su scala nazionale l impatto economico di politiche e misure energetico/ambientali Questo strumentario viene utilizzato in vari progetti e attività di ricerca in corso (SEN, progetto EFDA, Progetto ETS, etc.)

6 Servizio Analisi e Scenari tecnico economici Modelli e strumenti in via di sviluppo: Modelli in grado di tradurre scenari energetici in scenari di emissione per tutti i principali gas di serra (GAINS Italia) Modelli tecnico economici a scala globale come TIAM, Modelli CGE (GTAP Dinamico e GTAP Energy) Modelli e rappresentazioni del sistema elettrico nazionale in linkage con il TIMES Italia (link TIMES Plexos)

7 Il modello TIMES-Italia realizzato da ENEA Il modello TIMES Italia fornisce una rappresentazione matematicamente formalizzata del sistema energetico italiano inteso come l insieme dei flussi di risorse energetiche (commodities), di tecnologie e della rete di connessioni (fisiche e non) che le mette in relazione. Ogni tecnologia viene caratterizzata da parametri di tipo tecnologico (efficienza, vita utile, potenza..), economico (costi fissi e variabili, tassi di ammortamento...) ed ambientale (emissioni da combustione, emissioni di processo...). 7

8 Il modello TIMES-Italia realizzato da ENEA Il modello TIMES Italia èun modello di equilibrio parziale del sistema energetico. E un modello bottom up di ottimizzazione intertemporale, che minimizza il costo totale per il sistema di soddisfare una domanda data sotto vincoli tecnologici, ambientali o di policy. Anno base: 2006 Orizzonte temporale: settori di domanda di servizi energetici Rappresentazione dettagliata del settore elettrico Include centinaia di tecnologie caratterizzate da parametri validati e documentati 8

9 Il modello TIMES-Italia Il sistema energetico di riferimento Primary energy supply Wind Hard coal Lignite Oil Natural gas Biomass Conversion sector Coal processing Coke Electricity District Heat Diesel Gasoline Gas LH2 Steam End-use sectors Residential Gas heating Oil heating Warm water Room heat Lignite resources Refinery Elc. heating Local heat grid Oil resources Oil import Coal resources Coal import Gas resources Gas import Residual wood Gas processing Elec sector Coal cond. PP Lignite cond. PP Coal IGCC PP Gas CC PP Wind converter CHP sector Coal CHP Coal CHP Gas water boiler Elc. water boiler Elc. heat pump Commercial Room heat boilers Process heat boilers Warm water boilers Industry Industrial boilers Warm water Room heat Process heat NPV Area PV, Solarthermal, Energy crops Area Wind Gas CC CHP Biomass CC CHP Electrolysis Gasification CH2 Liquefication Transport Gasoil car Gasoline car LH2 car Busses Trucks TKM PKM 9

10 Nel medio periodo la SEN identifica 7 priorità con obiettivi concreti e specifiche misure a supporto 1 Efficienza energetica 2 Sviluppo mercato competitivo e Hub del gas sud europeo 3 Sviluppo sostenibile delle energie rinnovabili 4 Sviluppo dell infrastruttura e del mercato elettrico Ricerca e sviluppo nel settore dell energia 5 Ristrutturazione della raffinazione e della rete di distribuzione dei carburanti 6 Produzione sostenibile di idrocarburi nazionali 7 Modernizzazione del sistema di governance 1

11 Gli scenari per la SEN Per la SEN sono stati elaborati diversi scenari ma ci soffermiamo sugli ultimi due utilizzati per il documento in consultazione: uno scenario di riferimento, in cui si presume la realizzazione delle politiche e degli obiettivi energetici/ambientali già effettivi per legge a giugno 2010, e la continuazione dei loro effetti (quando non diversamente specificato) fino al 2020 e in alcuni casi anche oltre; uno scenario di policy o scenario strategico che, oltre a tenere conto dell evoluzione normativa e legislativa dal gennaio 2011 ad oggi, include obbiettivi al 2020 più stringenti in alcune aree strategiche come l efficienza energetica, le rinnovabili, lo sviluppo dei mercati edelle reti elettriche e del gas, lo sviluppo delle risorse nazionali di idrocarburi. Entrambi gli scenari sono stati quantificati al

12 Scenari ENEA per la SEN Parametri esogeni Proiezioni dei driver socio economici Italia Popolazione (milioni) GDP (in 000 MEuro'00) '00 '10 '10 '20 '20 ' Le dinamiche demografiche per l Italia sono coerenti con gli scenari ISTAT. (Scenario Centrale di Previsioni demografiche 1 gennaio ISTAT) Le proiezioni di crescita del PIL nazionale fino al 2015 sono basate su ipotesi elaborate dal MSE mentre per il più lungo periodo fanno riferimento alle proiezioni del volume The 2012 Ageing Report: Underlying Assumptions and Projection Methodologies, della Commissione Europea (2011). 12

13 ) Scenari ENEA per la SEN Parametri esogeni Proiezioni dei prezzi energetici Commodities u.d.m '10 '20 '20 '30 Petrolio '08/boe % 1.3% Gas (NCV) '08/Mbtu PCS % 1.4% Carbone '08/ton % 0.6% Carbon value '08/t di CO % 4.5% Le ipotesi sull evoluzione dei prezzi dei combustibili fossili sono basate sulle proiezioni del WEO 2011 ma trasformate in valori Quelle sui prezzi della CO 2 fanno riferimento alle proiezioni dello scenario baseline 2009 stimato col modello PRIMES per la Commissione Europea. 13

14 Ipotesi di policy nello Scenario Strategico Lo scenario Strategico èinoltre influenzato dal quadro politico nazionale e comunitario in vigore o pianificato e dalle indicazioni e obiettivi del MSE. Nello Scenario Strategico sono state inglobate le seguenti indicazioni ministeriali: Misure aggiuntive di efficienza energetica rispetto al PAEE2011. Nuovi risparmi energetici nei Trasporti per sviluppo di infrastrutture e intermodalità già previsti dal PAN e per l incremento dell'offerta di trasporto pubblico alimentato elettricamente. Ulteriori risparmi nell industria dovuti allo sviluppo dei Centri di Elaborazione Dati, Lampade efficienti e Sistemi di Riscaldamento elettrico, oltre ad una revisione a rialzo, rispetto a precedenti stime, del risparmio ottenibile. Estensione al 2020 del sistema certificati bianchi su misure di compressione meccanica vapore, interventi di recupero termico nei processi industriali energy intensive. Ulteriori incrementi di efficienza anche nelle reti elettriche di trasmissione e distribuzione. 14

15 Ipotesi di policy nello Scenario Strategico Rivisitazione del mix degli obiettivi del PAN in luce delle stime del Conto Energia Termico; in particolare incremento significativo del consumo di biomasse (e della produzione elettrica da solare fotovoltaico) e riduzione del contributo delle pompe di calore e del solare termico Forte riduzione della produzione elettrica da olio combustibile, in virtù di riconversioni del parco ad oggi in funzione e di chiusure di impianti. Riduzione al 2020 degli import netti di elettricità (30 40%). Incremento della produzione nazionale di idrocarburi: nel Mboe di Gas e +53 Mboe di Petrolio rispetto al Incremento del consumo di gas nel settore trasporti. Produzione elettrica da carbone all incirca come i livelli attuali 15

16 Ipotesi di crescita delle rinnovabili elettriche Per le rinnovabili elettriche si ipotizza un incremento della produzione elettrica al 2020, superando in alcuni casi le aspettative del PAN. Rispetto al 2010 si ipotizza un incremento consistente in percentuale: nel solare PV (1 2 GW annui dopo la grid parity), nell eolico nella biomassa (soprattutto biogas) nella geotermia ( anche impianti a ciclo binario) 16

17 Cosa èincluso negli scenari ENEA Il modello TIMES e gli scenari ENEA dunque sono serviti principalmente a quantificare e rappresentare in un quadro coerente alcuni obiettivi della SEN, in particolare: quelli sull efficienza energetica quelli sulle rinnovabili quelli sulla produzione di idrocarburi quelli sulla riduzione dell import elettrico. In questo senso il modello èservito a garantire che obiettivi e risultati non siano tecnicamente in contraddizione fra di loro. Tuttavia lo scenario non dice nulla sulla effettiva realizzabilità economica di certi obiettivi o sulle policy necessarie per realizzarli. Inoltre lo scenario per sua costruzione èfortemente vincolato ed è poco sensibile a variazioni nei prezzi delle commodity o della CO2. 17

18 Cosa non è valutato dagli scenari ENEA Obiettivi della SEN non esplicitamente inclusi negli scenari elaborati da ENEA col TIMES sono: L Hub del gas e relative infrastrutture Gli investimenti in infrastrutture elettriche La riduzione dei prezzi elettrici e del gas (che dovrebbero essere un risultato delle politiche enunciate) Gli obiettivi per la raffinazione Altre valutazioni non effettuate con il modello TIMES o da ENEA sono: quelle sui costi degli incentivi alle rinnovabili (già stimati nei vari decreti) quelle per determinare il potenziale di produzione di idrocarburi o il suo impatto occupazionale 18

19 Risultati I risultati del modello permettono di determinare la congruità con gli obiettivi del pacchetto Energia Clima : La domanda primaria di energia e quella finale, per fonti, nonché la quota di rinnovabili su queste due quantità (23% e 20%) La riduzione della domanda energetica ( 24% rispetto allo scenario PRIMES 2008 per l Italia) e delle emissioni di GHG ( 19% rispetto al 2005) per effetto delle politiche considerate. Gli impatti sul mix elettrico (le rinnovabili diventano la prima fonte con una quota pari o superiore a quella del gas, circa il 36 38%) Tuttavia la traiettoria emissiva non ècoerente con la Roadmap

20 Scenari al Il MSE ha recentemente chiesto all ENEA: di prolungare i due scenari già elaborati all orizzonte 2050 di elaborare uno scenario coerente con gli obiettivi di riduzione delle emissioni al 2050 considerati nella cd Roadmap for moving to a low carbon economy in 2050 della CE. di preparare un capitolo propositivo sulle aree di ricerca energetica prioritarie per realizzare questi scenari. Attualmente l ENEA sta definendo in stretto legame col MSE i parametri esogeni per questi due scenari. 20

21 Grazie per l attenzione 21

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