Elettricità futura Crescita sostenibile e sviluppo del settore elettrico Quanto vale il vettore elettrico?

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1 Elettricità futura Crescita sostenibile e sviluppo del settore elettrico Quanto vale il vettore elettrico? Benefici ambientali e loro valorizzazione economica. Il caso delle pompe di calore elettriche Andrea Molocchi (ECBA Project)

2 Obiettivo presentazione: Illustrare i benefici ambientali comparati di una tecnologia innovativa ad alta efficienza energetica basata sul vettore elettrico: la pompa di calore elettrica. Il caso applicativo èstato oggetto di uno studio, realizzato da ECBA Project per conto di Assoelettrica, che, utilizzando la metodologia di valutazione delle esternalitàambientali, ha avuto la finalitàdi stimare il valore economico dei benefici ambientali di una crescente diffusione delle pompe di calore elettriche per il riscaldamento nel settore residenziale, rispetto agli impianti a combustione attualmente utilizzati.

3 Premessa -Cosa sono i costi esterni I costi esterni sono quei costi, provocati da una attività, che non sono sostenuti da chi svolge l attività stessa e che ricadono su terzi e sulla collettivitàin generale. I costi esterni calcolati in questo studio hanno natura involontaria, in quanto si riferiscono ad attivitàsvolte in maniera legale e a fattori d impatto che s ingenerano nonostante il pieno rispetto delle normative vigenti (autorizzazioni impianti, etc.,). I costi esterni devono essere sempre riferiti all attivitàche li ha provocati e al periodo di tempo in cui tale attivitàsi è svolta.

4 Metodologia generale Analisi sistematica dei costi esterni dovuti alle emissioni di atmosfera della produzione e trasmissione di elettricità + analisi dei costi esterni degli impianti di riscaldamento a combustione utilizzati nel residenziale. Prima stima dei costi esterni riferita alla fotografia dei due settori nel In seguito: approccio di scenario al 2020, coerente con gli obiettivi della SEN. Sono stati considerati tre percorsi alternativi di diffusione progressiva delle pompe di calore elettriche al 2020 (di minima, di massima e intermedio ). Il confronto fra i costi esterni delle pompe di calore e degli impianti termici sostituiti è stato realizzato sia in termini specifici (costi esterni per MWh termico prodotto) che in valore assoluto, per il periodo

5 Metodologia: un confronto ispirato a criteri di realtà (contesto italiano) Schema metodologico dello Studio Il confronto èstato ancorato ai dati del contesto italiano, in particolare per il: -mix per la produzione di elettricità; -ruolo importazioni sui consumi finali di elettricità; -consumi ausiliari e perdite di rete; -cogenerazione di elettricitàe calore; -resa energetica e utilizzo delle pompe di calore; -mix fonti impianti di riscaldamento; -rendimenti energetici; -emissioni specifiche di centrali e impianti; -altezza delle fonti di emissione e contesto demografico (dispersione degli inquinanti ed esposizione della popolazione).

6 Le tipologie di emissioni considerate Le categorie di emissioni inquinanti considerate ai fini della valutazione dei costi esterni sono le seguenti quattro: le principali emissioni di gas ad effetto serra (CO 2, CH 4, N 2 O); i macro-inquinanti: particolato (PM 10, PM 2,5-10, PM 2,5 ), ossidi di azoto (NO x ), biossido di zolfo (SO 2 ) e composti organici volatili non metanici (NMVOC); nove specie di metalli pesanti; due tipi di inquinanti in traccia (diossine e HCB). Fonte utilizzata: l inventario nazionale delle emissioni elaborato da ISPRA Base dati omogenea per criteri di stima e copertura (per tutte le tecnologie considerate si è potuta utilizzare la medesima copertura degli inquinanti analizzati). Fonte istituzionale.

7 Caratteristiche della metodologia di valutazione dei costi esterni Approccio di benefit transfer da manualistica comunitaria. Danni valutati con metodologia dei sentieri d impatto (filone ExternE ). Approccio multisettoriale (caratterizzazione delle emissioni di settori diversi),. Valutazione della mortalitàbasata sugli anni attesi di vita perduti per decesso (VYOLL) e non sui decessi attesi (VSL). Criteri di gestione dell incertezza: - f unzioni dose-risposta considerate più certe nella letteratura epidemiologica (ExternE core functions); - uso di valori raccomandati centrali (esclusione dei valori estremi); - esclusione degli inquinanti che presentano forti correlazioni con i medesimi tipi di effetti. L approccio di ECBA Project è: -basato sulla letteratura scientifica piùaccreditata (utilizzo ragionato di manuali e studi comunitari); -omogeneo a livello europeo (metodologia applicabile in tutti gli Stati Membri della UE); -multisettoriale (metodologia armonizzata per tutte le tipologie di progetti/settori); -equilibrato (l analisi costi-benefici è finalizzata a integrare le esternalità con i

8 Le categorie di impianti di generazione analizzate nello studio Consumi energetici degli impianti di generazione che cedono elettricità alla rete (esclusi auto-produttori), % sui consumi primari di energia, anno 2011 Fonte: ECBA Project in base a Inventario nazionale delle emissioni di ISPRA

9 Le categorie di impianti di combustione per il riscaldamento residenziale Consumi energetici degli impianti di riscaldamento residenziale,composizione % sui consumi primari di energia, anno 2011 Fonte: ECBA Project in base a Inventario nazionale delle emissioni di ISPRA

10 Gli Scenari considerati Per evitare il più possibile ipotesi di scenario influenti sul confronto, si sono considerati gli stessi scenari di diffusione delle pompe di calore nel residenziale sviluppati dal CoAernell ambito dello Smart Energy Project di Confindustria del 2013, Tali scenari riguardano la diffusione delle pompe di calore elettriche nel settore residenziale nel periodo Per mantenere criteri di realtànel confronto èstato considerato solo il potenziale di diffusione delle PdC elettriche nei due segmenti in cui le pompe di calore vanno a sostituire impianti esistenti per il riscaldamento domestico: ristrutturazioni di appartamenti; sostituzioni di caldaie senza ristrutturazione rilevante. Non è stato considerato il segmento di mercato delle nuove costruzioni.

11 Ipotesi comuni degli scenari: appartamento elementare e pompa di calore di riferimento Sintesi dei dati sull appartamento elementare e sulla pompa di calore elettrica di riferimento Appartamento (Superficie) m Periodo di costruzione Mix classi di anzianità del parco edilizio Zona climatica D (Roma) Fabbisogno termico specifico (ACS e calore) kwh/m Fabbisogno termico annuo (ACS e calore) MWh th 13,8 Tipologia pompa di calore elettrica Aria-acqua SCOP 3,3 Consumo elettrico annuo pompa di calore MWh el 4,182 Fonte: ECBA Project su dati CoAer (Smart Energy Project di Confindustria, Smart Building, 2013) e Agenzia del territorio (anzianità parco edilizio)

12 Pompe di calore installate negli scenari CoAer Pompe di calore installate nel periodo , in tre scenari di diffusione (segmenti di mercato delle ristrutturazioni e delle sole sostituzioni di caldaia) Scenario potenziale teorico Totale Scenario inerziale Scenario con interventi sostegno Fonte: ECBA Project su dati CoAer (Smart Energy Project di Confindustria, Smart Building, 2013) Misure implicite nello scenario con interventi di sostegno ( pdc/anno): Proroga al 2020 delle detrazioni fiscali del 65% Tariffa specifica per PdC elettriche con convergenza a tariffa D1

13 Risultati del confronto: a) I costi esterni specifici Tab. 1: Costi esterni specifici delle pompe di calore elettriche ariaacqua e degli impianti di riscaldamento a combustione, a parità di energia termica resa, mix Italia, stima per 2014, euro 2014 /MWh th Gas serra Macro- Inquinanti Metalli pesanti Inquinanti in traccia Totale Pompe di calore elettriche ariaacqua 3,33 1,20 0,06 0,002 4,59 % 72,5% 26,2% 1,2% 0,03% 100,0% Impianti di riscaldamento 6,41 16,84 0,02 0,01 23,28 % 27,5% 72,3% 0,1% 0,05% 100,0% Fonte: elaborazione ECBA Project

14 Risultati del confronto: i costi esterni specifici Il rapporto fra i costi esterni specifici degli impianti di riscaldamento (23,28 euro/mwh th nel 2014) e quelli delle pompe di calore elettriche di riferimento (4,59 euro/mwh th ) èdi circa 5 a 1 (-80% circa a favore delle pompe di calore). Il rapporto fra i consumi primari di energia a paritàdi energia termica resa (input/output energetici) degli impianti di riscaldamento (1,11)e quelli delle pompe di calore elettriche (0,67) è di 1,65 a 1 (il risparmio energetico consentito dalle pompe di calore elettriche è del 40% circa) Divario fra metodologie di valutazione delle prestazioni: 3 volte Indice PDC=1 La metodologia dei costi esterni ambientali puòportare a risultati molto diversi rispetto all analisi energetica, nella direzione di una maggiore equità e giustizia sociale La metodologia mette in corretta evidenza i benefici ambientali delle tecnologie ad alta efficienza basate sul vettore elettrico

15 Risultati del confronto: a) Il beneficio ambientale netto delle pdc Valore economico del merito ambientale delle pompe di calore elettriche rispetto agli impianti di riscaldamento a combustione (mix nazionale) nel periodo , euro2014/mwh th Fonte: elaborazione ECBA Project

16 Risultati del confronto: a) Il beneficio ambientale netto delle pdc Il valore economico del merito ambientale delle pompe di calore elettriche rispetto agli impianti di riscaldamento a combustione (mix di fonti) è di 18,7 euro/mwh termico nel 2014 e di 20,4 euro/mwh nel Confronto al margine fra pompe di calore alimentate con energia elettrica da centrali a gas e caldaie a condensazione a gas: il beneficio netto a favore delle pompe di calore èdi circa 4 euro/mwh termico Ipotizzando il fabbisogno termico dell appartamento elementare di riferimento (13,8 MWh th) ), il beneficio ambientale annuo della pompa di calore elementare è valutabile in circa euro per appartamento e quello nell arco della vita tecnica della pompa di calore (15 anni) in circa 4000 euro (zona climatica D).

17 Risultati del confronto: b) Il beneficio ambientale in valore assoluto (analisi di scenario) Scenari di diffusione delle pompe di calore elettriche e incremento dei benefici ambientali annuali, periodo , prezzi costanti in milioni di euro 2014 Fonte: elaborazione ECBA Project (2013)

18 Risultati del confronto: b) Il beneficio ambientale in valore assoluto (analisi di scenario) Scenario con interventi di sostegno: Aumento dei consumi elettrici dovuti alla diffusione delle pompe di calore (dal livello iniziale di circa 1 TWh di quest anno a oltre 6 TWh nel 2020) Maggiori consumi elettrici cumulati di 25,5 TWh nel Questo avviene nel pieno rispetto dell obiettivo di stabilizzazione dei consumi elettrici della SEN. Beneficio ambientale delle pompe di calore cresce da 57 milioni nel 2014 fino a 436 milioni nel Il beneficio ambientale cumulato nell intero periodo èdi circa 1,7 miliardi di euro. Scenario di massimo potenziale: Maggiori consumi elettrici annuali fino a 18 TWh nel 2020 (73 TWh cumulati ). Beneficio ambientale annuo delle pompe di calore cresce fino a 1,2 miliardi di euro nel 2020 (4,9 miliardi cumulati ).

19 In conclusione: le pompe di calore possono contribuire in maniera decisiva alla riduzione dell inquinamento dovuto al riscaldamento residenziale. Grazie per l attenzione! per maggiori informazioni: a.molocchi@ecbaproject.eu Via Pasteur 44, Roma,