L INNOVAZIONE ENERGETICA CORRE Dai laboratori di ricerca alle case degli italiani Presentazione Rapporto Innov-E 2017 Roma, 14 giugno 2017
I brevetti nel settore energetico I brevetti nell ambito della mobilità sostenibile Mobilità sostenibile per le persone e le merci L innovazione dei processi decisionali: verso un dibattito pubblico italiano Il futuro prossimo dell energy storage Consumatori sempre più coinvolti L innovazione elettronica e digitale nella gestione dell energia Povertà energetica, efficienza e innovazione Le start-up innovative in ambito energetico Innov-E 2017
I brevetti nel settore energetico ed elettrico Quali fonti? Banca dati WIPO (World Intellectual Property Organization) Banca dati dell EPO (European Patent Office) Dalla banca dati WIPO sono stai selezionati i brevetti concessi con riferimento alla categoria Electrical machinery, apparatus, energy Con riferimento alla macro-categoria Capture, storage, sequestration or disposal of greenhouse gases: Quali settori? CO2 capture or storage Con riferimento alla macro-categoria Reduction of greenhouse gases emission, related to energy generation, transmission or distribution: Energy generation through renewable energy source Combustion technologies with mitigation potential Energy generation of nuclear origin Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation. Sono stati analizzati 34.000 brevetti in campo elettrico per il 2015 e 17.000 per il 2016
I brevetti nel settore energetico Numero di brevetti nel settore energetico Tasso di crescita medio annuale (CAGR) dei brevetti richiesti (2005-2015) 80.000 Cina 29,2% 34,9% 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 India Francia Stati Uniti Corea del Sud Germania Giappone 9,8% 7,4% 4,9% 6,9% 6,3% 6,3% 5,5% 5,8% 3,1% 5,5% 3,7% 15,6% Settore energetico Totale 20.000 Gran Bretagna 5,3% 2,8% 10.000 Italia 5,3% 9,6% 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Spagna 3,1% 3,6% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% Il 2015 inverte la tendenza dell ultimo decennio (-0,4%) La Cina è il Paese che registra la più elevata crescita, soprattutto in ambito energetico Italia e Spagna sono gli unici Paesi in cui la crescita dell attività innovativa in ambito energetico è meno accentuata rispetto alla media complessiva Fonte: Elaborazioni I-Com su dati WIPO
I brevetti nel settore elettrico (1/3) 10.000 9.646 Numero di brevetti per tecnologia (2015) Brevetti per Stata (2015) Usa 9.000 Giappone 8.000 7.450 10,2% Corea del Sud 7.000 Germania 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0 5.443 5.029 2.579 1.682 1.243 592 397 266 66,0% 7,4% 6,0% 5,5% 0,1% 1,8% 1,2% 0,8% 0,5% 0,3% Francia Cina Gran Bretagna Spagna Italia India Altri Paesi Fonte: Elaborazioni I-Com su dati EPO
I brevetti nel settore energetico (2/3) 4.500 Numero di brevetti relativi a ciascun Paese, per tecnologia (2015) 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 India Italia Spagna Gran Bretagna Cina Francia Germania Corea del Sud Giappone Usa 0 FV Storage Eolico Solare Termodinamico Fonte: Elaborazioni I-Com su dati EPO CCT e CCS Nucleare Trasmissione Cogenerazione Smart grids Geotermia
I brevetti nel settore energetico (3/3) Brevetti in campo elettrico, per regione Brevetti in campo elettrico, per regione (%) 1% 2015 4% 5% 3% 3% 35% 9% 11% 14% 15% Lombardia Piemonte Lazio Emilia Romagna Veneto Campania Toscana Abruzzo Marche Trentino Alto Adige Sicilia Friuli Venezia Giulia 2016* 7% 3% 3% 3% 30% 7% 7% 10% 17% Fonte: Elaborazioni I-Com su dati EPO * Dati provvisori 13%
I brevetti nell ambito della mobilità sostenibile (1/4) Quali fonti? Banca dati dell EPO (European Patent Office) Quali settori? Con riferimento alla macro-categoria Climate change mitigation technologies related to transportation: Road transport of goods and passengers Enabling technologies and technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation Sono stati analizzati 12.000 brevetti per il 2015 e 4.600 brevetti per il 2016
I brevetti nell ambito della mobilità sostenibile (2/4) 7.000 Numero di brevetti, per settore (2015) Brevetti per Stato (2015) 6.000 5.000 20,2% Giappone Usa Germania 4.000 44,8% Corea del Sud Francia 3.000 14,1% Cina Gran Bretagna 2.000 10,1% Italia Spagna 1.000 0 Energy storage Veicoli ibridi Stazioni di ricarica Veicoli elettrici plug-in Fuel cell per i trasporti Fuel cell per i veicoli elettrici 0,1% 0,1% 0,3% 0,6% 7,2% 1,8% 0,8% India Altri Paesi Fonte: Elaborazioni I-Com su dati EPO
I brevetti nell ambito della mobilità sostenibile (3/4) 3.500 3.000 Brevetti relativi a ciascuno Stato, per settore (2015) India Spagna Italia 2.500 Gran Bretagna 2.000 1.500 Cina Francia Corea del Sud 1.000 Germania 500 0 Energy storage Veicoli ibridi Veicoli elettrici plug-in Stazioni di ricarica Fuel cell per i trasporti Fuel cell per i veicoli elettrici Usa Giappone Fonte: Elaborazioni I-Com su dati EPO
I brevetti nell ambito della mobilità sostenibile (4/4) Brevetti per regione Brevetti per regione (%) 2015 03% 03% 06% 06% 29% 06% 10% 16% 19% Veneto Toscana Emilia Romagna Trentino Piemonte Lombardia Campania Marche 2016* Lazio 11% 11% 22% 56% Fonte: Elaborazioni I-Com su dati EPO * Dati provvisori
Mobilità sostenibile per le persone e le merci Distanza dall obiettivo specifico di emissioni per l anno 2015 (produttori con immatricolazioni superiori ai 100.000 veicoli) Fonte: EEA 2016
E anche la massa che fa il totale 170 150 130 g/km di CO2 110 90 70 2021: 95 g/km di CO2 50 30 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Italia Germania Fonte: Elaborazioni su dati Agenzia europea per l ambiente e Unrae, 2017
Valore per il consumatore -- Prezzo - Tenuta del valore -Autonomia Difficile e oneroso realizzare un veicolo alternativo Payback (troppo) lungo Una sfida che è anche di un problema di valore percepito Benzina 412, diesel 317 Quale disponibilità a pagare? + Minori emissioni + Qualità locale dell'aria + Minori ingombri Valore per la collettività
Veicoli pesanti sempre meno impattanti Da rimarcare l accresciuta l attenzione intorno al gas naturale in forma liquefatta (GNL) dove le vendite dei trattori stradali e le iniziative imprenditoriali riguardanti la rete di rifornimento si stanno moltiplicando con una velocità davvero inconsueta per il nostro Paese Fonte: elaborazioni su dati Conferenza GNL, dirette e gestori. Unrae, 2017
Non solo quattro o più ruote 1.800.000 1.600.000 % 40 35 30 25 20 TELAVORATORI 1.400.000 1.200.000 1.000.000 800.000 600.000 400.000 200.000 15 10 0 2014 2015 2016 Totale biciclette E-bike 5 0 Fonte: Eurostat, 2017
«Smart demand» Digitalizzazione, incremento della generazione diffusa e la crescente concentrazione dei consumi nelle aree urbane stanno destando l attenzione su: SMART GRID ENERGY STORAGE DEMAND SIDE MANAGEMENT Necessaria una giusta combinazione di aspetti tecnologici, innovativi, normativi, ambientali, economici e sociali per districare i nodi tecnici legati alle infrastrutture e permettere la sicura ed efficiente integrazione della crescente produzione rinnovabile
Un nuovo pilastro del sistema energetico: lo storage Fonte: World Energy Council (2016), Winter Energy Package (2016) Nobilitato anche dal Winter Energy Package di novembre 2016 lo storage sta acquisendo sempre maggiore importanza Necessario: Il continuo aggiornamento del quadro regolatorio definendo ruoli e responsabilità dei singoli operatori di mercato Uniformare il quadro legislativo dell Unione
Business case Catania 1 In fase di sperimentazione da maggio 2015 è il primo impianto italiano di storage integrato con le fonti rinnovabili. Permette di aumentare la flessibilità della gestione, riducendo l intermittenza che caratterizza alcune rinnovabili non programmabili e fornendo al contempo servizi ancillari alla rete Pietragalla (PZ) Primo impianto eolico in Italia integrato con un sistema storage e connesso alla rete di alta tensione Ollagüe (Cile) Impianto stand alone composto da un sistema fotovoltaico, un generatore mini-eolico e un sistema di cogenerazione per produrre elettricità e acqua calda, supportato da un sistema di accumulo elettro-chimico
Consumatori (sempre) più coinvolti Cooperative energetiche (Energy Community) Demand Side Management Fonti di finanziamento Innovative Secondo Proposta Direttiva Market design: Organizzazioni controllate a livello locale, autonomamente gestite e impegnate nella generazione, distribuzione, aggregazione dell accumulo e nell efficienza energetica Secondo Proposta Direttiva FER: Renewable energy community: entità locali alle quali è permesso di generare, consumare, stoccare e vendere l elettricità rinnovabile, anche attraverso contratti di lungo periodo (PPA) Un comportamento attivo da parte dei consumatori può aiutare a mantenere la rete in equilibrio in un contesto caratterizzato da una crescente quota di produzione variabile. Inoltre, la partecipazione attiva al mercato elettrico attraverso una gestione dei consumi più coerente con le proprie necessità potrebbe comportare diversi vantaggi ai consumatori stessi oltre che al sistema nel suo complesso Energy Crowdfunding: Consumatore finanziatore diventa socio dell azienda che raccoglie capitali a costi ridotti e al contempo aumenta le ricadute economiche sul territorio, innescando anche processi partecipativi Fondazioni di comunità: Si tratta di enti di erogazione che assicurano importanti contributi alle organizzazioni non profit presenti sul territorio, sostenendone gli interventi e favorendo la produzione di servizi in risposta ai diversi bisogni emergenti all interno della comunità stessa
L equity crowdfunding ottimo anche per start-up Green Energy Storage specializzata nelle batterie organiche A 10 ore dall avvio della raccolta con il equity crowdfunding ha raggiunto l obiettivo massimo prefissato 500 mila euro (1 ora e 55 minuti per raggiungere l obiettivo minimo) I fondi raccolti durante la campagna saranno destinati per il 70% alla ricerca e sviluppo, mentre il 30% rimanente finanzierà le attività commerciali per go to market
Esempi di energy community WiseGrid Avviato in 4 Paesi (Belgio, Italia, Spagna e Grecia) il progetto da 17,6 Milioni di euro in gran parte finanziato nell ambito del programma Horizon 20-20. Il modello WiseGRID si basa sull esistenza di una comunità energetica sostenibile - una PMI o un'organizzazione senza scopo di lucro - i cui azionisti o soci cooperano nella generazione, distribuzione, stoccaggio o fornitura di energia da fonti rinnovabili Energia Positiva La cooperativa ricerca ed acquista sul territorio italiano diversi impianti di produzione di energia rinnovabile di piccole/medie dimensioni. Poi attraverso una piattaforma informatica sviluppata ad hoc questi impianti vengono suddivisi quote, per dare la possibilità agli associati di creare in totale autonomia il proprio impianto rinnovabile virtuale, semplicemente scegliendo e sottoscrivendo le quote disponibili in quel momento sul portale stesso. Trattandosi di impianti incentivati, il socio avrà diritto a ricevere un rendimento dal suo impianto virtuale, in funzione della tipologia e del numero di quote selezionate
Verso un dibattito pubblico italiano Modello francese del débat public Maggior certezza tempistica? Iter agevolati? Modello italiano del dibattito pubblico
Più attenzione alla Cyber Security (e alla Privacy) Fenomeno criminale che si caratterizza nell'abuso della tecnologia informatica sia hardware che software, per la commissione di uno o più crimini. La casistica e la tipologia è piuttosto ampia; alcuni crimini in particolare sono finalizzati allo sfruttamento commerciale della rete internet, a porre a rischio i sistemi informativi di sicurezza nazionale di uno Stato Spesa per information security grandi aziende 2016 Integrazione IT e consulenza Tecnologia Software Managed service 60% 50% Settori più colpiti da attacchi informatici (% dei rispondenti alla survey che hanno subito un attacco) 15% 29% 40% 30% 28% 20% 10% 28% 0% Energia Utilities ed industria mineraria Servizi finanziari Manifatturiero Servizi professionali Fonte: Osservatorio Information Security & Privacy della School of Management del Politecnico di Milano (2017)
Il digitate può rivoluzionare Blockchain Tecnology
Le start-up innovative in ambito energetico in Italia Quali fonti? Banca dati di Infocamere Quali informazioni? Il database estratto contiene informazioni relativamente a: sede della società anno di inizio attività dell impresa settore in cui la stessa opera dimensione, in termini sia di capitale investito, produzione e numero di addetti Sono state analizzate 7.045 start-up
Le start-up innovative in ambito energetico in Italia Totale Energia 7.000 6.285 1.200 6.000 5.000 4.000 CAGR=+142% 4.307 1.000 800 CAGR=+138% 690 970 3.000 2.000 1.000 0 2.430 1.877 1.978 1.397 1.033 849 119 184 2012 2013 2014 2015 2016 600 400 200 0 406 284 280 191 215 161 21 30 2012 2013 2014 2015 2016 Fonte: Elaborazioni I-Com su dati InfoCamere (aggiornati al 2 maggio 2017)
Le start-up innovative in ambito energetico in Italia Fonte: Elaborazioni I-Com su dati InfoCamere (aggiornati al 2 maggio 2017)
Le start-up innovative in ambito energetico in Italia 300.000 Stima del valore di produzione delle start-up energetiche, per area geografica (2017) 900 80 Attività brevettuale delle start-up energetiche, per regione (2017) 48% 250.000 750 200.000 600 60 36% 150.000 450 40 24% 100.000 300 50.000 150 20 12% 0 Nord Centro Sud Valore max di produzione stimato (in migliaia ; asse sinistro) 0 0 0% Valore medio pro-capite (in migliaia ; asse destro) Depositarie* (asse sinistro) % sul totale start-up (asse destro) Fonte: Elaborazioni I-Com su dati InfoCamere (aggiornati al 2 maggio 2017)
Le start-up innovative in ambito energetico in Italia (5/5) 42% 39% Sardegna 36% Piemonte Tasso di mortalità semestrale* 33% 30% 27% 24% 21% 18% 15% 12% 9% WORST PERFORMERS Sicilia Basilicata Puglia Campania Liguria Toscana Lazio Abruzzo Lombardia Veneto Valle d'aosta Emilia Romagna Umbria Friuli V.G. Marche HIGH-MORTALITY PERFORMERS Trentino A.A. 6% 3% LOW-MORTALITY PERFORMERS Calabria BEST PERFORMERS 0% Molise 0 10 20 30 40 50 60 N. start-up Fonte: Elaborazioni I-Com su dati InfoCamere (aggiornati al 2 maggio 2017)
Povertà energetica, innovazione ed efficienza Fattori della povertà energetica: Spesa per l energia Tasso di crescita della spesa per l energia rispetto al tasso di crescita del reddito Fabbisogno energetico della famiglia Efficienza energetica e stato dell abitazione Condizione sociale 60 50 40 30 20 10 0 Affittuario a prezzi di mercato Percentuale di popolazione a rischio povertà o esclusione sociale Affittuario a Popolazione totale Proprietario Proprietario con prezzo calmierato mutuo o prestito UE Italia Fonte: Elaborazioni I-Com su dati Eurostat 2015
Povertà energetica, innovazione ed efficienza Metodologie di identificazione della povertà energetica: Metodo della spesa Low Income, High Cost Fuel poverty gap 2M Minimum Income Standard After Fuel Cost Poverty Metodo consensuale Quinto quintile Quarto quintile Terzo quintile Secondo quintile Primo quintile Fonte: Elaborazioni I-Com su dati Eurostat 2015 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Persone che abitano con un bambino Housing cost overburden rate per quintile di reddito 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Italia Persone che abitano sole di età inferiore ai 65 anni Unione Europea Persone che abitano sole Unione Europea Persone che abitano sole di età superiore ai 65 anni Italia % spesa per l affitto sul reddito disponibile complessivo Popolazione totale
Povertà energetica, innovazione ed efficienza Percentuale della popolazione che vive in abitazioni con falle nei tetti, mura, pavimenti o fondazioni umide e spaccature negli infissi 26 24 22 20 18 16 14 12 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Unione Europea Italia Raccomandazioni di policy: Misure regolatorie e legislative Meccanismi finanziari Interventi di efficienza energetica Informazione, awareness e formazione Ricerca Fonte: Elaborazioni I-Com su dati Eurostat 2015
Povertà energetica, innovazione ed efficienza Il caso italiano: Bonus sociale Utilizzo parziale Limiti Perché non passare ad un sistema automatico ricorrendo alle potenzialità del Sistema Informativo Integrato 3.500.000 3.000.000 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 L utilizzo del bonus sociale in Italia Energia elettrica Gas naturale Totale aventi diritto Beneficiari Fonte: Elaborazioni I-Com su dati Fuel poverty ed efficienza energetica, 2017
COORDINATORE SCIENTIFICO Antonio Sileo AUTORI Mauro Alberti Stefano da Empoli Antonio Di Martino Gloria Marcotullio Giusy Massaro Michele Masulli Vittorio Olivati Antonio Sileo Piazza dei Santi Apostoli 66 00187 Roma tel. +39 06 4740746 fax +39 06 40402523 www.i-com.it info@i-com.it Rond Point Schuman 6 1040 Bruxelles tel. + 32 (0) 22347882 www.i-comeu.eu Partner