L'energia solare, pilastro centrale della protezione del clima 24.5.2019 Bellinzona David Stickelberger, Direttore Energia solare nella Strategia energetica 2050 - Nessuna nuova centrale nucleare, ma nessuna data di disattivazione. - Obiettivo 2035: 11,4 TWh di elettricità da fonti rinnovabili (esclusa l'energia idroelettrica) metà dell'energia nucleare - Aumento del prelievo sull'elettricità per l'energia idroelettrica, l efficienza, le nuove energie rinnovabili - Promozione del fotovoltaico solo con Rimunerazione unica (RU) (circa il 25% dei costi di investimento) Importanza del consumo proprio - Nuove regole per il consumo proprio Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 2 1
Fotovoltaico: scenario «business as usual» MW 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 GWh/anno Oggi 3.5 % 8000 elettricità solare 7000 2030: ca. 12% 6000 elettricità solare 5000 4000 3000 2000 1000 0 Vendita annua di moduli produzione elettrica annuale Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 3 Necessità di intervenire nella politica climatica X X I consumatori dominanti di combustibili fossili sono il calore (circa il 40% delle emissioni di CO2) e la mobilità. Emissioni di gas serra in Svizzera 2016 (senza importazioni) Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 4 2
Emissioni CO 2 della Svizzera: rotta da correggere 2050 Protocollo di Parigi sul clima: Le emissioni di CO 2 devono scendere a zero al più tardi entro il 2050. Decarbonizzazione del sistema energetico Consumo elettrico crescente: mobilità elettrica, pompe di calore Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 5 I piccoli passi non bastano! 30 anni per decarbonizzare completamente il parco immobiliare Isolamento termico, calore rinnovabile (anche solare), legno, recupero di calore. Ma anche elettricità! 6 TWh aggiuntivi! Elettrificare la mobilità terrestre il più presto possibile 60 TWh di benzina e gasolio 17 TWh di energia elettrica supplementare Aviazione? Treno, moderazione nell uso dei voli aerei? Sarà necessaria molta più elettricità, anche in inverno! Soprattutto dal momento che il declino nucleare ci costerà 20 TWh 24 maggio 2019 Solar update Bellinzona 6 3
Finora: consumo elettrico stagnante nonostante la progressiva elettrificazione (ad es. aumento massiccio delle pompe di calore) e crescita della popolazione Consumo di energia elettrica netto in TWh Quelle: R. Nordmann, Le plan solaire et climat, 2019 Pompe di calore e mobilità elettrica: fattore 3,5 più efficiente rispetto ai motori a combustione interna Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 7 Sviluppo della produzione e del consumo di energia elettrica Grande idroelettricità nucleare Decarb. mobilità X Mobilità elettrica e pompe di calore ~ 23 TWh Sostituzione del nucleare ~ 23 TWh = ~ 46 TWh Grande Dixence: 1 TWh Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 8 4
Irraggiamento solare sulla Svizzera Corrisponde a >100 kg di gasolio per anno e m² La radiazione solare annuale è 200 volte superiore al nostro consumo energetico. Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 9 Dare visibilità ai potenziali sugli edifici www.sonnendach.ch www.sonnenfassade.ch www.tettosolare.ch www.facciatasolare.ch Estratto dal sito web www.tettosolare.ch sulla sinistra i tetti, sulla destra le facciate Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 10 5
Potenziali energia solare I tetti e le facciate della Svizzera potrebbero produrre il 10 per cento di elettricità in più di quanta ne consumiamo attualmente (60 TWh/anno). Impianti Potenziale utilizzabile [TWh] Di cui valorizzabile a breve termine [TWh] Superfice [km 2 ] Resa areica [GWh/km 2 ] Tetti di edifici 49.1 23.3 153 152 Facciate di edifici 17.2 8.2 107.4 76 Totale edifici 66.3 31.5 153* *senza facciate Ulteriori potenzialità su parcheggi, strade, argini autostradali e aree alpine pre-inquinate di poco meno di 15 TWh/anno. Fonte: Das Schweizer PV-Potenzial basierend auf jedem Gebäude. Meteotest /, 2019 Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 11 Rapida diminuzione del prezzo della corrente solare Fr./kWh (prezzo medio in Svizzera) 2.20 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Prezzo medio per l'elettricità, economia domestica Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 12 6
La protezione del clima richiede una massiccia espansione del fotovoltaico Oggi: 2 gigawatt PV producono 2 terawattora di energia solare all'anno (circa il 3,3% del consumo) Obiettivo 2050: 50 gigawatt producono 45 terawattora 25 volte più potenza fotovoltaica, aumento annuo x5 Alternativa: Espansione dell'energia eolica? Espansione dell'energia idroelettrica? Più importazioni di energia elettrica? Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 13 Taglio dei picchi contro le eccedenze estive Potenza installata (= massimo teorico, mai raggiunto) MWh per ¼ h. Produzione oraria nel trimestre più soleggiato, su un periodo di 2 anni Peak Shaving al 35% della potenza nominale: perdita di rendimento del 20,3%. Effetti del taglio dinamico dei picchi sulla produzione di energia solare. Indagine sulla base di una prova a campione di impianti in Svizzera per 52.3 MWp, Produzione negli anni 2016 2017. Fonte: NR Roger Nordmann, PV Tagung 2019 Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 14 7
Effetto quotidiano del Peak Shaving al 35% Taglio dinamico L'immissione di grandi quantità di energia solare dipende in modo decisivo dall'applicazione del taglio dei picchi. Fonte: R. Nordmann, Le plan solaire et climat, 2019 Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 15 con scarso impatto finanziario produzione e perdita attraverso il taglio della punta Vendite effettive e perdite Impianto 1 MWp, investimento 1,2 Mio CH, 50% RU, 4% Rendita dopo Peak Shaving Fonte: R. Nordmann, Le plan solaire et climat, 2019 Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 16 8
Consumo energetico senza nucleare, decarbonizzazione completa 40 45 TWh / a (1 TWh = Grande Dixence) Fonte: R. Nordmann, Le plan solaire et climat, 2019 24 maggio 2019 Solar update Bellinzona 17 La questione dello stoccaggio A breve termine (ore, giorni, settimane): Energia idroelettrica: rimane del potenziale Raddoppiare la capacità in tempo utile (batterie, altro) Sfida dello stoccaggio a lungo termine, approvvigionamento invernale Dighe già piene a settembre (+ 2 TWh alzando le dighe?) Power-to-gas (perdite di conversione!) Scenario peggiore: gas fossile / cogenerazione (ca. 500 g CO 2 /kwh) 24 maggio 2019 Solar update Bellinzona 18 9
Modellizzazione mensile con 50 GW di fotovoltaico Giallo tratteggiato Stoccaggio supplementare: 1 TWh max. al mese (efficienza del 30%) violetto Recupero corrente di stoccaggio Giallo a pois Peak shaving Fonte: R. Nordmann, Le plan solaire et climat, 2019 24 maggio 2019 Solar update Bellinzona 19 Lo scenario di base: bilancio 49 TWh PV 5 TWh di perdita per taglio dei picchi (11% nell'arco dell'anno) = 38 TWh PV utilizzati (giallo) e 6 per lo stoccaggio supplementare (trattino giallo)) 9 TWh di energia elettrica da gas fossile (grigio). = 4,4 Mio. t CO 2 Bilancio CO 2 milioni di tonnellate CO 2 Oggi Decarbonizzazione della mobilità e degli edifici al 100%, + 50 GW di PV Mobilità 16 0 Edifici, acqua calda 14.8 0 Elettricità da gas fossile 0 4.4 Totale 30.8 4.4 Riduzione CO 2 86% Fonte: R. Nordmann, PV Tagung 2019 Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 20 10
Le misure politiche necessarie più importanti 1. Decarbonizzazione completa entro il 2050 sancita dalla legge 2. Mantenere l'autosufficienza elettrica nel bilancio annuale e investire di conseguenza (0,3% del PIL per il fotovoltaico, rispetto al 2% degli anni '60 per l'energia idroelettrica e le linee elettriche). 3. Più fondi per la rimunerazione unica per sistemi con autoconsumo 4. Novità: Gare d'appalto per sistemi su tetti agricoli, sistemi infrastrutturali, ecc. senza autoconsumo. 24 maggio 2019 Solar update Bellinzona 21 Molte grazie per la vostra attenzione! Huggenbergerfries Architekten Solar update Bellinzona 24 maggio 2019 22 11