Forum sull energia elettrica. Sicurezza, affidabilità, mercato Executive Summary Abstract Quattro le principali tematiche analizzate dai gruppi di lavoro all interno del Forum: 1. GENERAZIONE. L analisi svolta mette in evidenza quattro inconfutabili anomalie del settore elettrico italiano, che fanno del nostro paese un caso unico nel quadro internazionale: prima anomalia: siamo il più grande importatore al mondo di energia elettrica, sia in termini relativi (15% del fabbisogno nazionale) sia in termini assoluti, dato ancor più significativo se si considera che i consumi italiani rappresentano circa il 2% di quelli mondiali; seconda anomalia: siamo l unico paese al mondo che non produce la maggior parte dell energia elettrica di cui ha bisogno utilizzando le due tipologie di centrali che consentono, grazie ai costi limitati del combustibile, di contenere i costi operativi: le centrali a carbone e le centrali elettronucleari. L Italia rappresenta un eccezione vistosa: la produzione nucleare è assente e quella da carbone oscilla intorno al 15%. 90 80 70 60 50 % 40 30 20 10 2003 2004 2005 0 USA Cina Giappone Russia India Germania* Francia* Regno Unito* Italia** Spagna* Svezia* EU 15* EU 25* Mondo Percentuale di energia elettrica prodotta dalla somma delle centrali a carbone ed elettronucleari rispetto alla produzione complessiva terza anomalia: siamo l unico paese al mondo che genera la maggioranza dell energia elettrica utilizzando fonti energetiche che hanno un costo strettamente ancorato all andamento del mercato petrolifero. Circa il 65% della produzione elettrica italiana, rispetto a una media europea del 25%, dipende da idrocarburi liquidi e gassosi. PAGINA 1 DI 6 FORUM SULL ENERGIA ELETTRICA, SICUREZZA, AFFIDABILITA, MERCATO
80 70 60 1999 2004 50 % 40 30 20 10 0 Germania Francia Regno Unito Italia * Spagna Svezia EU 15 EU 25 Peso percentuale sulla produzione di energia elettrica lorda complessiva dell energia elettrica prodotta da derivati del petrolio e da gas naturale quarta anomalia: siamo l unico paese al mondo in cui metà della produzione elettrica viene effettuata con un combustibile (il gas naturale), il cui approvvigionamento è in massima parte via tubo da paesi esteri. Come evolvere verso una situazione che porti il sistema elettrico italiano a sanare le proprie anomalie? La soluzione del problema richiede di aumentare la quota di energia elettrica prodotta a basso costo operativo e può, in linea di principio, ammettere tre tipologie di interventi: aumentare la quota di elettricità prodotta con fonti rinnovabili Sono certamente cresciute tutte le tipologie di produzione elettrica da fonti rinnovabili, alcune, in particolare eolico e biomassa, in misura considerevole. Non vi è dubbio che questo trend sia destinato a proseguire nei prossimi anni, anche perché il nostro paese ha precisi impegni internazionali in tal senso. Tuttavia, il ritmo di crescita complessiva dell elettricità da fonti rinnovabili è stato negli scorsi anni dell ordine 1.4 TWh/anno (vale a dire, meno dello 0,5% del fabbisogno elettrico nazionale), per cui appare difficile ipotizzare nel medio termine contributi che modifichino significativamente il quadro attuale. Non va inoltre dimenticato che le rinnovabili godano da anni di un regime normativo e tariffario fortemente incentivante (hanno priorità di dispacciamento e beneficiano dei certificati verdi). Non è quindi questa la via per diminuire, nel breve-medio termine, il costo medio di generazione italiano. In altri termini, lo sviluppo delle fonti rinnovabili potrà portare benefici (necessariamente limitati) alla soluzione delle ultime due anomalie del settore elettrico italiano (dipendenza da combustibili legati all andamento del mercato petrolifero e da gas di importazione via tubo) ma non potrà che peggiorare le prime due: forti importazioni di elettricità ed elevato costo dell energia. dotare il paese di una quota significativa di centrali elettronucleari Il tema è ovviamente assai complesso. Abbiamo già messo in evidenza come l assenza totale di centrali elettronucleari italiana sia del tutto anomala nel panorama mondiale (fra i Paesi che producono energia elettrica in misura superiore all 1% del fabbisogno mondiale ci tiene compagnia la sola Australia!). Peraltro va PAGINA 2 DI 6 FORUM SULL ENERGIA ELETTRICA, SICUREZZA, AFFIDABILITA, MERCATO
ricordato come nell ultimo decennio non si siano verificati incrementi significativi della produzione nucleare in nessuna nazione al mondo. aumentare la quota di elettricità prodotta da carbone L unica soluzione realistica, che potrebbe consentire al settore elettrico italiano di riportarsi gradualmente verso una ripartizione fra le fonti energetiche e che lo ricollochi in una posizione non troppo dissimile dagli altri paesi, può derivare solo da un incremento della produzione a carbone. Se si esamina la recente evoluzione del rendimento fornito dalle varie tipologie di centrali termoelettriche italiane, si possono trarre le seguenti considerazioni: l introduzione dei cicli combinati a gas naturale ha portato a notevoli incrementi del rendimento di conversione degli impianti alimentati a gas naturale: da valori inferiori al 40% nel 2000, si è passati a rendimenti prossimi al 50%. L eliminazione progressiva degli impianti a vapore alimentati a gas naturale porterà a rendimenti superiori al 53%, un risultato di tutto rispetto che porta il parco italiano a gas naturale a prestazioni ineguagliate nel mondo (le due nazioni che vantano potenzialità a ciclo combinato superiori a quello italiana sono gli USA e il Regno Unito, dove si registrano rendimenti di almeno due punti percentuali inferiori ai dati italiani); la mancata realizzazione di nuovi impianti a carbone di tecnologia a passo con i tempi fa sì che il rendimento medio di conversione delle centrali a carbone sia tuttora inferiore al 34%, un dato che evidenzia come nell attuale parco di centrali a carbone sia prevalente la presenza di centrali datate e di piccola taglia. L introduzione di nuove centrali con prestazioni allo stato dell arte e di grande taglia potrebbe consentire al rendimento medio delle centrali a carbone di percorrere un evoluzione simile a quella registrata nell arco di pochi anni dalle centrali a gas naturale: l asintoto non sarebbe intorno al 53-54% come per i cicli combinati, ma potrebbe realisticamente raggiungere valori intorno a 44-45%, con un incremento del rendimento superiore al 30%; per portare il mix energetico italiano a valori ragionevoli per esempio, dall attuale 15% al 40% della produzione elettrica lorda sarebbe necessario incrementare la produzione da carbone di circa 80 TWh/anno, un dato che corrisponde, ipotizzando un numero di ore equivalenti di 7000 h/anno, a circa 11.000 MW di nuova potenza a carbone, vale a dire a 5-6 centrali simili a quelle in costruzione a Torvaldaliga. 2. TRASMISSIONE. In tale contesto si sottolinea come lo sviluppo del sistema elettrico di trasmissione sia economicamente molto meno costoso dello sviluppo del parco di generazione. Andando ad analizzare gli investimenti nel settore della trasmissione nell ultimo decennio, il trend è decisamente in controtendenza. Le forti opposizioni da parte dell opinione pubblica e la scarsa redditività degli investimenti rallentato fortemente la realizzazione di nuove infrastrutture. E importante porre l attenzione sul valore economico della rete elettrica di trasmissione inquadrandola in un ottica di mercato liberalizzato. Esiste infatti una diretta correlazione fra i limiti della capacità di trasporto delle infrastrutture elettriche e le congestioni di rete, con una chiara ripercussione sul costo dell energia. In tale ottica il potenziamento del sistema incide sul benessere dell intera collettività. Nell anno 2007 l operatore di rete italiano, TERNA, ha programmato 70 nuove stazioni ai vari livelli di tensione, con funzione di trasformazione (pari ad un incremento della capacità di trasformazione di circa 21000 MVA), smistamento e connessione. A seguito delle nuove realizzazioni programmate, la consistenza PAGINA 3 DI 6 FORUM SULL ENERGIA ELETTRICA, SICUREZZA, AFFIDABILITA, MERCATO
della rete a 380 kv aumenterà di circa 4000 km e quella della rete a 132-150 kv risulterà incrementata di circa 1500 km. Si stima che la realizzazione degli interventi previsti comporterebbe importanti benefici per il sistema elettrico nazionale in termini di maggiore adeguatezza per la copertura del fabbisogno e minori rischi di energia non fornita, riduzione delle congestioni, sfruttamento delle produzioni da fonte rinnovabile e riduzione delle perdite. Complessivamente i benefici sono quantificabili economicamente in circa 18 miliardi di, corrispondenti a circa cinque volte l ammontare dei costi stimati per la realizzazione delle opere. Come migliorare il coordinamento tra generazione e trasmissione? E importante sottolineare come siano diversi i fattori che portano alla scelta dei nuovi siti di generazione: reperibilità del combustibile, acquisto del sito e relative autorizzazioni, ecc. Non va tuttavia trascurata la connessione dell impianto alla rete elettrica. Nel nuovo regime di libero mercato le singole società dovrebbero scegliere i nuovi siti di generazione coordinandosi con lo stato attuale della rete di trasmissione, massimizzando in questo modo l efficienza del sistema elettrico e la sicurezza dell esercizio. Emerge quindi la necessità di migliorare il coordinamento fra la rete elettrica di trasmissione e l allocazione della nuova capacità di generazione. Con riferimento alle particolari caratteristiche del sistema elettrico italiano (che presenta una struttura molto allungata, con transiti che tipicamente fluiscono dal Nord al Sud del paese), nella zona Nord è ubicata più della metà della capacità disponibile (53%), al Centro-Sud il 13,1% e al Centro Nord il 8,6%; il restante 25,3% è suddiviso fra Sud ed isole. Relativamente agli sviluppi attesi per i prossimi anni, è stato da più parti sottolineato come la nuova capacità sia concentrata nelle zone già oggi eccedentarie (in particolare Nord, Puglia e Calabria) e come, in presenza di congestioni, l ingresso dei nuovi impianti potrebbe non essere in grado di coprire adeguatamente la crescita del fabbisogno nelle zone deficitarie. Ne emerge la necessità di un migliore coordinamento fra la rete elettrica di trasmissione e l allocazione della nuova capacità di generazione. L algoritmo implementato e le simulazioni eseguite hanno restituito una procedura di immediata comprensibilità, utile agli addetti ai lavori, che possono monitorare la situazione della rete in tempo reale - intervenendo con tempestività in caso di black out - sia rispetto agli enti e alle amministrazioni locali. Conoscere lo stato della rete e la sua capacità di trasmissione è, come detto sopra, un criterio imprescindibile nel valutare la localizzazione di nuove centrali. L obiettivo è cioè stato quello avere a disposizione una piattaforma comune e trasparente rispetto alla quale dibattere circa la possibilità e/o l opportunità di realizzare nuove infrastrutture nel sistema elettrico italiano. 3. SICUREZZA E MERCATO ELETTRICO. Con il 1 luglio 2007 si assisterà all apertura del mercato a tutti i clienti finali, inclusi quelli domestici. Sebbene sia complesso prevedere le conseguenze di questa novità, è certamente corretto ritenerla rilevante per gli effetti potenziali che potrà avere sul mercato elettrico, almeno dal punto di vista commerciale, poiché è data a tutti i clienti la possibilità di cambiare il proprio fornitore di energia elettrica. PAGINA 4 DI 6 FORUM SULL ENERGIA ELETTRICA, SICUREZZA, AFFIDABILITA, MERCATO
In realtà, l elasticità della domanda è molto bassa, quasi nulla. Senza considerare che la presenza di un prezzo unico nazionale (il cosiddetto PUN) contribuisce ulteriormente a mitigare i segnali di prezzo che pervengono ai clienti finali. I segnali economici volti a stimolare la risposta della domanda sono fondamentali. E necessario innanzi tutto che tali segnali riflettano il reale andamento dei prezzi e le criticità del sistema, specie nella loro struttura oraria, evitando meccanismi distorcenti ed eccessive tutele. In tale contesto, soluzioni finalizzate al superamento del PUN si muovono nella direzione di rendere espliciti ai clienti finali i prezzi di vendita dell energia nella zona in cui risiedono. Inoltre, l esperienza dimostra che ai fini di ottenere una risposta significativa della domanda, a parità di prezzo medio della fornitura elettrica, sono indubbiamente più efficaci i programmi caratterizzati da segnali intensi (anche molte volte il prezzo base) e di durata ridotta (per esempio due o tre ore), preservando la massima semplicità e chiarezza per incoraggiare comportamenti consapevoli e percorribili. L accesso ai programmi di flessibilizzazione della domanda, a tariffe dinamiche e ad altre iniziative simili, al fine di incontrare e raccogliere il maggior numero di risorse di modulazione, dovrebbe essere aperto alla maggior parte possibile di utenti e economicamente attraente, attraverso proposte differenziate in complessità, rischio e dinamicità. Il principio di offrire alla domanda eguali opportunità di partecipazione al mercato elettrico rispetto a quelle disponibili per la produzione costituisce un passo fondamentale per rendere esplicita la quota parte di domanda che può conferire elasticità al prezzo. Sicuramente, la possibilità di aprire il mercato dell energia a tutti i clienti finali si muove nella direzione di una crescita culturale da parte di tutti i soggetti, e favorirà la nascita di tariffe più adeguate e mature. In questo contesto, si auspica anche la definizione di un percorso che introduca la domanda tra le risorse abilitate a fornire servizi ancillari, di riserva e di dispacciamento, sia a livello nazionale, sia a livello locale. Occorre in sostanza che i servizi basati sulla modulazione della domanda trovino collocazione negli opportuni mercati affinché le società che sviluppano tali servizi possano venderli. E evidente anche come la nascita di tali servizi possa avvenire se vengono sviluppati (e dove possibile standardizzati) sistemi di comunicazione, controllo e gestione della domanda. Ricollegandosi con la rilevanza della rete elettrica in alta tensione, si sottolinea come la limitata capacità di trasporto tra alcune aree del paese ha conseguenze immediate nella formazione di prezzi zonali differenziati sul territorio nazionale, e indirettamente incide anche sulle possibili strategie di offerta che un produttore può adottare in funzione della zona in cui sono collocati i propri impianti di produzione. 4. CONTROLLO. I recenti disservizi, i black out degli ultimi anni, hanno messo in evidenza l importanza di un corretto controllo della rete e dello sviluppo di adeguate strategie di gestione nei sistemi di protezione. Il sistema elettrico funziona, sempre più spesso, in stati sensibilmente diversi dal passato e, in generale, con minori margini di sicurezza, a causa di vari fattori, tra i quali il carico della rete, che aumenta di continuo senza che il sistema di produzione e di trasmissione sia adeguatamente potenziato. Inoltre, l affacciarsi, sul versante della produzione, di nuove tipologie di sistemi di generazione, per lo sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili impone nuove logiche di gestione. Sono richieste nuove strategie di controllo/protezione per le reti di distribuzione (destinate a connettere questi generatori) e una rinnovata PAGINA 5 DI 6 FORUM SULL ENERGIA ELETTRICA, SICUREZZA, AFFIDABILITA, MERCATO
attenzione per la gestione della rete di trasmissione (e per il dispacciamento), pesantemente influenzati dall alea con cui le fonti rinnovabili sono fruibili per il sistema elettrico. Nell ambito dei lavori è stata suggerita la possibilità di impiegare tali sistemi, o meglio di estenderne e integrarne l utilizzo a livello continentale. Una implementazione dei sistemi wide area integrati su base continentale sarebbe utile sia verso il riconoscimento di fenomeni che interessano un ampia area del sistema elettrico sia verso un migliore coordinamento dell intervento dei diversi strumenti di protezione. L efficacia dei sistemi WAMS nel supportare la supervisione del sistema elettrico dovrebbe consentire di superare i limiti degli attuali sistemi di controllo e, più in ampio, portare a un migliore sfruttamento delle infrastrutture esistenti reti elettriche. Si suggerisce la possibilità di impiegare tali sistemi, o meglio di estenderne e integrarne l utilizzo a livello continentale. Una implementazione dei sistemi wide area integrati su base continentale sarebbe utile sia verso il riconoscimento di fenomeni che interessano un ampia area del sistema elettrico sia verso un migliore coordinamento dell intervento dei diversi strumenti di protezione. L efficacia dei sistemi WAMS nel supportare la supervisione del sistema elettrico dovrebbe consentire di superare i limiti degli attuali sistemi di controllo e, più in ampio, portare a un migliore sfruttamento delle infrastrutture esistenti Va segnalato che tra pochi anni sarà operativo il progetto Galileo, per lo sviluppo di sistemi di navigazione satellitare, che potrebbe fornire un valido contributo alla realizzazione di una rete di comunicazione WAMS a larga banda dai costi contenuti. Tale tecnologia potrebbe coesistere con l attuale tecnologia basata su fibre ottiche ed essere utilizzata per abbattere i costi di comunicazione e incrementare l affidabilità del supporto di comunicazione. In ultimo va sottolineata l importanza di una corretta informazione, nel tentativo di rendere le scelte sociali e politiche più consapevoli. Da più parti emerge la necessità che le università, come centri qualificati di riferimento tecnico-scientifico ed economico-manageriale, promuovano e supportino un processo di corretta informazione scientifica. Tra le varie iniziative di comunicazione, si ipotizza la realizzazione di un opuscolo destinato ai più giovani, nella convinzione che l educazione sulle tematiche energetiche richieda una sensibilizzazione maggiore nei confronti di quelli che saranno i decisori di domani. Si rimanda all Executive Summary per maggiori approfondimenti relativi alle proposte operative formulate dal Forum Rescom. Il materiale è liberamente scaricabile dal sito della Fondazione Politecnico di Milano (www.fondazionepolitecnico.it). Per maggiori informazioni Monica Lancini Fondazione Politecnico di Milano Tel. 02 2399 9156 Cell. 347 6607 482 Email lancini@fondazionepolitecnico.it PAGINA 6 DI 6 FORUM SULL ENERGIA ELETTRICA, SICUREZZA, AFFIDABILITA, MERCATO