Arturo Lorenzoni e Laura Bano Dipartimento di Ingegneria Elettrica Università degli Studi di Padova PRODUTTORI E ISTITUZIONI A CONFRONTO sui costi di generazione degli impianti a fonti rinnovabili Sala Conferenze GSE, Roma, 25 ottobre 2007
Lo studio ha voluto stimare i COSTI di generazione di energia elettrica dalle principali fonti energetiche rinnovabili, cercando di individuare le condizioni medie di investimento Si è tenuto un approccio ECONOMICO e NON FINANZIARIO Per gran parte delle tecnologie vi è però una grande variabilità dei costi in funzione delle effettive condizioni di investimento Non si tiene conto di benefici/oneri fiscali legati agli investimenti Non si è fatta un analisi di redditività, non avendo inserito alcun ricavo nella valutazione
Impianti idroelettrici - impianti idroelettrici di piccola potenza (P < 1 MW) - impianti idroelettrici di media potenza (1 MW < P < 10 MW) - impianti idroelettrici di grande potenza (P > 10 MW) Impianti eolici connessi in AT (> 10 MVA) connessi in MT (< 10 MVA) impianti eolici isolati (un solo aerogeneratore, connesso in rete di media tensione) Impianti fotovoltaici commerciali (300 kw) domestici (3 kw) Impianti a combustione biomassa con combustione diretta (taglia 15-20 MW) biocombustibili vegetali (olio di palma, colza, etc.) (taglia 17 MW) alimentati a CDR (taglia 15 20 MW) Impianti a biogas: Digestione anaerobica Da discarica
I dati per le stime di costo sono stati ricavati da diverse fonti: Questionario inviato ai soci APER () Incontri con gli operatori Contatti personali con investitori Lo studio è stato condotto nel primo semestre dell anno ed i valori utilizzati sono riferiti a giugno 2007
a. Costi di investimento Studio di fattibilità Costi di sviluppo e autorizzazione Costi per gli impianti (di generazione e di depurazione fumi) Costi di impiantistica accessoria Altri costi b. Costi operativi Costi per l utilizzo del terreno Costi di assicurazione Costi di connessione alla rete di trasmissione Costi di manodopera Costi amministrativi Altri costi e varie c. Costi di combustibile
Si è utilizzato un fattore di sconto dato dalla media pesata dei tassi su capitale proprio e di debito (WACC), con proporzioni diverse per le diverse fonti Impianti FV Impianti a combustione (50kW<P<1MW) 3kW Combustione Biocomb Biogas Biogas CDR diretta vegetali digest discarica tasso debito 5,20% 5,55% 6,05% 6,05% 6,05% 6,05% 6,05% tasso cap proprio 20% 0% 20% 20% 20% 20% 10% % debito 100% 100% 75% 75% 75% 75% 75% % cap. proprio 0% 0% 25% 25% 25% 25% 25% WACC 5,2% 5,6% 9,5% 9,5% 9,5% 9,5% 7,0% PS (P<10MW) Impianti idroelettrici PS (P>10MW) GS (P<10MW) AT (P>10MVA) Impianti eolici MT (P<10MVA) 1 WTG in MT tasso D 5,90% 5,20% 5,90% 5,20% 5,70% 5,70% tasso E 20% 20% 20% 20% 20% 7% %D 80% 80% 80% 80% 80% 50% %E 20% 20% 20% 20% 20% 50% WACC 8,7% 8,2% 8,7% 8,2% 8,6% 6,35%
1. impianto ad alto salto di media potenza (3,3 MW), 2. impianto a basso salto di piccola potenza (0,4 MW), 3. impianto a basso salto di media potenza (4,2 MW), 4. impianto a basso salto di grande potenza (15 MW).
Voce di costo Potenza installata Costi di investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Incremento annuo dei costi operativi Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW / kw ore/anno /kw % anni 3,27 2.150 2.400 40 1,7 0 30 30 Voce di costo Costo di investimento Costi operativi Costo totale 8,88 1,67 10,5
800 700 600 /kw anno 500 400 300 200 100 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 dati reali kw interpolazione y = 3777,7x -0,4312 R 2 = 0,9966
Voce di costo Potenza installata Costo investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW / kw ore/anno /kw anni Costi operativi Costo totale 0,4 4.120 4.000 280 6,2 30 30 Voce di costo Costo di investimento 10,42 7,0 17,42
Voce di costo Potenza installata Costo investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW 4.200 / kw 4.500 ore/anno 4.700 /kw 80 1,8 anni 30 30 Voce di costo Costo di investimento Costi operativi Costo totale 8,87 1,7 10,6
Voce di costo Potenza installata Costo investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW / kw ore/anno /kw anni 15 2.500 2.900 60 2,4 30 30 Voce di costo Costo di investimento Costo operativi Costo totale 7,55 2,07 9,6
Idroelettrico piccolo salto 1MW<P<10MW 23 Costo Totale 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 Costo Investimento /kw 3000 ore/anno 3500 ore/anno 4000 ore/anno 4700 ore/anno 5000 ore/anno
Voce di Costo Unità di misura Potenza installata MW 30 Costi di investimento 1000/MW 1600 Numero di ore annue di funzionamento ore/anno 1900 Energia elettrica prodotta MWh/anno 57000 Anni di vita anni 20 Costi operativi annui 1000/MW 30 Costi operativi annui 1,9% Incremento annuo dei costi operativi % 0,1% Anno di inizio dell'aumento dei costi operativi anno 4 Anno di fine dell'aumento dei costi operativi anno 9 Vita attesa anni 20 Valore a fine vita 0 Voce di costo Costo di investimento Costi operativi Costo totale 8,68 1,80 10,48
Voce di Costo Potenza Installata Costi di investimento Numero di ore annue di funzionamento Energia elettrica prodotta Anni di vita Costi operativi annui Unità di Misura MW /kw ore/anno MWh/anno anni % costo inv 8 1400 1900 15200 20 2,9% Costi operativi annui Incremento annuo dei costi operativi Anno di inizio dell'aumento dei costi operativi Anno di fine dell'aumento dei costi operativi Vita attesa Valore a fine vita 1000/MW 40 % 0,1% anno 4 anno 9 anni 20 0 Voce di costo Costo di investimento Costo operativi Costo totale 7,82 2,30 10,12
Parco eolico connesso in AT con potenza installata > 10MW 14 13 Costo Totale 12 11 10 9 8 1600 ore/anno 1700 ore/anno 1800 ore/anno 1900 ore/anno 2000 ore/anno 2100 ore/anno 2200 ore/anno 7 6 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 Costo Investimento /kw
Parco eolico connesso in MT potenza installata < 10 MW 13 12 11 10 9 8 5 6 7 8 9 10 11 12 WACC (%)
Voce di costo Potenza installata Costi di investimento Ore annue di insolazione Costi operativi e di assicurazione annui Costi operativi e di assicurazione annui Anno ipotizzato per sostituzione inverter Costo unitario inverter Incremento annuo dei costi operativi Rendimento impianto Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura kw 000/kW ore/anno /kw anno /kw % % anni 3 6,5 1300 80 1,23% 13 600 0 15% 20 0 Voce di Costo Costo di investimento Costi operativi Costo totale 42,01 8,05 50,06
!" Voce di costo Unità di misura Potenza installata MW 0,300 Costi di investimento 000/MW 5800 Ore annue di insolazione ore/anno 1300 Costi operativi e di assicurazione annui 000/MW 46 Costi operativi e di assicurazione annui 0,8% Anno ipotizzato per sostituzione inverter anno 0 Costo unitario inverter /kw 400 Incremento annuo dei costi operativi % 0 Rendimento impianto % 15% Vita attesa anni 20 Valore a fine vita 0 Voce di Costo Costo di investimento Costi operativi Costo totale 36,4 4,6 41,0
!" Impianto fotovoltaico 300kW 60,00 55,00 Costo totale 50,00 45,00 40,00 35,00 1000 ore/anno 1100 ore/anno 1200 ore/anno 1300 ore/anno 1400 ore/anno 1500 ore/anno 30,00 25,00 5000 5200 5400 5600 5800 6000 6200 6400 6600 Costo Investimento /kw
!" Impianto fotovoltaico 300kW 60 55 50 45 40 35 30 2 3 4 5 6 7 8 9 10 WACC (%)
Voce di costo Potenza installata Costi di investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Incremento annuo dei costi operativi Anno di inizio dell aumento dei costi operativi Anno di fine dell aumento dei costi operativi Costo combustibile Rendimento impianto Potere calorifico combustibile Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW 000/ MW ore/anno 000/MW % anno anno /t η kcal/kg anni 17 1.000 7.000 140 14 0,1 5 15 530 47 % 8.500 15 0
# Voce di costo Costo di investimento Costi operativi Costi combustibile Costo totale 1,83 2.03 11,41 15,28 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Fuel O&M Quota investimento Costo totale 0 400 450 500 550 600 650 700 Costo combustibile /t
# $% Voce di costo Potenza installata Costi di investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Costo combustibile Rendimento impianto Potere calorifico combustibile Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW 000/ MW ore/anno 000/MW /t η kcal/kg anni 17 4.000 7.000 430 10,8 0 24 % 4.800 15 0,0 Voce di costo Costo di investimento Costi operativi Costi combustibile Costo totale 7,32 6,14-13,46
# $% 16 14 12 10 8 6 4 3000 3500 4000 4500 5000 Costo Investimento /kw O&M Quota investimento Costo totale
Voce di costo Potenza installata Costi di investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Incremento annuo dei costi operativi Anno di inizio dell aumento dei costi operativi Anno di fine dell aumento dei costi operativi Costo combustibile Rendimento impianto Potere calorifico combustibile Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW 0,5 000/ MW 3.000 ore/anno 7.000 000/MW 140 4,7 % 0,2 anno 4 anno 10 /t 25 η 40% kcal/kg 1000 anni 10 0,0 Voce di Costo Costo di investimento Costi operativi Costo combustibile Costo totale 6,84 2,1 5,38 14,35
Biogas da digestione anaerobica 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2-2000 2500 3000 3500 4000 4500 Costo Investimento /k W Combustibile O&M Quota investimento Costo totale
19 18 17 16 15 14 13 12 10 15 20 25 30 35 40 45 costo silomais
Voce di costo Potenza installata Costi di investimento Numero di ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Incremento annuo dei costi operativi Anno di inizio dell aumento dei costi operativi Anno di fine dell aumento dei costi operativi Rendimento impianto Potere calorifico combustibile Vita attesa Valore a fine vita Unità di misura MW 0,5 000/ MW 1.800 ore/anno 7.000 000/MW 150 8,3 % 0,2 anno 4 anno 10 η 40% kcal/m 3 4.000 anni 10 0,0 Voce di costo Costo di investimento Costi operativi Costo totale 3,7 2,2 5,9
Impianto biogas da discarica 25 20 15 10 5-1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Costo Investimento Costo totale (gas costo zero) Costo totale (gas 6,5 ) Costo Totale (gas 15 ) O&M Quota investimento
# Parametri di riferimento Potenza installata Costi di investimento Ore annue di funzionamento Costi operativi annui Costi operativi annui Costo combustibile Rendimento impianto Potere calorifico combustibile Vita attesa Valore a fine vita Unità misura MW 000/ MW ore/anno 000/MW /t η kcal/kg anni 17 3.000 7.500 320 10,7 55 25% 2.000 15 0,0 Risultati di costo Costo di investimento Costi operativi Costo combustibile Costo totale 6,0 5,0 9,5 20,5
# 25 20 15 10 Fuel O&M Quota investimento Costo totale 5 0 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Costo Investimento /kw
#!" 29 27 25 23 21 19 17 15 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 Costo Combustibile /t
& Tecnologia generazione MW Vita (anni) Ore anno WACC Costo invest. ( /kw) O&M () comb. () Invest. () Costo totale () Idro BASSO Salto 0,4 30 4000 8,7% 4500 7,0 10,4 17,4 Idro BASSO Salto 4,2 30 4700 8,7% 4500 1,7 8,9 10,6 Idro ALTO Salto 3,3 30 2400 8,7% 2300 1,7 8,9 10,5 Idro BASSO Salto 15,0 30 2900 8,2% 2500 2,1 7,6 9,6 Eolico AT 30,0 20 1900 8,2% 1600 1,8 8,7 10,5 Eolico MT 8,0 20 1900 8,6% 1400 2,3 7,8 10,1 Eolico isolato 2,0 20 2000 6,4% 1500 2,7 6,7 9,4 FV commerciale 0,3 20 1300 5,2% 5800 4,6 36,4 41,0 FV domestico 0,0 20 1300 5,6% 6500 8,0 42,0 50,1 Combustione biomassa 17,0 15 7500 9,5% 3000 5,0 9,5 6,0 20,5 Combustione CDR 17,0 15 7000 9,5% 4000 6,1 0,0 7,3 13,5 Combustione oli vegetali 17,0 15 7000 9,5% 1000 2,0 11,4 1,8 15,3 Combustione biogas discarica 0,5 10 7000 7,0% 2400 2,2 0,0 3,7 5,9 Combustione biogas digestore 0,5 10 7000 9,5% 3000 2,1 5,4 6,8 14,3
25 20 cent/kwh 15 10 5 0 Idro <1MW Idro GRANDE Salto Idro P > 10MW Eolico AT Eolico MT FV 300kW FV 3kW biomassa 17MW CDR 17MW oli vegetali biogas discarica biogas digestore O&M Fuel Invest.
# Molte componenti di costo non sono connesse con la tecnologia, ma con il rischio del processo autorizzativo Le innovazioni tecnologiche sperimentate negli ultimi anni hanno portato una riduzione dei costi dei componenti, ma i prezzi sono aumentati nel corso dello studio, per un aumento del costo delle materie prime, per una forte domanda di componenti nel mercato internazionale, per la crescita dei tassi di interesse Due sono gli elementi che emergono come critici: il superamento delle barriere locali agli investimenti e la regolamentazione dei rapporti con le amministrazioni locali La definizione di un quadro stabile e con rischio conosciuto nel lungo periodo
'# # ( ) Lo strumento dei certificati verdi ha mostrato tutti i suoi limiti nel promuovere gli investimenti nelle fonti rinnovabili: Nessuna concorrenza nella formazione dei prezzi Necessità di cortocircuitare il mercato con l obbligo di acquisto per il GSE Incapacità di gestire obiettivi di lungo periodo Inefficacia nel limitare il rischio degli investitori Le misure di adeguamento dello strumento proposte dal legislatore (ddl 691) sembrano complicare ulteriormente il meccanismo di sostegno Gli obiettivi di crescita imposti dagli impegni internazionali richiedono strumenti efficaci nell accelerare gli investimenti, anche a costo di derogare al principio della concorrenza
# La sostituzione dell obbligo di copertura con certificati verdi annuali con un obbligo di copertura con contratti bilaterali fisici di 15 anni meglio si concilia con il raggiungimento di obiettivi di lungo periodo L obbligo di copertura puo rimanere sui produttori, oppure sui venditori di energia Gli obblighi vanno graduati sugli obiettivi del 2020 Vanno previste sanzioni reali per gli inadempenti Si può conciliare una concorrenza PER il mercato con la riduzione del rischio associata alla gestione di un impianto Un alternativa è che sia il GSE a stipulare i contratti con gli impianti a fonte rinnovabile, ad un prezzo amministrato
$# I costi di generazione elettrica da fonti rinnovabili in Italia sono molto differenziati a seconda della tipologia di fonte Diversi fattori di inefficienza del sistema autorizzativo e regolatorio concorrono ad incrementare i costi di investimento La crescita dei tassi di interesse degli ultimi 2 anni ha penalizzato le fonti con elevato costo di investimento iniziale Lo squilibrio attuale tra domanda e offerta di impianti ha generato una contingenza sfavorevole sui PREZZI e sui tempi di attesa per i componenti Alcuni costi per gli investitori attuali sono legati ad una spartizione di rendita più che a costi reali (autorizzazioni eolico, uso del biogas, convenzioni con comuni, ) L esagerata disponibilità a pagare per gli impianti sembra avvalorare la redditività degli investimenti nel settore
arturo.lorenzoni@unipd.it PRODUTTORI E ISTITUZIONI A CONFRONTO sui costi di generazione degli impianti a fonti rinnovabili Sala Conferenze GSE, Roma, 25 ottobre 2007