Energipedia - Tutto sull'EnergiaEnergipedia - Tutto sull'EnergiaIl sistema elettrico

La produzione di energia elettrica

Evoluzione dei processi di produzione di energia elettrica

    La generazione elettrica nei paesi sviluppati ha avuto una crescita continua in funzione dell’evoluzione del benessere economico e sviluppo industriale e del progressivo ricorso all’energia elettrica a partire dall’inizio del novecento.

    Allo stesso tempo si è evoluto il fuel mix o mix energetico, ovvero il contributo delle fonti di generazione.

    Le fonti energetiche a cui ciascun paese fa ricorso, variano in base alle risorse interne disponibili (petrolio, gas, carbone), alle caratteristiche naturali (disponibilità di vento, livello di irraggiamento, ricchezza di corsi d’acqua in pendenza etc.) e alle politiche energetiche, con particolare riguardo alla promozione delle fonti rinnovabili.

    Un’evoluzione lunga un secolo

    L’Italia, come il resto dei paesi industrializzati, ha sviluppato un parco di generazione per far fronte alle crescenti esigenze delle industrie, del settore del terziario e  residenziale, ovvero della domanda interna.

    Le prime richieste di fornitura elettrica risalgono a fine ottocento ed ancora dopo la prima guerra mondiale l’Italia produceva appena 5,6 TWh. Negli ultimi anni il livello della produzione nazionale ha invece superato i 300 TWh.

    Figura 1 – Evoluzione delle fonti di generazione elettrica (GWh) dal 1883 al 2015 (elaborazione Orizzontenergia da dati Terna). *La voce “Termoelettrico” include anche il contributo delle bioenergie.

    Nella prima metà del secolo scorso gran parte del fabbisogno elettrico era coperto dall’idroelettrico, raggiungendo il 97% nel 1945.
    Solo a partire da questo momento il termoelettrico incomincia a farsi strada per arrivare ad imporsi a fine anni ’60, principalmente con impianti ad olio combustibile. Una progressivo ricorso al gas ed in particolare ad impianti a ciclo combinato ha poi condotto ad una punta di contribuzione del termoelettrico (incluse le bioenergie) del 87% nel 2007, per poi ridiscendere nuovamente a seguito della crescita delle altre fonti rinnovabili.

     

    DAL 2000 AD OGGI

    Domanda di energia elettrica

    Focalizzandoci sugli ultimi anni, in Italia la domanda di energia elettrica è aumentata ogni anno mediamente del +1,6% fra il 2000 e 2008 (da 298 fino a 340 TWh), per poi invertire la tendenza. Dopo un crollo superiore al 5% nel 2009,a causa della crisi economica, ed una timida ripresa, il consumo è infatti sceso fino a 310 TWh nel 2014, ovvero al di sotto del livello del 2002.

    Figura 2: Domanda di energia elettrica 2000-2017 (GWh) – Fonte: Terna

     

    Alla base della richiesta di consumo sono le attività industriali (in particolare la siderurgia, meccanica e chimica), seguite dal terziario e dal residenziale.

     

    Fuel mix

    La composizione delle fonti di generazione elettrica in Italia fino a pochi anni fa ha mostrato due peculiarità rispetto alla media europea: la totale mancanza della fonte nucleare e la predominanza del gas.

    Il gas, principalmente consumato in impianti a ciclo combinato (CCGT) aventi efficienza intorno al 55% ed oltre, ha continuato la sua corsa fino al 2008 raggiungendo il 55% della produzione lorda, per poi arrestarsi a partire dal 2009 e crollare progressivamente fino 37% nel 2013 per poi risalire al 47% nel 2017, in parte grazie alla riduzione del contributo da carbone.

    Figura 3: Evoluzione del termoelettrico 2000-2017 (GWh)

    Le cause di queste oscillazioni sono da imputarsi all’effetto combinato della riduzione di domanda elettrica interna, della massiccia penetrazione delle fonti rinnovabili, che ha rivoluzionato lo scenario energetico, e del ridotto ruolo del carbone.

    Figura 4: Evoluzione fonti rinnovabili 2000-2017 (Gwh)

    Pertanto nello scenario attuale alla copertura della domanda concorrono impianti base (base load) che, per criteri di priorità (fonti rinnovabili) o in ragione del costo marginale più basso (spesso il carbone) o in virtù della loro localizzazione rispetto alla domanda (autoproduzione), presentano una curva di produzione che in pratica dipende solo dalle proprie disponibilità.

    La generazione da parte di altri impianti viene invece richiesta per far fronte ad esigenza di punta (turbogas e idroelettrico da serbatoio), avendo pronta capacità di pronto utilizzo, pur se con costi maggiori (turbogas).

    Intermedio è invece diventato il posizionamento dei cicli combinati a gas, a causa della minore convenienza economica riscontrata in diversi periodi degli ultimi anni e dello restringimento dello spazio rimasto per gli impianti termoelettrici nella generazione di base a seguito dell’importante sviluppo delle FER, aventi priorità di dispacciamento.

    In realtà per far fronte alla domanda l’Italia importa circa il 12-13% di energia prodotta dall’estero (Svizzera, Austria, Francia).

    Pertanto la composizione del mix dell’energia elettrica effettivamente immessa nella rete nazionale dovrebbe tener conto anche delle fonti di generazione estere, che in realtà comprendono anche quote di energia prodotta da centrali nucleari.

    Fuel mix utilizzato per la produzione dell’energia elettrica immessa nella rete italiana (fonti di importazione incluse) – 2017 Fonte: GSE

    Sviluppo delle fonti rinnovabili

    La politica di incentivazione delle fonti rinnovabili è uno degli strumenti che il governo italiano ha messo in opera prima per raggiungere l’obiettivo previsto nel protocollo di Kyoto, poi il target europeo 20-20-20 ovvero entro il 2020 il raggiungimento di una quota di energia da rinnovabili pari al 20% dei consumi finali, la riduzione del 20% delle emissioni climalteranti rispetto al 1990 ed un aumento del 20% dell’efficienza energetica. L’Italia in particolare è tenuta al raggiungimento del 17% dei consumi finali di energia da rinnovabili entro il 2020, target che la Strategia Energetica Nazionale ha rivisto in 19-20%. Obiettivi poi integrati dal PNIEC (Piano Nazionale Integrato per l’Energia ed il Clima 2021-2030) che prevede la penetrazione al 55.4% delle FER nella generazione elettrica nazionale al 2030.

    A seguito di questa politica, nel 2013 le fonti rinnovabili hanno raggiunto il 40% dell’energia elettrica prodotta in Italia ; la crescita più rilevante è stata del fotovoltaico – sostenuto dal Conto Energia – che nell’arco di soli 4 anni è decuplicato (da 1.9 a 22 TWh). Dal 2014 al 2017, specialmente a seguito delle mutate politiche di incentivazione, la crescita è proseguita ma a ritmi più contenuti, permettendo alle rinnovabili di coprire il 34,1%, dei consumi lordi di energia elettrica, superando del 6,7% il valore indicato dal Piano di Azione Nazionale per il 2020 (26,4%).

    Figura 5: Quota FER sui consumi lordi di energia elettrica (%) Fonte: GSE 

    Gli incentivi alle rinnovabili elettriche sono in gran parte sostenuti dalla collettività attraverso la componente A3 della bolletta. Nel 2017 i contributi versati dai consumatori attraverso la componente A3 nella bolletta sono ammontati a 12,4 miliardi di euro e negli ultimi anni hanno stimolato dibattiti e revisioni delle politiche incentivanti.

    Figura 6: Oneri generali di sistema di competenza nell’anno 2017 (Milioni di euro) Fonte: ARERA

    Un’altra rivoluzione nella generazione elettrica provocata dallo sviluppo delle fonti rinnovabili è stato il rapido incremento di piccoli-micro impianti, spesso collegati direttamente alla rete di distribuzione, ovvero la cosiddetta ‘generazione distribuita’.

    Nel 2016 i piccoli impianti connessi alla rete di distribuzione ammontavano a circa 743.883, quasi tutti sotto 1 MW, per una potenza lorda totale di 30.696 MW (26,2% della potenza del parco di generazione nazionale).

    In particolare il 98% degli impianti sotto 1 MW risultava essere costituito da fonti rinnovabili, di cui gli impianti fotovoltaici rappresentavano la quasi totalità.

    Nel 2016 risultavano connessi alla rete di distribuzione:

    Figura 7: Impianti connessi alla rete di distribuzione (2016) Fonte: ARERA
    Tags
    Show More

    Lascia un commento

    Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *