RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Sviluppo sostenibile della generazione da fonti rinnovabili nei sistemi elettrici liberalizzati: aspetti tecnici, economici e gestionali.

Università di riferimento

Università di PISA - SISTEMI ELETTRICI E AUTOMAZIONE - PISA(PI)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Paolo PELACCHI

Descrizione

La generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili quali l'eolico ed il solare, che a parte il grande idroelettrico rappresentano la maggioranza delle installazioni, si è sviluppata negli ultimi decenni molto lentamente, soprattutto come risposta a soluzioni locali per carichi isolati. Negli ultimi tre anni si è avuto in particolare uno sviluppo rilevante della potenza installata eolica di cui si prevedono ulteriori consistenti sviluppi per qualche altro anno. Un'altra fonte energetica rinnovabile in forte espansione è costituita dalla utilizzazione delle biomasse. Esistono infine altre tecnologie promettenti che potranno avere un ruolo interessante in un prossimo futuro, come le celle a combustibile o i motori stearling associati ad esempio allo sfruttamento termico dell'energia solare. L'utilizzazione delle fonti energetiche rinnovabili nei sistemi elettrici in generale, ed in quello italiano in particolare, pone essenzialmente due ordini di problemi. Il primo, di tipo più prettamente tecnico che fra l'altro non è stato affrontato ancora in maniera esaustiva, riguarda l'impatto che la generazione proveniente da queste fonti, ed in particolare da quelle non programmabili, ha sul sistema elettrico nel quale viene inserita. Esistono infatti tutta una serie di problemi legati alla power quality quali, ad esempio, l'immissione in rete di armoniche prodotte dai dispositivi elettronici utilizzati per interfacciare alla rete alcune tipologie di generatori, oppure la regolazione della frequenza e della tensione del sistema che sorgono nel momento in cui il contributo delle fonti rinnovabili diventa importante. L'altro problema riguarda invece la sostenibilità economica dello sviluppo delle fonti rinnovabili, in particolare nella situazione italiana, in considerazione dello strumento dei certificati verdi attualmente attivo. E' infatti noto che i costi associati allo sviluppo di nuove fonti energetiche rinnovabili sono tali da non essere remunerativi alla luce dei prezzi attuali dell'energia elettrica e che quindi tali fonti devono essere incentivate economicamente. L'attuale legislazione prevede che l'energia immessa in rete prodotta da fonti rinnovabili rappresenti una percentuale fissa pari al 2 %, incrementata di 0.35% all'anno fino al 2006, dell'energia prodotta da impianti termoelettrici convenzionali; la remunerazione dell'energia rinnovabile viene garantita tramite il meccanismo dei certificati verdi che vengono emessi in quantità pari a quella prevista per legge. In tale scenario lo sviluppo di nuova generazione creerebbe un eccesso di produzione da certificati verdi con un crollo del valore di questi ultimi che porterebbe gli investitori a non installare altra generazione di questo tipo. Viceversa volendo incrementare tale tipo di produzione, come riportato nella direttiva europea 2001/77/CE sulla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell'elettricità, occorrerà definire incrementi di energia che dà diritto al certificato verde che siano sostenibili con lo sviluppo effettivo delle fonti energetiche rinnovabili; se venissero infatti imposte percentuali non compatibili con l'effettivo sviluppo di tali fonti il prezzo dei certificati verdi salirebbe riflettendosi poi sul prezzo dell'energia elettrica agli utenti finali. Deve infine essere osservato che gli incrementi delle quote obbligatorie di energia (energia da certificato verde) devono essere opportunamente graduati nel tempo per consentire la realizzazione degli impianti di produzione e devono tenere conto degli impianti che, dopo 8 anni, non hanno più diritto alla produzione di certificati verdi. Deve infine essere ricordato che attualmente l'energia elettrica prodotta con impianti cogenerativi non pone l'obbligo dell'acquisto di certificati verdi e che quindi deve essere scomputata dalla quantità di energia prodotta con impianti termoelettrici. Il programma di ricerca che viene proposto ha come obiettivo la valutazione dell'incremento annuo della quota di energia che deve essere prodotta con nuove fonti rinnovabili su un orizzonte temporale fino al 2010-2012 che sia sostenibile con la disponibilità di tali fonti da un lato e che tenga conto dall'altro di una vasta serie di scenari possibili riguardanti lo sviluppo della produzione sia convenzionale (cicli combinati, carbone, ed altro) che cogenerativa, quello delle importazioni, quello del carico (anche per effetto dei risparmi energetici). Da quanto sopra detto appare evidente quanto il quadro di riferimento all'interno del quale si svolgerà lo studio sia complesso e affetto da grandi incertezze. Per tale motivo lo studio dovrà necessariamente considerare numerosi scenari fra quelli ritenuti possibili al fine di valutare uno sviluppo sostenibile e di identificarne possibili criticità. Lo studio proposto si articolerà nelle seguenti attività che rappresentano quindi anche i compiti dell'unità di Pisa: 1) analisi e valutazione della evoluzione di sviluppo di nuove installazioni di impianti di generazione che utilizzano fonti rinnovabili, con particolare riferimento a quelle tecnologicamente mature e quantitativamente più promettenti quali l'eolica, la solare fotovoltaica, le biomasse, il mini idraulico; 2) evoluzione nel tempo, con riferimento all'orizzonte temporale assunto per lo studio, dell'energia prodotta con fonti assimilate (provvedimento CIP/6), che non deve essere considerata ai fini della valutazione della quota d'obbligo di produzione termoelettrica; 3) evoluzione nel tempo, sempre con riferimento all'orizzonte temporale assunto per lo studio, dell'energia prodotta dagli impianti termoelettrici sia tradizionali sia in ciclo combinato e delle importazioni dall'estero; 4) evoluzione della domanda, anche tenendo conto di eventuali risparmi sui consumi derivanti da provvedimenti legislativi in parte già approvati ed in parte ancora in fase di approvazione; 5) elaborazione dei dati precedentemente ottenuti al fine di sintetizzare possibili scenari di sviluppo della nuova produzione da fonti rinnovabili e studio di possibili meccanismi di emissione dei certificati verdi che consentano la gestione degli scostamenti tra domanda ed offerta dei certificati verdi.