RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

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

Università di riferimento

Politecnico di BARI - ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA - BARI(BA)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Michele Antonio TROVATO

Descrizione

La ricerca proposta dall'unità di Bari si suddivide in tre filoni principali: a) Metodologie per la valutazione del grado di penetrazione delle fonti rinnovabili nel sistema elettrico; b) Impatto delle fonti rinnovabili sulla stabilità del sistema elettrico; c) Metodologie innovative per la valutazione degli investimenti nel settore delle fonti rinnovabili. Con riferimento al punto a), le considerazioni esposte nel punto 2.4 di questo modello, evidenziano la necessità della messa a punto di procedure di ottimizzazione energetica su scala regionale. Nello stesso tempo è indispensabile una descrizione del sistema energetico che consenta di portare in conto, nel processo di ottimizzazione: la grande produzione dedicata di energia elettrica, la produzione industriale di energia elettrica e calore e la generazione da fonti rinnovabili. La procedura per la pianificazione energetica regionale, messa a punto dall'unità di Bari, nell'ambito di un precedente programma di ricerca, ha consentito di evidenziare l'influenza delle fonti energetiche rinnovabili sui consumi di combustibili fossili e sulle emissioni in atmosfera di sostanze inquinanti. Questa procedura consiste in una ottimizzazione quasi-dinamica multi-periodo basata su un arco temporale tipico della pianificazione energetica (10-20 anni) ed ha come obiettivo la minimizzazione dei costi industriali di produzione dell'energia elettrica. Essa consente di: 1. stabilire il mix ottimale di tecnologie di produzione, per soddisfare il fabbisogno energetico del territorio in esame; 2. valutare l'impatto di singole scelte di politica energetica; 3. elaborare le strategie di sviluppo del sistema energetico nel rispetto di specifici vincoli ambientali sulle emissioni di inquinanti e di determinati programmi di utilizzo di combustibili fossili. Sulla base dell'esperienza acquisita, la ricerca che si intende intraprendere consiste nella messa a punto di una metodologia di ottimizzazione energetica in grado di valutare la penetrazione delle fonti di energia rinnovabili in relazione a due aspetti che maggiormente caratterizzeranno l'assetto dell'industria elettrica nel prossimo futuro: la presenza di un mercato dell'energia all'ingrosso e di idonei meccanismi di incentivazione delle fonti rinnovabili. Tra questi ultimi, il mercato dei certificati verdi. È quindi evidente la necessità di considerare come obiettivo del processo di ottimizzazione una funzione che porti in conto il profitto annuo degli impianti a fonti rinnovabili, per le diverse tecnologie considerate, e le emissioni evitate. In questo modo si ha la possibilità di valutare gli effetti di determinate scelte di politica energetica (ad esempio sistemi di tassazione) e/o l'imposizione di determinati standard ambientali attraverso il confronto fra i diversi risultati in uscita, e di valutare l'efficacia di determinati investimenti e/o azioni di promozione sui sistemi di produzione alternativi, in particolare basati sull'impiego di fonti di energia rinnovabili. Un ulteriore miglioramento della procedura consiste nella pianificazione energetico- ambientale di un sistema a più regioni. In un'ottica di federalismo energetico in cui ogni regione provvede alla propria pianificazione energetica, ma non può prescindere dai piani di sviluppo delle regioni limitrofe, si sta provvedendo a mettere a punto una pianificazione energetica per un sistema costituito da più regioni che condividano tra loro una rete di trasferimento dell'energia elettrica ed una rete di distribuzione del gas. Lo sviluppo energetico di ciascuna regione viene così ad essere strettamente influenzato dagli scambi fisici con le regioni contigue non più fissati a-priori ma costituenti ulteriori variabili di stato del problema di ottimizzazione. In relazione al punto b), occorre osservare che nel medio termine le tecnologie per la generazione di energia elettrica su larga scala oggi insistenti sul sistema di trasmissione nazionale sono destinate a subire un drastico mutamento. In particolare ciò sembra verificarsi sia nel settore della produzione di energia elettrica da combustibili fossili, con una massiccia richiesta di autorizzazione alla costruzione di centrali a ciclo combinato, sia nel settore delle fonti rinnovabili, ove la richiesta di costruzione di impianti eolici ha raggiunto proporzioni comparabili con quelle della grande produzione da impianti termoelettrici. In quest'ultimo caso, già da alcuni anni, a causa dell'aumento di potenza installata per sito eolico, il collegamento alla rete è effettuato normalmente sul livello 150 kV. A ciò bisogna aggiungere la peculiare variabilità della potenza prodotta dagli impianti eolici, unita all'estrema difficoltà di controllare il contributo fornito alla rete di trasmissione. Risulta quindi indispensabile procedere da un lato, ad un'analisi delle situazioni critiche per la stabilità transitoria dell'intero sistema elettrico determinate da un possibile sostanziale mutamento del suo assetto tradizionale e dall'altro, all'elaborazione di opportuni criteri di controllo in grado di contenere gli eventuali effetti destabilizzanti. Il raggiungimento di questi obiettivi prevede la realizzazione di un opportuno modello del sistema elettrico in grado di rappresentare con il dettaglio dovuto sia la dinamica dei singoli componenti (nuove tecnologie di produzione e sistemi tradizionali) con i relativi controlli, sia le interazioni dinamiche tra questi, dovute alla presenza della rete di trasmissione. La fase successiva di questa ricerca verterà sulla sintesi di idonee azioni di controllo in grado di migliorare la stabilità transitoria del sistema elettrico nel suo complesso. Per quanto concerne il punto c), un aspetto non trascurabile per la promozione della generazione da fonti di energia rinnovabili è la fattibilità economica degli impianti relativi. Con il definitivo abbandono di forme 'certe' di incentivazione, come nel caso del provvedimento CIP 6/92, ed anche in seguito all'organizzazione del mercato elettrico prevista in Italia, la fattibilità economica degli impianti a fonti rinnovabili, specialmente nel caso della produzione di energia elettrica dedicata alla rete di trasmissione, è strettamente legata al prezzo dell'energia sul mercato all'ingrosso (riconosciuto quindi anche alle fonti rinnovabili) ed al prezzo determinato sul mercato dei certificati verdi. L'andamento nel tempo di questi due fattori di prezzo non è di agevole determinazione e quindi costituisce per gli investitori una ulteriore fonte di incertezza, unita a tutte le altre forme di indeterminatezza derivanti dall'iter autorizzativo dell'impianto. Di conseguenza, la valutazione della fattibilità economica dell'iniziativa, con l'impiego di tradizionali indici economici, quali il valore attuale netto o il tempo di ritorno dell'investimento, non fornisce indicazioni esaustive. E' quindi necessario utilizzare procedure che siano di per sé in grado sia di misurare il rischio di mercato che di controllarlo e gestirlo attivamente. Un approccio innovativo, utile allo scopo, sembra essere il metodo del Valore a rischio (Value at risk, VaR). Si tratta di una metodologia in grado di misurare la peggiore perdita attesa su un dato orizzonte temporale per fissate condizioni di mercato e per un certo livello di confidenza. I vantaggi del metodo del VaR sono i seguenti: - costituisce una misura olistica del rischio, in grado di fornire cioè con un unico indice, anziché con diversi fattori di sensitivity, il rischio aggregato di un portafoglio; - permette una gestione integrata del rischio, nel senso che più componenti possono essere esaminati in comune in modo da garantire la massima efficienza di copertura. La ricerca che si intende svolgere in questo campo consiste nell'applicare la metodologia basata sul VaR allo studio di fattibilità economica di impianti a fonti rinnovabili. In particolare l'attenzione sarà rivolta agli impianti eolici ed a biomasse che presentano i maggiori costi di investimento per unità di potenza installata.