Solarexpo,
Fiera di Milano, 8 maggio 2014
QUANTO È DAVVERO NECESSARIO IL CAPACITY PAYMENT:
VALUTAZIONI SULL’ADEGUATEZZA DEL SISTEMA ITALIANO
Andrea Zaghi
Responsabile Ufficio Studi
Capacity payment
Metodologia
L’adeguatezza del sistema secondo Entso-e
Per valutare l’adeguatezza di sistema, occorre fare riferimento alla c.d. «capacità rimanente»
• Per
calcolare
la
capacità
rimanente,
bisogna
inizialmente
esaminare la capacità efficiente netta di generazione
Capacità non
utilizzabile
• A questa occorre sottrarre la parte considerata «non utilizzabile»,
ovvero:
Capacità
efficiente netta
9 Le limitazioni volontarie e involontarie, nel caso delle FER
legate anche alla disponibilità della risorsa,
Riserve di
sistema
Manutenzioni e
interruzioni
9 Riserva di sistema
9 I guasti e le manutenzioni
• Si ottiene così la capacità affidabile disponibile, che deve
essere confrontata con il carico di punta, eventualmente al
Capacità
affidabile
disponibile
netto dei servizi di interrompibilità.
• La differenza costituisce la capacità rimanente.
Fonte: Entso-e SO&AF 2013-2030
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Capacity payment
Metodologia
La capacità rimanente
Una volta calcolata la capacità rimanente, per valutare l’adeguatezza del sistema va confrontata con il cosiddetto margine
di adeguatezza di riferimento calcolato come il 5% della capacità installata netta. Per semplicità non consideriamo le
possibili importazioni, che contribuiscono a migliorare l’adeguatezza del sistema.
Esempi
• Caso 1: il sistema non è adeguato in condizioni
normali di domanda e offerta;
Capacità rimanente
• Caso 2: il sistema è adeguato in condizioni
normali ma non in condizioni estreme;
Margine di adeguatezza
• Caso 3: il sistema è adeguato nella gran parte
Caso 1
Caso 2
Caso 3
delle situazioni, anche severe e inattese.
Fonte: Entso-e SO&AF 2013-2030
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Capacity payment
Adeguatezza del sistema elettrico italiano
Capacità di generazione netta - 2013
Capacità installata in Italia: 2013
80.000
Nel 2013 in Italia sono
Totale;
73.400 MW
installati 125.200 MW di
potenza
70.000
di
generazione
netta, di cui 73.400 MW di
60.000
Misti; 24.800
termoelettrico
Totale;
51.300 MW
50.000
e
51.800
MW di rinnovabili.
I dati relativi alla capacità
Eolico; 8.500
MW
installata si riferiscono alla
40.000
previsione di Entso-e sul
Petrolio; 17.400
Solare; 17.900
2013,
tranne
che
per
l’eolico, il fotovoltaico e le
30.000
Carbone; 6.700
Bioenergie; 3.500
bioenergie, la cui capacità
installata
20.000
rispecchia
il
valore preconsuntivo del
Gas; 24.500
10.000
Idroelettrico; 21.400
GSE.
0
Termoelettrico
Rinnovabili
Fonti: Entso-e SO&AF 2013-2030, GSE
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Capacity payment
Adeguatezza del sistema elettrico italiano
Capacità aggiuntiva al 2017 – scenari
Capacità aggiuntiva al 2017 a seconda degli scenari
10.460
11.000
9.000
2.880
7.000
MW aggiuntivi al 2017
5.000
5.480
3.000
1.000
-1.000
1.920
180
Rinnovabili (tutti gli
scenari)
0
Scenario saldo zero
Scenario base
Scenario decommissioning
-4000
-3.000
-5.000
-10000
-7.000
-9.000
-11.000
Termoelettrico
Idroelettrico
Bioenergie
Solare
Eolico
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Capacity payment
Adeguatezza del sistema elettrico italiano
Calcolo della capacità non utilizzabile (1/2)
La capacità non utilizzabile di un parco di generazione comprende diversi fattori
• Indisponibilità dovuta a manutenzioni programmate
• Indisponibilità dovute a guasti (fuori servizio non programmati)
Capacità non
utilizzabile
• Limitazioni dovute alla disponibilità della fonte primaria, nel caso delle energie rinnovabili.
La capacità utilizzabile è dunque la parte di capacità di generazione che si ritiene
effettivamente disponibile nel momento dell’anno in cui si verifica il picco di domanda
Riserve di
sistema
Manutenzioni
e interruzioni
Capacità
affidabile
disponibile
Terna distingue diversi fattori di disponibilità degli impianti
Fonte
% utilizzabile
Termoelettrico
70,93%
Idroelettrico
61,80%
Eolico e fotovoltaico
25,00%
Fonti: Entso-e, Terna, Dati Statistici 2010, p 33
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Capacity payment
Adeguatezza del sistema elettrico italiano
Calcolo della capacità non utilizzabile (2/2)
Seppure Terna consideri il 25% come coefficiente di disponibilità alla punta delle FER questo
dato si può confrontare con quelli stimati negli ultimi anni.
La punta di carico si è verificata negli ultimi tre anni nei seguenti periodi:
2011: ore 12.00 del 13 luglio (56.474 MW)
Capacità non
utilizzabile
2012: ore 12.00 del 10 luglio (54.113 MW)
2013: ore 12.00 del 26 luglio (53.942 MW)
Riserve di
sistema
Manutenzioni
e interruzioni
Al fine di questa analisi, è stato considerata l’effettiva produzione di fotovoltaico ed eolico (dati
Terna) e la capacità disponibile nel momento della produzione (dati Atlasole e bollettino IAFR
del GSE). Le ore considerate sono state quelle comprese tra le 11.00 e le 14.00 dei mesi di
giugno e luglio.
Alla luce dei dati, la capacità effettivamente utilizzabile di eolico e fotovoltaico nelle ore di
Capacità
affidabile
disponibile
potenziale picco risulta in media pari al 47,78% della capacità di generazione netta
installata.
Con una confidenza del 95%, si può affermare che la capacità utilizzabile di eolico e
fotovoltaico rientra tra il 36,1% e il 59,5% della capacità di generazione netta installata.
Fonte: Terna
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Capacity payment
Adeguatezza del sistema elettrico italiano
Riserva di sistema
Come spiegato in precedenza, alla capacità utilizzabile vanno sottratte le riserve che
servono a Terna per la gestione della rete e per assicurare gli approvvigionamenti di
energia.
Capacità non
utilizzabile
Nel grafico seguente è possibile notare il fabbisogno di riserva (terziaria totale) di Terna
nei mesi di giugno e luglio 2013. Il picco si è registrato tra le ore 13.00 e 16.00 del primo
di giugno, con valori di riserva che si sono attestati tra i 4.646 e i 4.690 MW.
Il valore che prevede Entso-e per l’Italia nei mesi estivi al 2017 è di 4.625 MW. Questo
Riserve
Riser
e di
sistema
Manutenzioni
M
t
i
e interruzioni
dato sarà quello preso in considerazione per il calcolo della riserva necessaria al sistema.
Valori Fabbisogno di riserva terziaria totale in Italia – giugno e luglio 2013
Media: 3.690 MW
Max: 4.690 MW
Capacità
affidabile
disponibile
(1 giugno ore 15.00)
Min: 2.717 MW
(21 giugno ore 22.00)
Valore considerato per l’analisi: 4.625 MW
Fonte: Terna
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Capacity payment
Adeguatezza del sistema elettrico italiano
Manutenzioni e interruzioni
Queste due voci, trattate separatamente da Entso-e, sono le ultime due che si devono
sottrarre al fine di calcolare la capacità affidabile disponibile per il sistema elettrico.
A causa dell’indisponibilità di fonti attendibili su cui calcolare la stima degli impianti soggetti,
nel momento del picco futuro di domanda, ad indisponibilità dovute a manutenzioni e
interruzioni dei parchi di generazione, si è voluto prendere in considerazione il valore stimato
Capacità non
utilizzabile
da Entso-e. In particolare, negli scenari redatti da Entso-e, le manutenzioni e le
interruzioni rappresentano circa l’8,65% della capacità di generazione netta installata in
un determinato momento.
Riserve di
sistema
Manutenzioni
e interruzioni
Di seguito è dunque possibile osservare i valori utilizzati negli scenari considerati.
Manutenzioni e interruzioni
12.500
11.961
12.000
MW
Capacità
affidabile
disponibile
11.417
11.500
11.000
10.870
10.830
10.500
10.000
2013
Saldo Zero
Fonte: Entso-e SO&AF 2013-2030
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Base
Decommissioning
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Capacity payment
Risultati
Capacità affidabile disponibile alla punta nei diversi scenari
Capacità affidabile disponibile
160.000
alla punta
140.000
Il grafico mostra la capacità
utilizzabile al picco a seconda
120.000
dei vari scenari, rispetto al 2013
50.553
100.000
48.237
44.312
46.398
(capacità disponibile pari a
64.976 MW), divisa per fonte.
11.918
80.000
10.787
4.625
11.373
4.625
4.625
10.826
4.625
60.000
Nello scenario saldo zero, la
capacità disponibile è di 70.680
MW.
40.000
64.976
70.680
67.250
Nello scenario base, tale valore
63.311
è leggermente inferiore e pari a
20.000
67.250 MW.
0
Nello scenario de2013
Saldo Zero
Base
Decommissioning
commissioning, la capacità
Capacità affidabile disponibile
Riserve di sistema
Manutenzioni e interruzioni
Capacità non utilizzabile
utilizzabile risulta pari a 63.311
MW.
Fonte: elaborazione Ufficio Studi assoRinnovabili
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Capacity payment
Risultati
Picco di domanda e capacità di gestione
Sono state valutate diverse ipotesi di sviluppo del picco di domanda nel 2017. In particolare, sono state prese in considerazione sia
le previsioni di Entso-e per l’Italia, che quelle di Terna. Si ricorda che è stato considerato il caso estivo, poiché ormai da alcuni anni
in Italia il picco della domanda si registra proprio in questa stagione. Si è optato per il dato di Terna di 56,1 GW.
60.000
Picco di domanda;
53.932 MW
Picco di domanda;
56.100 MW
4.000
50.000
4.000
Picco di domanda;
56.100 MW
Picco di domanda;
56.100 MW
4.000
4.000
Seguendo la metodologia
Entso-e, al picco di domanda
occorre togliere la capacità di
gestione della stessa.
In un momento di picco estremo
40.000
MW
della domanda di elettricità,
Terna è in grado di diminuire il
30.000
52.100
49.942
52.100
52.100
fabbisogno, facendo uso dei c.d.
servizi di interrompibilità.
20.000
La capacità di gestione in Italia
10.000
è di 4.000 MW, ovvero Terna
sarebbe in grado di
0
2013
Saldo Zero
Domanda e gestione
Base
Decommissioning
interrompere 4.000 MW di
consumi in caso di necessità.
Capacità di gestione della domanda
Fonte: elaborazione Ufficio Studi assoRinnovabili
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Capacity payment
Risultati
Capacità rimanente e margine di adeguatezza
20.000
• Capacità rimanente
18.580
È la differenza tra la capacità
18.000
affidabile disponibile e la
16.000
15.150
15.034
domanda di picco al netto della
capacità di gestione.
14.000
MW
12.000
11.211
• Margine di adeguatezza
Secondo la metodologia Entso-
10.000
e, il margine di adeguatazza
8.000
6.235
6.889
deve essere pari al 5% della
6.574
6.258
6.000
capacità di generazione netta
installata.
4.000
2.000
0
2013
Saldo Zero
Capacità rimanente
Base
Decommissioning
Margine di adeguatezza
Fonte: elaborazione Ufficio Studi assoRinnovabili
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Capacity payment
Risultati
Adeguatezza del sistema elettrico italiano
Il sistema elettrico italiano risulta adeguato a soddisfare la domanda interna di energia anche in condizioni estreme dal lato
sia del fabbisogno, sia dell’offerta.
I risultati degli scenari al 2017 confermano questa evidenza, per qualunque livello di investimento (e disinvestimento) futuro
di impianti rinnovabili e termoelettrici considerato.
Considerate queste conclusioni, si può aggiungere che lo scenario «Saldo Zero» è quello che consente la maggiore sicurezza degli
approvvigionamenti, con una differenza tra la capacità rimanente e il margine di adeguatezza di molto superiore al valore del 2013
(11.691 MW contro 8.799 MW). Anche lo «Scenario Base» consente quasi la stessa sicurezza, con una differenza tra capacità
rimanente e margine di adeguatezza di 8.576 MW. In entrambi questi casi, si può dunque affermare che il sistema italiano
continuerà a soffrire di un livello elevato di «overcapacity».
Nello «scenario «decommissioning», il più pessimistico dei tre da un punto di vista dell’adeguatezza del sistema, il sistema
italiano risulta più che adeguato a soddisfare la domanda di energia anche in casi estremi e inaspettati di riduzione
dell’output del parco di generazione o aumento della domanda di elettricità. Sebbene la differenza sopra citata si riduca a
4.953 MW, si deve sottolineare che vi sono ulteriori 9.500 MW di capacità di importazione attraverso le interconnessioni.
L’analisi potrà seguire su tre filoni:
• Rifare il calcolo sulla punta invernale;
• Effettuare valutazioni su riserva a scendere;
• Ragionare con un approccio probabilistico sulle 8.760 ore annuali (l’ENTSO-E sta producendo nuovi modelli).
Fonte: elaborazione Ufficio Studi assoRinnovabili
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Capacity payment
Grazie per l’attenzione
Andrea Zaghi
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