La promozione dell'energia fotovoltaica in Europa e in Italia
Hermann Franchini - Alessandro Grimaldi
Premessa
"Nessun paese utilizza tanta energia quanta ne arriva quotidianamente sulle nostre case in forma luminosa"1. Si potrebbe partire da questa affermazione per giustificare una forte promozione ed incentivazione dell'energia solare.
L'energia solare rappresenta un'importante realtà nell'ambito di quelle fonti energetiche rinnovabili la cui diffusione su scala mondiale è considerato un obiettivo di sostenibilità ambientale ed economica.
Esse, infatti, sono l'alternativa necessaria all'energia che nasce da fonti non rinnovabili e di certo maggiormente inquinanti.
Le fonti energetiche rinnovabili nel corso degli ultimi anni, seppur lentamente, hanno acquistato sempre maggiore importanza nelle politiche e nelle strategie comunitarie, il che ha provocato e sta provocando, un' importante ricaduta in termini di diffusione e sviluppo di queste tecnologia in diversi stati europei.
1. Cosa è l'energia fotovoltaica ?
Materiali e dispositivi si dicono fotovoltaici quando sono in grado di assorbire radiazione luminosa e convertire l'energia dei fotoni in energia elettrica in forma di corrente o di differenza di potenziale [C. Sze, Physics of semiconductor devices, Ed. by John Wiley and sons, New York, 1981]. Parecchi materiali (semiconduttori) mostrano queste proprietà, ma la frazione di energia convertita (l'efficienza, h), è bassa, <20%, e intensi studi sono condotti con l'obiettivo di aumentare l'efficienza dei dispositivi con efficienze, a costi contenuti, con un'elevata stabilità di esercizio. Solo in questo modo l'energia fotovoltaica potrà essere in grado di competere con le fonti tradizionali di energia [R.H. Bube, Photovoltaic materials, Imperial College Press, London, UK, 1998].
Conosciuto fin dalla prima metà del XIX secolo, l'effetto fotovoltaico ha visto la sua prima applicazione commerciale nel 1954 [Energy Efficiency and Renewable Eenrgy Network, available at www.eren.doe.gov/pv/], quando, nei laboratori della BELL, fu realizzato una giunzione planare su un monocristallo di silicio producendo il capostipite delle attuali celle solari. Da allora la tecnologia fotovoltaica ha visto enormi progressi, in parallelo con quelli ottenuti in ambito elettronico e microelettronico con cui condivide la scienza fondamentale.
Le prime celle solari, erano realizzate con silicio cristallino, c-Si, il semiconduttore maggiormente studiato e conosciuto, sebbene le sue proprietà ottiche ed elettroniche non ne facciano il materiale ideale per tali applicazioni. Le celle solari basate sul c-Si, nonostante questo, dominano ancora oggi il mercato, ne costituiscono l'80% circa, e continueranno a farlo almeno per i prossimi 5-10 anni relegando le altre tecnologie dei semiconduttori, che nel frattempo sono state sviluppate, in settori di nicchia. Nei prodotti di largo consumo si utilizza il silicio amorfo idrogenato, a-Si:H, in forma di film sottile, il secondo materiale per importanza del settore. Sviluppato a partire dagli anni 70 [W.E. Spear, P. G. LeComber, J. Non-Cryst. Sol. 8-10 (1972) 727] assicura bassi costi di produzione e facilità di applicazione su larga area, ma la sua bassa efficienza ne limita l'utilizzo per applicazioni energetiche. Le celle solari a più alta efficienza sono composte dai semiconduttori composti, e.g. leghe multiple Cu(In, Ga)(S, Se)2[J. Contreras et al. Prog. Photovol. 7 (1999) 61]. La facilità di costruire multistrati e di controllare la bandgap di questi materiali permettono efficienze >35% (contro il 24% di quelle a c-Si ed il 15% di quelle ad a-Si:H), ma i costi delle materie prime ne limitano l'uso commerciale ad applicazioni aerospaziali: il successo delle recenti missioni esplorative su Marte è dovuto anche all'uso di queste celle per la produzione di energia [www.solaraccess.com]. In futuro altri materiali e concetti potranno entrare in gioco, tra questi celle basate su materiali organici, a coloranti sensibilizzati, materiali teorici a generazione Auger e bande metalliche intermedie.
In contrasto con il rapido sviluppo dei dispositivi fotovoltaici, l'energia solare copre ancora quote marginali del mercato dell'Energia. Gli alti costi di produzione e le basse efficienze dei prodotti in commercio (minori di un fattore 3 rispetto a quelle prima riportate, relative a celle prodotte in laboratori di ricerca) ne sono i principali responsabili.
Rispetto a questo dato, bisogna però sottolineare che il costo delle celle solari è sceso negli ultimi decenni, ma il trend complessivo segna, comunque, un forte ritardo in confronto a quello relativo ad altre tecnologie atte a produrre energia da fonti rinnovabili (e.s. eolico).
Negli ultimi sette anni le vendite delle celle solari sono salite mediamente del 31% l'anno, raddoppiando ogni due anni, ma questo non basta, secondo gli esperti, a fare in modo che il fotovoltaico diventi una sorgente di elettricità a basso costo anche se il mercato si allargherà.
In quest'ottica, il ruolo dei Governi dovrebbe essere quello di creare degli incentivi per far sì che questo settore industriale si espanda.
I paesi che applicano gli incentivi più consistenti all'uso delle celle solari sono, attualmente, gli stessi in cui esistono i più grandi produttori di questo tipo di impianto, ovvero Giappone (100 Megawatt), Germania (75 Megavatt), Stati Uniti (32 Megawatt) e India (8 Megawatt).
I maggiori produttori sono Giappone con il 43% del mercato, Unione Europea con il 25% e gli Stati Uniti con il 24%2.
2. Le strategie dell'Unione Europea per la promozione e diffusione delle fonti energetiche rinnovabili
Secondo il "Libro Bianco dell'Unione Europea del 1997, "Energia per il futuro: Le fonti energetiche rinnovabili", l'Unione europea rappresenta quasi un terzo della produzione e dell'impiego annuali nel mondo dei moduli fotovoltaici (più di 100 MWp). L'industria europea è in una posizione di avanguardia nel settore delle applicazioni fotovoltaiche negli edifici. L'Europa è anche prima per le applicazioni fotovoltaiche nei paesi in via di sviluppo.
Secondo le stime Eurostat, alla fine del 1995 erano installati 32 MWp di capacità di generazione fotovoltaica (UE 12). Secondo le stime più recenti dell'Associazione dell'industria fotovoltaica europea (European Photovoltaic Industry Association - EPIA) si tratterebbe invece di 70 MWp (UE 15). annuale mondiale di moduli di 2,4 GWp. Per conseguire tale risultato è necessario un tasso di crescita annuale del 25%. Questa stima è de facto compatibile con le ipotesi applicate in uno studio EPIA ordinato dalla Commissione.
Nel corso di questi anni, nell'ambito della politica energetica Europea, uno spazio importante è stato dedicato allo sviluppo, alla diffusione ed all'incentivazione all'utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili. L'azione della Commissione Europea è legata alla necessità di diversificare le fonti energetiche, questione che oltre a rivestire un ruolo importante sotto un profilo di risparmio economico e di riduzione dalla dipendenza energetica dell'Unione, è strettamente correlata alle problematiche della sostenibilità ambientale e del riscaldamento progressivo del pianeta (effetto serra/rispetto del Protocollo di Kyoto).
Volendo riassumere in breve il percorso fatto in tal senso dall'Unione Europea, non possiamo non citare il programma ALTENER, istituito nel 1993 e rinnovato nel 1998, volto a promuovere proprio l'utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili.
Tale programma è stato affiancato nel 1997 dal menzionato Libro Bianco sulle fonti energetiche rinnovabili, libro che ha l'obiettivo principale di raddoppiare la quota delle energie rinnovabili nel consumo interno lordo di energia dell'UE, portandola dal 6% del 1997 al 12% del 2010.
Tale obiettivo è ancora considerato realistico, ma la relazione del 2002, nel prendere atto dei progressi compiuti in tale settore, ha sottolineato che la quota delle fonti energetiche rinnovabili nel consumo totale di energia è rimasta ai medesimi livelli del 1995.
La risposta politica da parte dell'Unione non si è fatta attendere, tant'è che è stato già proposto un nuovo programma pluriennale di azioni "Energia Intelligente per l'Europa" (2003-2006)3 con un budget di 215 milioni di euro. All'interno di questo programma è previsto il rinnovo del programma ALTENER, per la promozione delle fonti energetiche rinnovabili.
Inoltre, la strategia di azione per l'energia rinnovabile in Europa prevede una campagna di decollo denominata "Campaign for Sustainable Energy", la quale abbraccerà sia il rendimento energetico che l'energia rinnovabile, e provvederà a fini del raggiungimento di una serie di obiettivi settoriali indicativi, a fornire una serie estesa di strumenti promozionali. Essa permetterà, inoltre, che i partners uniscano lo sforzo comune di effettuare i programmi e le iniziative in Europa e oltre.
In rapporto all'argomento trattato è doveroso, poi, menzionare il Libro Verde in materia di sicurezza nell'approvvigionamento energetico, tematica profondamente interrelata con la promozione all'utilizzo delle nuove fonti di energia sostenibile.
Sempre in tal senso il Consiglio e del Parlamento Europeo hanno emanato la Direttiva 2001/77/CE, sulla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell'elettricità.
3. Il Decreto Legislativo n.283 del 29 Dicembre 2003 attuativo della Direttiva 2001/71/CE
Il Governo italiano ha recepito da poco la Direttiva 2001/77/CE attraverso il Decreto n.283 del 29 Dicembre 2003. Per quanto concerne l'energia fotovoltaica, dobbiamo fare riferimento all'art 7 del medesimo.
L'Art. 7,infatti, rubricato Disposizioni specifiche per il solare, stabilisce che:
" 1. Entro sei mesi dalla data di entrata in vigore del presente decreto, il Ministro delle attività produttive, di concerto con il Ministro dell'ambiente e della tutela del territorio, d'intesa con la Conferenza unificata, adotta uno o più decreti con i quali sono definiti i criteri per l'incentivazione della produzione di energia elettrica dalla fonte solare.2. I criteri di cui al comma 1, senza oneri per il bilancio dello Stato e nel rispetto della normativa comunitaria vigente:
a) stabiliscono i requisiti dei soggetti che possono beneficiare dell'incentivazione;
b) stabiliscono i requisiti tecnici minimi dei componenti e degli impianti;
c) stabiliscono le condizioni per la cumulabilità dell'incentivazione con altri incentivi;
d) stabiliscono le modalità per la determinazione dell'entità dell'incentivazione. Per l'elettricità prodotta mediante conversione fotovoltaica prevedono una specifica tariffa incentivante, di importo decrescente e di durata tali da garantire un'equa remunerazione dei costi di investimento e di esercizio;
e) stabiliscono un obiettivo della potenza nominale da installare;
f) fissano, altresì, il limite massimo della potenza elettrica cumulativa di tutti gli impianti che possono ottenere l'incentivazione;
g) possono prevedere l'utilizzo dei certificati verdi attribuiti al Gestore della rete dall'articolo 11, comma 3, secondo periodo del decreto legislativo 16 marzo 1999,n. 79."
Lo Stato italiano intende, con questo articolo, in piena sinergia4 con quanto disposto dalla decisione comunitaria, promuovere ed incentivare la produzione di energia elettrica da energia solare ed in particolare supportare la tecnologia fotovoltaica, poiché ancora non particolarmente competitiva rispetto alle altre rinnovabili.
Questa tecnologia, infatti, è da considerarsi strategica per l'Italia, per il suo alto potenziale, soprattutto in considerazione delle caratteristiche climatiche del nostro paese ed in particolare del Mezzogiorno.
A tale proposito, però, è da considerarsi anche l'elevato costo dei dispositivi fotovoltaici, cosicché è apparso necessario predisporre un sistema di incentivazione specifico, tenuto conto dell'insufficienza degli strumenti di incentivazione già predisposti.
Bisogna sottolineare, infatti, come il sistema di incentivazione per la diffusione degli impianti fotovoltaici posto in essere fino ad oggi era fondato sui cosiddetti contributi in "conto capitale". Tali contributi finanziavano solo parzialmente l'investimento ed erano erogati principalmente dalle Regioni5, ma anche dal Ministero dell'ambiente e della tutela del territorio e dall'Unione Europea, attraverso diverse tipologie di finanziamento.
Attraverso il vecchio sistema d'incentivazione, dunque, benché il fotovoltaico abbia avuto una prima diffusione, soprattutto tra i soggetti pubblici, sono venute alla luce numerose complessità che hanno causato un'installazione limitata di tali tecnologie.
L'insuccesso dei vecchi strumenti d'incentivazione è dipeso da diverse problematicità, alcune certamente legate a perplessità di natura tecnica in relazione all'utilizzo del fotovoltaico, altre legate alle problematiche economiche (come ad esempio l'incertezza sulla possibilità di ottenere ulteriori fondi in futuro, oppure, da parte dei privati, di pianificare gli investimenti a medio lungo termine).
A ciò si aggiunge la difficoltà e la conseguente lentezza da parte delle Pubbliche Amministrazione nel gestire la complessità dei processi amministrativi legati alle richieste di contributo, alle conseguenti procedure di selezione dei progetti da ritenersi idonei al finanziamento, nonché la volontà delle Regioni di emanare bandi spesso contenenti variazioni o interpretazioni soggettive delle indicazioni date dall'ENEA, che ha finito con il disincentivare la partecipazione dei privati a tali iniziative.
Il Decreto in oggetto assume come strumento d'incentivazione una tariffa "in conto energia"6, che, non pesa assolutamente sul bilancio statale, poiché l'onere del finanziamento viene caricato sulla bolletta elettrica. Ciò consente una valorizzazione dell'energia prodotta dagli impianti fotovoltaici che garantisce sia un rientro degli investimenti in tempi ragionevoli, sia una serie di altri vantaggi, che permettono di snellire le procedure amministrative legate ai bandi, garantendo una omogeneità delle regole a livello nazionale, e una maggiore certezza dell'attuazione dei progetti legata alla sicurezza dei finanziamenti.
Queste nuove condizioni appaiono importanti in un'ottica di promozione degli impianti fotovoltaici, soprattutto perché nel rispetto dei principi dello sviluppo sostenibile(e quindi della tutela ambientale), rendendo maggiormente appetibile un investimento in tale settore.
Spetterà ora, al Ministero delle attività produttive con il Ministero dell'ambiente e della tutela del territorio, d'intesa con la Conferenza unificata, emanare un decreto attuativo che dovrà disciplinare i criteri che regoleranno il sistema di incentivazione promosso.
Tra le questioni principali che il decreto dovrà trattare figurano le condizioni di cumulatività con altri incentivi, l'importo e la durata della tariffa, la differenziazione delle tariffe per tipologia di applicazione, il sistema di riduzione annuale della tariffa, la previsione di utilizzo dei certificati verdi, la valutazione della potenza elettrica cumulativa da installare.
Dare un segnale forte rispetto a tali questioni, risulta di fondamentale importanza affinchè il fotovoltaico possa diffondersi e svilupparsi in Italia.
Sarebbe opportuno, ad esempio, per non determinare un ostacolo alla diffusione di tale tecnologia, seguire le indicazioni del Libro Bianco della Comunità Europea, il quale segna un limite di 300 MW quale obiettivo per la potenza elettrica cumulativa da poter installare sul territorio. Darsi degli obiettivi importanti, ed allo stesso tempo lungimiranti, sarebbe il miglior viatico per la promozione di queste applicazioni nel nostro paese.
Ancora, concedere agevolazioni per chi volesse introdurre i dispositivi fotovoltaici all'interno di edifici, aprirebbe il campo ad un ulteriore sviluppo di tale tecnologia, ancora poco diffusa sul nostro territorio in questa sua particolare applicazione.
Naturalmete si spera che il Decreto attuativo venga in essere il prima possibile, nel rispetto dei termini dati.
La diffusione del fotovoltaico in Italia, attraverso un buon sistema di incentivazione in conto energia, avrebbe almeno due tipologie di vantaggi. Essa, infatti, provocherebbe primariamente un'ottima ricaduta occupazionale, anche e soprattutto nel meridone, certamente area privilegiata rispetto allo sfruttamento di tali tecnologie, a causa delle sue caratteristiche climatiche. Si andrebbe a ripetere, in buona sostanza, ciò che già è avvenuto in altre parti del mondo e d'Europa (ed esempio la Germania), nelle quali tale tecnologia occupa ormai un buona fetta del mercato energetico.
In seconda battuta, non è da trascurare la possibilità di esportare i nostri prodotti tecnologici, soprattutto verso i paesi emergenti dell'area mediterranea, forti delle conoscenze e delle buone pratiche maturate.
Dott. Alessandro Grimaldi - Dipartimento di Chimica, Università degli studi di Bari.
1Denys Hayes, ex direttore del Solar Eenrgy Research Institute del Governo degli Stati Uniti
2Dati :Brown L.R. - Eco-Economy: Building an Economy for the Earth, Earth Policy Institute Washington, Giugno 2002 Ed.Italiana Eco-Economia, Roma, Editori Riuniti 2002
3Decisione n.1230/2003/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 26 Giugno 2003, G.U.C.E. 15/7/2003
4art. 4 Decisione n.1230/2003/CE, in G.U.C.E. 15/7/2003
5In ultimo ricordiamo il Bando promosso dalla Regione Campania per sovvenzionare la realizzazione di impianti fotovoltaici.
6Sistema già adottato con successo in altri paesi europei.