Numeri sulla dinamica delle fonti energetiche rinnovabili

Ohad Epschtein
 

Stato dell’arte delle FER nell’ambito internazionale
 

L’incidenza delle fonti di energia rinnovabile (d’ora in seguito, FER) sull‘offerta primaria di energia nei Paesi dell’area IEA è aumentata dai 141,5 Mtoe (4,6%) del 1970 ai 280 Mtoe (5,5%) del 2001. Nei tre decenni passati, l’offerta di energia da FER è cresciuta in media del 2,2% annuo, a fronte di un aumento nell’offerta di energia tradizionale dell’1,6%. L’incremento più importante del mercato di FER si è verificato dal 1970 al 1990, con un aumento di produzione da FER del 2,8% per anno. Successivamente, l’incremento di produzione si è stabilizzato, invece, su livelli di crescita nell’ordine dell’1,2% (periodo 1990-2001)^I.
Contestualmente, a partire dai primi anni novanta, si assiste ad un’inversione nell’andamento interno alle FER: detto altrimenti, le fonti ormai più mature – come l’idrico e il geotermico – non solo non sono aumentate, ma addirittura sono diminuite nei Paesi membri dello IEA. L’offerta di energia dalle cosiddette nuove FER (quali eolico e solare), invece, è aumentata ogni anno del 23% (periodo 1980-2001)^II.
In particolare, queste ultime, sono concentrate in pochi paesi dello IEA: nel 2001, l’86% della potenza di produzione di energia eolica si è concentrata in Danimarca, Germania, Spagna e Stati Uniti, laddove circa l’84% della potenza di energia fotovoltaica si concentra in Germania, Giappone e Stati Uniti.

L’offerta di Energia Primaria
La Tabella 1 riporta il peso di tutte le fonti utilizzate per la produzione mondiale di energia:
 

Dalla tabella di cui sopra risulta che solo il 5,59% dell’offerta mondiale di energia elettrica nel 2001, corrispondenti a 280 Mtoe, proveniva dalle FER. A loro volta, più del 50% delle FER si basavano sull’idroelettrico, nella stragrande maggioranza dei casi prodotta da impianti di grandi dimensioni. Viceversa, le FER oggetto di questa ricerca (biomassa, eolico, solare fotovoltaico, mini-idrico e rifiuti) ammontavano al solo 3,52% di produzione di energia mondiale.

 

Figura 1: Fuel Shares of IEA Total Primari Energy Supply

 

Come si è già accennato in precedenza, la stragrande maggioranza di nuovi impianti FER riguarda l’eolico:
 

Dunque, le cosiddette nuove rinnovabili – quali, segnatamente, il solare fotovoltaico, l’eolico ed, in parte, le biomasse – mostrano un rilevante trend di crescita negli ultimi tre decenni: dal 1980 al 2001, in particolare, l’eolico ed il solare fotovoltaico sono aumentati notevolmente, con una tendenza di crescita forzata negli ultimi anni. Ne discende che, tenuto conto anche di questi sviluppi, la produzione totale delle nuove FER è di 6,4 Mtoe (ovvero 74,43 TWh).

Produzione di energia elettrica
La Tabella 3 mostra l’incidenza delle varie fonti di produzione dell’energia elettrica, rinnovabile e non rinnovabile:
 

La tabella mostra ancora una cifra alquanto bassa in riferimento alla quota mondiale di energia elettrica prodotta dalle fonti rinnovabili trattate in questo lavoro (veale a dire, energia da biomassa, vento, solare fotovoltaico, mini-idrico e da rifiuti). La stessa IEA indica anche il range dei costi di produzione dei FER.
Nello specifico, presenti talune circostanze ottimali – come il design ottimale del sistema, del luogo e della risorsa – è possibile generare energia elettrica da fonti come la biomassa, il mini-idrico, l’eolico ed il geotermico a costi compresi tra 0,02 a 0,05 USD/kWh. In alcuni siti, tecnologie come biomasse e geotermico sono già competitive; diversamente, il solare fotovoltaico non ha ancora raggiunto la piena competitività sebbene, anche per questa fonte, le condizioni di mercato appaiano favorevoli, specie in riferimento al prezzo di vendita di energia al consumatore privato.^III

 

Figura 2: Costi di produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile, dati IEA 2004

 

I dati riportati in Figura 2 (Fonte: IEA) rappresentano i costi di produzione nei casi migliori e sottolineano il range ampio (zone chiare) di variazione dei costi della produzione per le varie fonti.
 

Stato degli Impianti di Energia Rinnovabili attivi e prospettive in Italia
 

Il Mercato dei Certificati Verdi per il 2003
Domanda
La domanda è definita dall’obbligo per i produttori e gli importatori di immettere nell’anno 2003 una “quota“ di energia prodotta da fonti rinnovabili pari al 2% dell’energia convenzionale prodotta o importata nell’anno 2002.
A seguito dell’acquisizione da parte del GRTN delle autocertificazioni trasmesse dagli importatori e dai produttori relative all’anno 2002, i valori della domanda per l’anno 2003, sono stati pari a 3,46 TWh (34.554 CV)

Offerta
L’offerta dei CV è costituita dai certificati relativi agli impianti CIP 6 entrati in esercizio dopo il 1° aprile 1999 a disposizione del GRTN e da quelli relativi agli impianti di privati che hanno ottenuto la qualifica di “Impianto Alimentato da Fonti Rinnovabili (IAFR)” dall’apposita Commissione del GRTN.
In base alla producibilità degli impianti qualificati a fonte rinnovabile, che sono entrati in esercizio commerciale entro il 31 dicembre 2003, l’offerta di certificati verdi da parte dei produttori privati è stata di 1,48 TWh (14.814 CV)
 

Il valore residuale di domanda (1,98 TWh corrispondenti a 19.803 certificati verdi) è stato coperto dai certificati verdi del GRTN che sono stati venduti al prezzo di 8,240 €cent per kWh (vd. Comunicato GRTN del 27 ottobre 2003) ovvero 8240 € per CV (al netto dell’IVA).

Certificati Verdi emessi nel 2003
Nel 2003 sono stati emessi, dal GRTN, complessivamente 34.617 Certificati verdi così suddivisi:
14.814 Certificati Verdi a favore di produttori privati con impianti qualificati IAFR^IV;
19.803 Certificati Verdi a proprio favore.
Gli impianti IAFR per i quali è stato emesso il maggior numero di Certificati Verdi sono gli idroelettrici (5.860 CV, corrispondenti al 39,6%), seguiti nell’ordine da geotermoelettrici (4.825 CV, corrispondenti al 32,6%), termoelettrici a prodotti vegetali o rifiuti (2.309 CV, corrispondenti al 15,6%), eolici (1.812 CV, corrispondenti al 12,2%) e fotovoltaici (8 CV, che risultano percentualmente ininfluenti). La ripartizione dei Certificati Verdi emessi per ciascuna tipologia di fonte è rappresentata nella successiva Tabella 5.
 

Per quanto attiene alla verifica annuale di ottemperanza all’obbligo, sulla base delle autocertificazioni ricevute e riferite all’anno 2002, il GRTN ha annullato complessivamente 34.554 CV (obbligo) che risultano suddivisi come indicato di seguito:
12.627 sono stati acquistati da produttori IAFR o grossisti;
2.124 sono stati emessi a fronte dell’autoproduzione dell’operatore soggetto all’obbligo;
19.803 sono stati acquistati dal GRTN.
Non risultano pertanto Operatori inadempienti.
La differenza fra i CV emessi nel 2003 a favore di produttori privati con impianti qualificati IAFR, pari a 14.814 e i CV utilizzati per la copertura dell’obbligo, pari a 14.751 è rappresentata da n.63 CV che risultano al momento invenduti.
 

Andamento del mercato di Certificati Verdi
L’obbligo di produzione di energia rinnovabile si calcola sulla produzione di energia elettrica da fonte non rinnovabile. Sulla base dell’autocertificazione ricevuta dal GRTN^V dell’energia elettrica importata o prodotta nel 2002, come anche nel 2003 con fonti non rinnovabili, viene riportata la stima dei quantitativi di energia elettrica prodotta con fonti rinnovabili da immettere sul sistema elettrico nazionale nel 2003 e 2004 rispettivamente o di Certificati Verdi equivalenti a tale immissione. Anche per la produzione dell’anno 2003 la quota rispetto alla quale valutare l’obbligo rimane fissata al 2% dell’energia autocertificata al netto della franchigia spettante a ciascun operatore.
 

Sui dati di autocertificazione presentati dagli operatori, arrotondati come detto, è stata operata la detrazione della franchigia di 100 GWh (100 milioni di kWh), spettante a ciascun soggetto. Calcolando, quindi, il 2% sul totale dell’energia autocertificata, si arriva così alla determinazione dell’obbligo di immissione per il 2003 in termini di energia elettrica o di Certificati Verdi equivalenti, con un valore del CV pari a 100 MWh (100 mila kWh).
In Tabella 7 è riportata un’analisi dell’obbligo in termini di operatori elettrici soggetti, di energia e di Certificati Verdi equivalenti, ripartendo gli operatori in tre categorie: (i) produttori, (ii) gli importatori, e (iii) gli operatori che importano e producono (“produttoriimportatori”).
In accordo con la normativa vigente, nella tabella sono indicati:
 

- i dati relativi ai “produttori” connessi alla produzione 2003 di energia elettrica da fonti non rinnovabili, al netto degli autoconsumi delle centrali e della cogenerazione;
- i dati relativi agli importatori con riferimento a dati 2003 al netto delle esenzioni che spettano alle quantità di energia elettrica prodotte all’estero da fonti rinnovabili.
 

Dalla Tabella 7 si rileva come l’energia rinnovabile, da immettere nel sistema elettrico italiano nel 2003, sia stata pari a 3.455,4 GWh, ovvero a 34.554 Certificati Verdi, da 100 MWh ciascuno (+6,9% rispetto al 2002). Da qui prende avvio il processo di emissione dei Certificati Verdi, illustrato successivamente.

Tabella 8: Obbligo di Immissione nel 2004 di Energia Rinnovabile o di Certificati Verdi equivalenti per Importatori e Produttori di Energia Elettrica da Fonte non Rinnovabile, Autocertificazione 2003 – Dati Provvisori
Importazione e Produzione di Energia Elettrica da Fonti non Rinnovabile

 

L’energia elettrica da fonte rinnovabile da immettere nel sistema elettrico italiano nel 2004 è pari a 3.823,4 GWh (+10,6% rispetto al 2003), equivalente a 38.234 Certificati Verdi, da 100 MWh ciascuno.
L’obbligo 2004 è previsto in capo a 55 operatori elettrici, così ripartiti: 24 produttori, 29 importatori e 2 “produttori-importatori”. In termini di energia, l’onere maggiore ricade sui produttori, con l’ 89%, gli importatori detengono una quota di obbligo pari al 10%; la quota residua di obbligo è per i soggetti “produttori-importatori” (1%).
 

“Il sensibile incremento della quota di energia rinnovabile da immettere nel 2004 (+10,6%) è riconducibile ad incrementi rispetto all’anno precedente delle quantità autocertificate di energia elettrica prodotta e importata nel 2003. In particolare la produzione termoelettrica autocertificata è aumentata nella misura del 6,4% mentre le importazioni autocertificate sono cresciute del 5,2%. Per le importazioni si è aggiunto l’effetto di minori quantità di energia importata dall’estero in regime di esenzione dall’obbligo, in quanto prodotta con fonti rinnovabili (-23,0%).”

Risultati qualificazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili
 

Il Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale provvede all’esame e al riconoscimento della qualifica IAFR^VI, tramite una Commissione di Qualificazione interna, nominata dal Vertice Aziendale e supportata da un segretariato tecnico di specialisti.
I risultati complessivi della qualifica degli impianti IAFR, aggiornati tutti al 31 maggio 2004, sono presentati sinteticamente nelle pagine seguenti mediante la Tabella 9 corrispondente ai diagrammi rappresentati nelle figure successive (da 3 a 8).
 

* Producibilità riconosciuta alla categoria di intervento che ha diritto ai Certificati Verdi:
- per la cat,A tale valore è il delta di producibilità rispetto alla media storica degli ultimi 5 anni
- per le cat,B, C, D tale valore è la produzione totale dell'impianto
- per le cat, BP, E tale valore si calcola attraverso le formule riportate nella procedura tecnica di qualificazione


 

Figura 3: Numero di impianti qualificati IAFR ancora in progetto al 31 Maggio 2004

 

Figura 4: Numero di impianti qualificati IAFR in esercizio al 31 Maggio 2004

 

Figura 5: Potenza di impianti qualificati IAFR al 31 Maggio 2004 già in esercizio

 

Figura 6: Potenza di impianti qualificati IAFR al 31 Maggio 2004 ancora in progetto

 

Figura 7: Producibilità di impianti qualificati IAFR al 31 Maggio 2004 già in esercizio

 

Figura 8: Producibilità di impianti qualificati IAFR al 31 Maggio 2004 in progetto

L’aumento complessivo di potenza del sistema elettrico dovuto alla realizzazione di impianti IAFR è, per la maggior parte, legato alla costruzione di nuovi impianti ed alle riattivazioni.
Infatti, l’incremento di potenza imputabile agli interventi di potenziamento e di rifacimento parziale è stimabile, rispetto alla potenza installata negli impianti preesistenti, del circa il 6 - 7%. E’ doveroso segnalare però che gli interventi di rifacimento parziale, che possono essere realizzati solo su impianti che hanno almeno trenta anni di esercizio, pur non incrementando significativamente le potenze, garantiscono un prolungamento della vita utile dell’impianto con il conseguente risultato di impedire che si riduca negli anni futuri la potenza disponibile. L’incremento di potenza dovuto infine ai rifacimenti totali è, almeno per il momento, trascurabile.
Conseguentemente, per dare risalto al suddetto aumento di potenza dovuto alla realizzazione di impianti IAFR, nella successiva è rappresentata, solo per gli impianti di nuova costruzione e per quelli riattivati, la sintesi dei dati di qualifica suddivisa per ogni fonte rinnovabile rispetto al numero, alla potenza ed alla produzione.
 

* Producibilità riconosciuta alla categoria di intervento che ha diritto ai Certificati Verdi:
- per la cat,A tale valore è il delta di producibilità rispetto alla media storica degli ultimi 5 anni
- per le cat,B, C, D tale valore è la produzione totale dell'impianto
- per le cat, BP, E tale valore si calcola attraverso le formule riportate nella procedura tecnica di qualificazione

 

Figura 9: Numero di progetti rinnovabile NUOVI o RIATTIVATI qualificati al 31 Maggio 2004 ancora in progetto

 

Figura 10: Numero di progetti rinnovabile NUOVI o RIATTIVATI qualificati al 31 Maggio 2004 già in esercizio

 

Figura 11: Potenza di impianti rinnovabili NUOVI o RIATTIVATI qualificati al 31 Maggio 2004 già in esercizio

 

Figura 12: Potenza di impianti rinnovabile NUOVI o RIATTIVATI qualificati al 31 Maggio 2004 ancora progettati

 

Figura 13: Producibilità di impianti rinnovabile NUOVI o RIATTIVATI qualificati al 31 Maggio 2004 già in esercizio

 

Figura 14: Producibilità di impianti rinnovabili NUOVI o RIATTIVATI qualificati al 31 Maggio 2004 ancora in progetto

 

Fonte Rinnovabile più importante per la Crescita
Dai dati delle Tabelle 9 e 10 – e rappresentati nelle figure che precedono [Figg. 9-14] – si può notare come il valore della produzione totale attesa per gli impianti nuovi e riattivati qualificati a progetto sia fortemente condizionato dalla realizzazione dei nuovi impianti eolici in progetto, che da soli rappresentano allo stato attuale circa il 91% dei 10,9 TWh del totale qualificato a progetto (rispetto all’installazione di nuova potenza gli impianti eolici qualificati a progetto rappresentano circa il 96% dei 4.263 MW del totale qualificato a progetto).
Questi impianti (qualificati IAFR a progetto GRTN sulla base in genere delle autorizzazioni ottenute dall’Operatore o almeno del consenso esplicito ottenuto dal Comune interessato dall’intervento) stanno incontrando, com’è noto, forti problemi nella fase relativa alle autorizzazioni amministrative, sia a livello provinciale che regionale; essi rappresentano comunque provvedimenti necessari per la realizzazione concreta degli stessi.
Verosimilmente, quindi, nei prossimi anni soltanto una quota parte dei circa 4000 MW degli impianti eolici qualificati a progetto riuscirà effettivamente ad entrare in esercizio ed ad usufruire quindi dei previsti certificati verdi.
In conclusione e tenuto conto del quadro complessivo dei risultati sopra esposti, la fonte eolica, quantunque solo una quota parte degli impianti IAFR in progetto dovesse essere realizzata nei prossimi anni, appare nel futuro determinante per l’effettivo sviluppo delle fonti rinnovabili in Italia.

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I IEA, Renewable Energy, Market & Policy Trends in IEA Countries, 2004, p. 41
II IEA, 2004
III IEA, 2004, p. 61
IV Tale valore risulta inferiore alla producibilità totale qualificata in esercizio al 31/05/2004. Infatti la producibilità di qualificazione è un valore stimato e dichiarato a progetto spesso superiore alla reale produzione dell’impianto. Inoltre la qualifica IAFR è riferita alla producibilità annua degli impianti in esercizio al 31/05/2004 mentre i certificati verdi si riferiscono alle produzioni realizzate esclusivamente nel 2003.
V Il presente capitolo è stato redatto con l’aggiornamento dei dati disponibile al 5 Luglio 2004.
VI La qualificazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili (IAFR) viene effettuata dal GRTN sulla base del Decreto MICA 11/11/1999 e del successivo Decreto MAP 18/03/2002. Il GRTN, per regolamentare e dare trasparenza al processo istruttorio previsto per la qualificazione degli impianti IAFR, ha sviluppato un’apposita procedura tecnica (edizione novembre 2002), che risulta disponibile agli Operatori sul sito internet del GRTN (www.grtn.it) nella sezione fonti rinnovabili.
La procedura tecnica prevede la formulazione al GRTN della domanda per il riconoscimento della qualifica di impianto IAFR, alla quale devono essere allegati i principali dati tecnici e documentali caratteristici sia della categoria dell’intervento (nuovi impianti, potenziamenti, riattivazioni, rifacimenti totali e parziali e co-combustione) sia della tipologia dell’impianto (idroelettrico, geotermoelettrico, eolico, fotovoltaico, a biogas, termoelettrico a rifiuti e/o a prodotti vegetali, termoelettrico con co-combustione).
In particolare la procedura descrive in modo dettagliato, per le diverse categorie d’intervento e per le diverse tipologie di centrali, le modalità di calcolo della producibilità annua che ha diritto al rilascio dei Certificati Verdi, unitamente ad altre indicazioni necessarie per la verifica di specifici interventi progettuali.
Si precisa che le categorie d’intervento previste dalla qualifica IAFR sono le seguenti:
A = Potenziamento, B = Rifacimento totale, BP = Rifacimento parziale, C = Riattivazione, D = Nuova costruzione, E = Co-combustione.