Daniele Cocco Dipartimento di Ingegneria Meccanica Università degli Studi di Cagliari

1. La Struttura del Sistema Elettrico e dei Meccanismi di Incentivo delle Fonti di Energia Rinnovabile Master T.E.R.S.O. Daniele Cocco Dipartimento di Ingegneria Meccanica Università degli Studi di Cagliari cocco@dimeca.unica.it Cagliari, Dicembre 2008

2. Consumo Mondiale di Energia 11000 milioni di tep nel mondo Ovvero circa 5 litri/giorno a persona (circa 10 in Italia)

3. Produzione di Energia Elettrica

4. Il Bilancio Energetico Nazionale

5. Il Bilancio Energetico Nazionale

6. Il Bilancio Energetico Nazionale

7. Il Bilancio Energetico Nazionale 21,64 Rendimento medio= = 37,2% 58,21

8. Il Bilancio Energetico Nazionale

9. Il Bilancio Energetico Nazionale

10. Il Bilancio Energetico Nazionale

11. Il Bilancio Energetico Nazionale

12. Il Sistema Elettrico a Rete G Impianti di produzione Reti in Alta e Altissima tensione G U U U Reti in Media tensione Reti di distribuzione in Bassa tensione Utenti finali G U U

13. Il Sistema Elettrico Produzione in MT (fino a 25000 V Produzione Trasformatori Elevatori Reti in AT (220-380 kV) Trasporto Stazioni Ricevitrici e Cabine Primarie AT/MT Reti in AT (60-150 kV) e MT (15 kV) Distribuzione Cabine Secondarie MT/BT Reti in BT (400 V) Impiego

14. Vincoli del Sistema Elettrico • È necessario un continuo ed istantaneo bilanciamento fra l’energia prodotta e quella prelevata a causa dell’assenza di stoccaggi; • È necessario uno stretto controllo della frequenza e della tensione, nonché della massima potenza transitabile sulla rete; • La domanda elettrica sulla rete è soggetta a notevoli variabilità giornaliere, settimanali e stagionali; • Il percorso dell’energia elettrica sulla rete non è di fatto tracciabile.

15. Gestione del Sistema Elettrico • È necessaria pertanto la presenza di un soggetto che coordini la produzione delle centrali elettriche in relazione alle esigenze della rete (richieste dell’utenza, carichi sui rami, caratteristiche dell’energia, etc.), ovvero il Dispacciatore; • Fino al 1999 questo ruolo è stato ricoperto dall’ENEL che era anche l’unico soggetto autorizzato a produrre, trasportare e distribuire l’energia elettrica in Italia; • A sua volta l’ENEL è nata nel 1962 con la legge di nazionalizzazione del settore elettrico attraverso la fusione di circa 1270 diverse imprese che operavano nei settori della produzione, trasporto e distribuzione dell’energia;

16. Gestione del Sistema Elettrico Mercato dei Certificati Verdi Produttori e autoproduttori Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) Gestore dei Servizi Elettrici (GSE) Rete Elettrica TERNA S.p.A. Grossisti di energia Mercato Elettrico GME Acquirente Unico AU Distributori locali di energia Consumatori finali

17. Gestione del Sistema Elettrico • Dal 1.11.2005 la società TERNA S.p.A. ha riunito in un unico soggetto la proprietà della rete di Trasmissione e la funzione di Gestore della Rete Nazionale (prima in capo al GRTN), con il compito di mantenere, gestire e sviluppare la rete di trasporto (dispacciamento), garantendo a tutti pari condizioni di accesso alla rete ad ai suoi servizi; • Il Gestore dei Servizi Elettrici, GSE, è una S.p.A. (di proprietà del Ministero dell’Economia) con compiti di promozione e incentivazione nei settori delle fonti rinnovabili e del risparmio energetico. Il GSE è azionista unico del Gestore del Mercato Elettrico (GME) e dell’Acquirente Unico (AU);

18. La Produzione dell’Energia • La produzione e l’importazione di energia elettrica sono attività liberalizzate e non più in capo ad un unico soggetto monopolista (“Decreto Bersani” Dlgs 79/99). Dal 1° gennaio 2003 nessun operatore può produrre o importare più del 50% dell’energia elettrica prodotta o importata in Italia. Questo ha comportato la vendita sul mercato di circa il 50% delle centrali elettriche originariamente di proprietà dell’ENEL; • Attualmente, l’ENEL rappresenta ancora il maggiore produttore italiano, seguito da Edipower, Edison e Endesa (con quote dell’ordine del 7-10% della potenza elettrica lorda installata);

19. I Principali Produttori Potenza lorda dei principali produttori di energia elettrica in Italia nel 2005 Dati in MW 24,0% 2,9%

20. Bilancio dell’energia elettrica Bilancio dell’energia elettrica in Italia nel 2000 e nel 2005 Dati in GWh

21. Bilancio dell’energia elettrica Centrali Elettriche Ausiliari Consumi interni Pompaggi Generatore Import Export Rete Elettrica Perdite di rete Consumi Finali Utenti Finali

22. Il Bilancio dell’energia elettrica Bilancio per fonti nel 2000 e nel 2005 Dati in GWh Rinnov. 16,4%, di cui Idro 11,9%

23. Evoluzione storica Potenza lorda in Italia dal 1934 al 2004

24. Evoluzione storica Produzione elettrica dal 1884 al 2004

25. La Trasmissione dell’energia TERNA è una S.p.A. quotata in borsa dal 2004 che ha come attività il trasporto dell’energia elettrica e la gestione del sistema elettrico. Il pacchetto di maggioranza (30%) è detenuto dalla Cassa Depositi e Prestiti (Ministero del Tesoro). TERNA è proprietaria di oltre il 97% delle linee di trasmissione elettriche nazionali, in particolare: 9587 km di linee a 380 kV 9753 km di linee a 220 kV 19716 km di linee a 60-150 kV 357 stazioni di trasformazione e di smistamento 3 centri di teleconduzione La sua attività viene remunerata attraverso una tariffa stabilita dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG).

26. Il Dispacciamento dell’Energia La complessità del sistema a rete e i vincoli tecnici legati alla produzione, trasporto e distribuzione dell’energia elettrica rendono necessaria la presenza di un coordinatore (dispacciatore) in grado di operare il controllo su tutti gli impianti di produzione. Al dispacciatore, ovvero a Terna spetta il compito di adeguare l’offerta alla domanda, controllare la tensione e la frequenza, nell’ambito dei vincoli imposti dai flussi massimi di energia transitabili sui rami della rete. A tal fine Terna programma in anticipo (la settimana prima e il giorno prima) il piano di produzione degli impianti in relazione alla domanda attesa, secondo il criterio dei minimi costi e con un adeguato margine di riserva di capacità produttiva. In relazione poi agli scambi effettivi sul mercato, Terna opera quindi il necessario adeguamento della produzione in tempo reale agendo sulla regolazione degli impianti di riserva.

27. Il dispacciamento dell’energia Copertura diagramma orario - 8 giugno 2006

28. Il Mercato Elettrico in Italia Produttori di energia elettrica Mercato Elettrico Contratti Bilaterali (scambi di energia) Risorse per il dispacciamento Scambi di energia Grossisti Elettrici (contratti fornitura) Acquirente Unico Distributori finali Clienti Idonei Clienti Vincolati

29. I Clienti Idonei e Vincolati Cliente Vincolato: non può scegliere un fornitore di energia elettrica diverso dal distributore locale Cliente Idoneo: può scegliere liberamente il proprio fornitore di energia, esso cioè può rifornirsi sul mercato vincolato oppure su quello libero Cliente Libero: è il cliente idoneo che ha esercitato tale facoltà stipulando un contratto con un nuovo fornitore. Dal 1° Luglio 2004 sono clienti idonei tutti gli utenti finali non domestici Dal 1° Luglio 2007 sono clienti idonei anche gli utenti domestici (che potranno scegliere di rimanere vincolati)

30. Il Mercato Elettrico in Italia • Il Mercato del Giorno Prima (MGP) è un mercato nel quale gli operatori definiscono il prezzo e le quantità da scambiare il giorno successivo per ogni ora, e quindi i programmi orari di immissione e di prelievo sulla rete. Gli operatori del MGP formulano offerte di immissione e di prelievo per coppie di quantità-prezzo; • Il Mercato di Aggiustamento (MA) è successivo al MGP e serve per affinare i programmi di immissione e prelievo dell’energia elettrica; • Il Mercato del servizio di Dispacciamento (MSD) serve per approvvigionare la rete della necessaria riserva di capacità produttiva. Gli operatori formulano offerte di aumento o diminuzione di capacità produttiva per le diverse ore del giorno;

31. La formazione del Prezzo €/MWh Domanda Prezzo equilibrio Quantità di equilibrio Offerta MWh

32. Il Mercato Elettrico

33. Il Mercato Elettrico

34. Il Mercato Elettrico Scambi sul MGP nel 2004-2006

35. Il Mercato Elettrico Il Prezzo Unico Nazionale (€/MWh)

36. Il Mercato Elettrico Il Prezzo Unico Nazionale 2008 (€/MWh)

37. Il Mercato Elettrico Prezzo Unico Nazionale Dic. 2008 (€/MWh)

38. Il Mercato Elettrico La Tariffa Media Nazionale (€/MWh)

39. Il Mercato Elettrico I Prezzi Medi nei Paesi Europei

40. L’Acquirente Unico Struttura del Mercato Vincolato L’Acquirente Unico reperisce l’energia per i Clienti Vincolati. Su circa 35 milioni di utenti, 28 milioni sono utenti domestici. Fino ad oggi meno del 10% dei 7,7 Milioni di Clienti Idonei ha esercitato l’opzione ed è passato al mercato libero.

41. L’Acquirente Unico L’energia acquistata viene poi ceduta ai circa 150 distributori presenti in Italia. L’85% dell’energia viene distribuita dall’ENEL e il 15% da altri distributori.

42. Composizione Tariffa Media Al netto delle imposte

43. Composizione Tariffa Media Al lordo delle imposte

44. Il Gestore del Sistema Elettrico • Incentiva gli impianti alimentati a fonti rinnovabili e assimilate secondo il provvedimento CIP 6/92 • Incentiva la produzione di energia da impianti fotovoltaici in accordo al meccanismo del conto energia (DM 28.7.2005, 6.2.2006 e 19.2.2007) • Qualifica gli impianti alimentati a fonti rinnovabili, rilasciando loro i relativi Certificati Verdi (Dlgs 79/99) • Effettua il riconoscimento (delibera AEEG 42/2002) degli impianti di cogenerazione • Rilascia la Garanzia di Origine e i certificati RECS agli impianti alimentati a fonti rinnovabili

45. I Meccanismi di Incentivazione Viene riconosciuto un prezzo di ritiro dell’energia per un prefissato numero di anni, nonché l’obbligo per il gestore di ritirare tutta la produzione annua (CIP 6/92 e FV) Conto Energia I produttori e gli importatori hanno l’obbligo di produrre una prefissata quota di energia da fonti rinnovabili, oppure di acquistare un equivalente numero di certificati verdi emessi dai produttori di energia da fonte rinnovabile Certificati Verdi Viene riconosciuto un contributo in conto capitale, un finanziamento a tasso agevolato oppure una detrazione fiscale Altre forme

46. Energia ritirata dal GSE Dati in GWh • Dal 2005 l’energia degli impianti mini-idro (<3 MW) viene direttamente ceduta ai gestori della rete (deliberazione AEEG 34/2005) • Le eccedenze regolamentate dalla deliberazione AEEG 108/97 sono rappresentate dall’energia elettrica prodotta dagli impianti a fonte rinnovabile entrati in servizio prima del 31 dicembre 1999 (ante certificati verdi)

47. Remunerazione energia CIP 6 Dati in €/MWh La spesa complessiva nel 2005 è stata pari a circa 5800 M€ (+20 €/MWh sul totale dell’energia richiesta in rete)

48. Evoluzione energia CIP 6 La spesa per il finanziamento degli impianti CIP 6 si ridurrà drasticamente solo fra circa 10 anni (peraltro alcuni impianti alimentati con RSU devono ancora essere realizzati)

49. Il Sistema dei Certificati Verdi • Il Dlgs 79/99 impone ai produttori e importatori di energia da fonti convenzionali l’immissione di una quota obbligatoria (inizialmente il 2%, il 3,05% al 2006, con un incremento dello 0,75% annuo nel periodo 2007-2012) di energia proveniente da nuovi impianti alimentati con fonti rinnovabili (IAFR) • L’assolvimento dell’obbligo avviene mediante l’annullamento di un titolo (il Certificato Verde) conferito alla produzione di energia da fonti rinnovabili per una durata di 12 anni • I titoli vengono quindi scambiati su un apposito mercato in maniera del tutto indipendente dallo scambio dell’energia • Attraverso il sistema dei certificati verdi, gli impianti convenzionali finanziano in pratica gli impianti a fonte rinnovabile attraverso meccanismi di mercato

50. Il Sistema dei Certificati Verdi • La quota di CV viene calcolata al netto degli assorbimenti interni, per gli impianti con produzione superiore a 100 GWh, al netto della cogenerazione • I certificati Verdi vengono emessi per quote pari a 50 MWh prodotti da impianti qualificati dal GSE come IAFR • I CV sono attribuiti agli impianti IAFR, a quelli alimentati con rifiuti, con idrogeno e agli impianti di teleriscaldamento (solo per la quota effettivamente usata in teleriscaldamento) • L’obbligo dei CV può essere espletato anche mediante l’importazione di energia prodotta all’estero mediante impianti rinnovabili certificati con meccanismi analoghi ai CV