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Come evolverà il sistema elettrico italiano nel prossimo futuro?
Ennio Macchi - Politecnico di Milano
Il PNIEC (Piano Nazionale Integrato per l'Energia e l'Ambiente) elaborato nel giugno 2023 e ora al vaglio degli organismi europei prevede, unitamente a molti altri progetti, un importante incremento della diffusione di impianti per la produzione di Energia elettrica, quasi totalmente basato su due fonti non programmabili: solare fotovoltaico ed eolico. Mi pare interessante cercare di immaginare quali saranno gli effetti di questa "rivoluzione tecnologica" (nel 2030 quasi 110.000 MW di potenza installata fra solare ed eolico!) sul sistema elettrico nazionale.
Per farlo, mi baserò sui dati statistici prodotti periodicamente da TERNA. Premetto che l'analisi ipotizzerà che la rete sia in grado di trasferire la potenza dai siti di produzione agli utilizzatori con perdite trascurabili, non affrontando quindi il tema (tutt'altro che secondario!) della collocazione dei futuri impianti ad energia rinnovabile sul territorio nazionale.
UNO SGUARDO ALLA PRODUZIONE ELETTRICA ITALIANA NEL 2022
Esaminiamo (Fig.1) i dati mensili della produzione elettrica italiana relativi alle diverse fonti energetiche, che divideremo nelle seguenti categorie: solare ed eolico (le due fonti rinnovabili per cui si prevede un grande sviluppo futuro), "altre rinnovabili" (idroelettrico, geotermico e biomasse/ rifiuti organici), per cui si prevedono incrementi modesti nel futuro e infine i combustibili fossili.
Il contributo congiunto delle prime due (un contributo fortemente variabile, legato sia alle condizioni metereologiche, sia alle ore del giorno, sia infine alla stagione) è stato mediamente pari al 28% rispetto a quello dei combustibili fossili, con una punta del 52% nel solo mese di maggio. Con questi numeri, è evidente che, fatte salve le possibili congestioni locali sulla rete, le centrali alimentate a combustibili fossili sono in grado di gestire istantaneamente le differenze fra la domanda complessiva di energia e la produzione da fonti rinnovabili, siano esse programmabili o non programmabili.
Un'ulteriore dimostrazione della capacità di gestire gli effetti della produzione non programmabile modulando la produzione delle centrali a combustibile fossile (leggi: i cicli combinati a gas naturale) è data dallo scarso utilizzo delle centrali di pompaggio/turbinaggio italiane, che, come evidente dai dati in fig.2, non raggiunge mai l'1% della produzione totale mensile.
... E ALLA SITUAZIONE DEL 2030, COME DELINEATA DAL PNIEC
Come premesso, il PNIEC 2023 prevede un fortissimo sviluppo della produzione elettrica da fonti rinnovabili, in massima parte legata all'energia solare fotovoltaica e all'energia eolica on shore.
Se si confrontano le potenze previste nel 2030 a quelle installate del 2022, si trovano coefficienti moltiplicativi pari rispettivamente a 3,19 (fotovoltaico) e 2,28 (eolico), a fronte, sempre per il 2030, di un incremento della domanda elettrica complessiva assai più modesto (5,5%).
Per ricostruire quale potrà essere la produzione mensile legate alle diverse fonti nel 2030, è necessario introdurre numerose ipotesi, inevitabilmente arbitrarie, ma che, a parere dello scrivente, possono comunque fornire indicazioni di massima utili a evidenziare i forti cambiamenti derivanti dal previsto grande apporto delle rinnovabili e i problemi che tale apporto induce sul sistema.
Le ipotesi che ho adottato sono le seguenti:
1. La distribuzione delle produzioni mensili da solare ed eolico rimane invariata rispetto al 2022, ma i valori sono moltiplicati in base al rapporto delle potenze installate previsto dal PNIEC (rispettivamente 319% e 228%)
2. Le produzioni mensili delle altre fonti rinnovabili (idroelettrico, geotermico, biomasse e rifiuti organici) rimangono invariate (il PNIEC prevede modeste variazioni per queste fonti)
3. La distribuzione delle domande elettriche totali mensili rimane invariata, ma i valori sono moltiplicati in base al rapporto previsto dal PNIEC (105,5%)
4. Si annullano gli scambi con l'estero, almeno nei periodi di sovraproduzione da parte delle fonti rinnovabili.
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UNO SGUARDO ALLA PRODUZIONE ELETTRICA ITALIANA NEL 2022
Esaminiamo (Fig.1) i dati mensili della produzione elettrica italiana relativi alle diverse fonti energetiche, che divideremo nelle seguenti categorie: solare ed eolico (le due fonti rinnovabili per cui si prevede un grande sviluppo futuro), "altre rinnovabili" (idroelettrico, geotermico e biomasse/ rifiuti organici), per cui si prevedono incrementi modesti nel futuro e infine i combustibili fossili.
Il contributo congiunto delle prime due (un contributo fortemente variabile, legato sia alle condizioni metereologiche, sia alle ore del giorno, sia infine alla stagione) è stato mediamente pari al 28% rispetto a quello dei combustibili fossili, con una punta del 52% nel solo mese di maggio. Con questi numeri, è evidente che, fatte salve le possibili congestioni locali sulla rete, le centrali alimentate a combustibili fossili sono in grado di gestire istantaneamente le differenze fra la domanda complessiva di energia e la produzione da fonti rinnovabili, siano esse programmabili o non programmabili.
Un'ulteriore dimostrazione della capacità di gestire gli effetti della produzione non programmabile modulando la produzione delle centrali a combustibile fossile (leggi: i cicli combinati a gas naturale) è data dallo scarso utilizzo delle centrali di pompaggio/turbinaggio italiane, che, come evidente dai dati in fig.2, non raggiunge mai l'1% della produzione totale mensile.
... E ALLA SITUAZIONE DEL 2030, COME DELINEATA DAL PNIEC
Come premesso, il PNIEC 2023 prevede un fortissimo sviluppo della produzione elettrica da fonti rinnovabili, in massima parte legata all'energia solare fotovoltaica e all'energia eolica on shore.
Se si confrontano le potenze previste nel 2030 a quelle installate del 2022, si trovano coefficienti moltiplicativi pari rispettivamente a 3,19 (fotovoltaico) e 2,28 (eolico), a fronte, sempre per il 2030, di un incremento della domanda elettrica complessiva assai più modesto (5,5%).
Per ricostruire quale potrà essere la produzione mensile legate alle diverse fonti nel 2030, è necessario introdurre numerose ipotesi, inevitabilmente arbitrarie, ma che, a parere dello scrivente, possono comunque fornire indicazioni di massima utili a evidenziare i forti cambiamenti derivanti dal previsto grande apporto delle rinnovabili e i problemi che tale apporto induce sul sistema.
Le ipotesi che ho adottato sono le seguenti:
1. La distribuzione delle produzioni mensili da solare ed eolico rimane invariata rispetto al 2022, ma i valori sono moltiplicati in base al rapporto delle potenze installate previsto dal PNIEC (rispettivamente 319% e 228%)
2. Le produzioni mensili delle altre fonti rinnovabili (idroelettrico, geotermico, biomasse e rifiuti organici) rimangono invariate (il PNIEC prevede modeste variazioni per queste fonti)
3. La distribuzione delle domande elettriche totali mensili rimane invariata, ma i valori sono moltiplicati in base al rapporto previsto dal PNIEC (105,5%)
4. Si annullano gli scambi con l'estero, almeno nei periodi di sovraproduzione da parte delle fonti rinnovabili.
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Fonte: La Termotecnica giugno 2024
Settori: Ambiente, Cambiamento climatico, Efficienza energetica industriale, Elettrotecnica, Energia, Eolico, Fotovoltaico, Inquinamento, Rete elettrica, Rinnovabili, Solare Termico, Termotecnica industriale
Mercati: Edilizia
Parole chiave: Cambiamento climatico, Energia, Energia elettrica, Eolico, Fotovoltaico, PNIEC, Produzione di energia elettrica, Solare, Termotecnica
