Elettricità

Il sistema elettrico sta cambiando fisionomia, anche per le misure in risposta all’aumento dei prezzi, ma continuiamo a essere lontani dagli obiettivi di decarbonizzazione e di efficientamento dei consumi

Il sistema elettrico italiano sta radicalmente cambiando la sua fisionomia, “complici” le imponenti misure definite a livello comunitario, che vengono via via rafforzate per dare risposta all’aumento record dei prezzi dell’energia e alla necessità di ridurre la dipendenza energetica portata alla ribalta dalla guerra russo-ucraina. Tuttavia, siamo piuttosto lontani sia dagli obiettivi di decarbonizzazione fissati: nel 2021 quasi il 17% delle emissioni di anidride carbonica legate alla produzione di energia elettrica, che pesano per oltre un quinto (22%) su quelle complessive, derivava dall’uso di combustibili solidi, principalmente il carbone. È un quadro con luci e ombre quello che emerge dall’Electricity Market Report 2022 presentato dall’Energy&Strategy della School of Management del Politecnico di Milano.
 
I numeri
Da meno di 5 GW nel 2008 a più di 33 GW nel 2021: è la potenza installata di impianti fotovoltaici ed eolici nel nostro Paese (rispettivamente circa 22,5 GW e 11,3 GW), oltre la metà dei 60 GW totali da fonti rinnovabili. Praticamente la stessa capacità installata da termoelettrico, che invece nel 2012 era pari a 77 GW (anche se la riduzione è andata calando: -2,2 GW negli ultimi 5 anni), per il 77% da impianti alimentati a gas naturale e per il 17% da impianti a carbone, che andranno dismessi entro il 2025 (biomasse e impianti ad olio combustibile pesano il 3% ciascuno. Quanto alla quota di domanda elettrica - circa 310-320 TW/h all’anno nell’ultimo decennio - coperta dagli impianti termoelettrici tradizionali, si è ridotta dal 74% nel 2005 al 51% nel 2021, così come le relative emissioni di anidride carbonica, calate di quasi il 50% tra il 2005 e il 2021 (da 144,6 a 74,3 Mton; ma il 2021 ha registrato un’inversione di tendenza dovuta al maggiore utilizzo di gas naturale), mentre la quota di domanda soddisfatta tramite fonti rinnovabili è cresciuta dal 14% al 36%.
 “L’evoluzione delle tecnologie abilitanti, migliorate in maniera significativa negli ultimi anni, ci consente di essere ottimisti riguardo all’effettiva possibilità di raggiungere gli obiettivi di policy - conferma Simone Franzò, Responsabile dell’Osservatorio - ma allo stesso tempo non sarà facile per i diversi stakeholder disegnare un settore elettrico che al 2030 dovrà necessariamente essere molto diverso da oggi, anche provvedendo a ultimare un quadro normativo che risulta ancora incompleto sotto diversi aspetti. Una nota positiva però è rappresentata dallo spirito “collaborativo” e “proattivo” che si respira in questi mesi nonostante le difficoltà. Bisogna agire rapidamente, ma a mente fredda: le misure d’urgenza intraprese quando ormai non c’è altra scelta portano spesso a soluzioni non efficienti, mentre una corretta pianificazione per tempo darà senz’altro risultati migliori”.

Il mercato dell’energia: +815% il prezzo medio mensile del gas
La crescita del prezzo dell’energia elettrica (PUN) è stata pressoché continua a partire dal secondo semestre del 2021: un primo picco di 281 €/MWh si è verificato a dicembre, superato a marzo 2022, con lo scoppio della guerra in Ucraina, da un valore mensile medio di 308 €/MWh. In estate il prezzo è salito ancora, arrivando a oltre 540 €/MWh in agosto (+383% rispetto ad agosto 2021). Confrontando la media oraria del PUN durante i primi otto mesi del 2022, si osserva un netto allontanamento dai valori registrati negli anni precedenti. L’evoluzione del sistema elettrico negli ultimi anni ha avuto un impatto sull’approvvigionamento di servizi di dispacciamento da parte di Terna, soprattutto in termini di aumento dei volumi scambiati. Tuttavia, il trend di sostanziale crescita dei volumi verificatosi tra il 2012 e il 2020 ha registrato una battuta d’arresto nel 2021, quando i volumi scambiati si sono contratti (considerando le quantità “a salire” e “a scendere” sia nel MSD ex-ante che il Mercato del Bilanciamento) e, contestualmente, sono aumentati i prezzi medi. Osservando i dati medi mensili del MSD ex-ante e del MB “a salire” relativi al triennio 2020-2022 (fino a maggio) emerge un diverso andamento negli ultimi mesi del 2021 e nei primi del 2022: ad esempio, da gennaio  i volumi scambiati sul MSD ex-ante si sono contratti in maniera significativa rispetto ai volumi del MB e l’aumento dei prezzi registrato sul MB e sul MSD ex-ante, già in corso dalla seconda metà del 2020, si è rafforzato ancora di più da fine 2021, superando il valore di 400 €/MWh.
Questi andamenti sono giustificati soprattutto dall’aumento del prezzo del gas, dato che gli impianti alimentati a gas naturale hanno rappresentano la tecnologia “marginale” predominante su MGP. Tra gennaio 2021 e settembre 2022 il prezzo medio mensile del gas ha registrato un aumento del 815%: dopo una crescita durante la seconda metà del 2021, ha raggiunto un primo picco nel mese di marzo 2022 e un successivo massimo storico di oltre 227 €/MWh ad agosto, causato della contrazione delle forniture di gas russo.

I sistemi di accumulo: potenzialità e limiti
All’interno del rapporto viene analizzato il ruolo che i sistemi di accumulo di energia elettrica potranno svolgere nell’evoluzione del sistema elettrico, nei tre principali ambiti d’installazione - residenziale, commerciale e industriale, utility-scale (anche accoppiati a impianti di generazione) - e in funzionalità che vanno dall’energy-time shifting all’integrazione delle rinnovabili, all’abilitazione del customer energy management. Ognuna delle tecnologie di accumulo è più o meno adeguata a svolgere una data funzionalità, ma ad oggi esistono diverse alternative valide. In generale, le tecnologie di accumulo possono essere di tipo meccanico, elettromagnetico, elettrochimico e chimico: quelle maggiormente in uso attualmente sono di tipo elettrochimico (batterie a ioni di litio e a flusso di vanadio) e a pompaggio idroelettrico.
In Italia, a fine 2021 risultavano oltre 75.000 sistemi di accumulo connessi alla rete, in crescita del 130% rispetto al 2020. Le connessioni a fine giugno 2022 corrispondono a 720 MW di potenza per 1.362 MWh di capacità (ovvero un Energy-to-Power ratio medio pari a 1,9 h). Nei primi sei mesi del 2022 sono stati installati circa 47.000 SdA (+33% rispetto all’intero 2021), con forte prevalenza della tecnologia a ioni di litio, quasi unicamente di taglia residenziale per effetto del Superbonus 110%. Circa le installazioni di grande taglia, attraverso l’asta relativa al servizio di Fast Reserve, il 10 dicembre 2020, sono stati aggiudicati 250 MW di potenza di SdA, che devono entrare in funzione entro la fine del 2022. Inoltre, l’asta del Capacity Market relativa al 2024 si è distinta per l’assegnazione di una larga fetta di CDP nuova in accumulo. In particolare, a livello nazionale è stato assegnato 1,1 GW di CDP in sistemi di accumulo elettrochimico, il 29,7% del totale.
Le attese per il futuro sono piuttosto importanti. Il Piano Nazionale Italiano per l’Energia e il Clima individua obiettivi al 2030 pari a 6 GW di accumulo centralizzato (utility-scale) fra elettrochimico ed idroelettrico (con rapporto tra capacità/potenza di 8h) e 4 GW di accumulo distribuito. Tuttavia, gli “scenari congiunti Terna-Snam” indicano che per essere in accordo con gli obiettivi del Fit-for-55 saranno necessari 94 GWh aggiuntivi di capacità di accumulo, in particolare 71 TWh relativi a installazioni utility-scale, 15 TWh a impianti distribuiti e 8 GWh già assegnati tramite il Capacity Market. Quali sono le criticità? La risposta viene dagli stessi operatori del settore, consultati dall’Osservatorio: riguardo alla diffusione dei sistemi di accumulo, un primo problema è di tipo squisitamente economico, legato all’andamento del costo della tecnologia. La situazione geopolitica e gli effetti post-pandemia non ancora assorbiti, infatti, stanno avendo un impatto sulla disponibilità di risorse e sulla logistica, causando l’aumento dei prezzi anche degli storage elettrochimici, mentre tradizionalmente i costi delle batterie tendevano a decrescere. Questo problema si lega all’incertezza sui potenziali ricavi generati da un sistema di accumulo in futuro in un mercato in rapidissima evoluzione, rendendo rischiosa una valutazione di investimento. Entrambi i temi puntano sulla principale criticità connessa alla diffusione dei sistemi di accumulo, ossia la sostenibilità economica degli investimenti, la quale, con l’attuale quadro normativo-regolatorio, potrà verosimilmente essere raggiunta attraverso il cosiddetto “revenue stacking”, ossia combinando diverse linee di ricavo.

Il processo di apertura del Mercato dei Servizi di Dispacciamento
A più di tre anni dall’avvio della sperimentazione sul Progetto Pilota UVAM, emblema del processo di apertura del MSD, è stato effettuato un bilancio dei risultati finora raggiunti: dopo un iniziale rodaggio da parte degli operatori, si è ben presto registrata una forte partecipazione, che ha caratterizzato le prime due fasi del progetto. Tuttavia, durante la terza fase, nei primi mesi del 2022, l’adesione è calata, soprattutto a causa dell’aumento dei prezzi, testimoniato in prima battuta da una minore saturazione del contingente messo a disposizione nelle aste di approvvigionamento a termine, in particolare per il prodotto “serale 2”.