Le informazioni meteo-climatiche nel settore energetico - Matteo De Felice ENEA, Climate Modeling Laboratory
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Le informazioni meteo- climatiche nel settore energetico Matteo De Felice ENEA, Climate Modeling Laboratory
Clima o meteo? • Meteo: la temperatura media a Padova l’8 Ottobre 2011 era di 11 °C • Clima: la temperatura media in Ottobre a Padova è di 20 °C (calcolo 2000-2012) • E le previsioni?
Previsioni meteo e previsioni climatiche meteo Previsioni short-range L M M G previsioni climatiche Previsioni stagionali JJA JAS ASO OND Previsioni decadali 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Proiezioni multi-decadali 2013 ... 2030 2040 2050 2060 (climate change)
Informazioni o dati climatici? • I dati climatici a disposizione sono molti e continuano a crescere (ad es. maggiore risoluzione) • Ma i dati possono divenire informazioni utili?
Servizi climatici • Global Framework on Climate Services (GFCS) , WMO 2009 • Produzione e “traduzione” delle informazioni climatiche per contesti specifici • In Europa? Progetti (FP7 CLIM-RUN, EUPORIAS, SPECS), iniziative comunitarie (COPERNICUS), iniziative e mercati nazionali
Copernicus • Iniziativa coordinata e gestita dalla Commissione Europea • Sistemi di monitoraggio e uso dei dati per servizi e applicazioni • www.copernicus.eu
Energy Sector Vulnerability • E.g. During European 2003 heat-wave France reduced electricity export in August of 50% (EDF) […] a summer average decrease in capacity of power plants of 6.3–19% in Europe and 4.4–16% in the United States depending on cooling system type and climate scenario for 2031–2060. In addition, probabilities of extreme (>90%) reductions in thermoelectric power production will on average increase by a factor of three. (van Vliet et al., Vulnerability of US and European electricity supply to climate change, Nature Climate Change 2(9), 2012)
Un esempio di servizio - Collaborazione tra ENEA e TERNA dal 2012 - Obiettivi specifici… - …con processi iterativi: nuove risponde hanno sempre portato a nuove domande - Due argomenti: energie rinnovabili e fabbisogno elettrico
Electricity Demand • Electricity demand sensitive to weather conditions • Currently only climatological data are used for time-scales >14 days • Demand affected by “human activities” (calendar effects) and economic trends
Electricity Demand • Electricity Demand… • …and how it is affected by temperature • …and its predictability at short-time scales M. De Felice, A. Alessandri, and P. M. Ruti, “Electricity Demand Forecasting over Italy: Potential Benefits using Numerical Weather Prediction models,” Electric Power Systems Research, vol. 104, pp. 71-79, 2013.
A question… What has happened?
Observe
Electricity Demand…
E nei prossimi mesi?
Going seasonal ✦ What will be the probability of having the demand above/below the normal? ✦ Use of “statistical downscaling” of seasonal forecasts ✦ Interesting result: significant skill on some Italian regions with one-month of lead time De Felice M., Alessandri A., and F. Catalano, “Seasonal climate forecasts for medium-term electricity demand forecasting,” Applied Energy, vol. 137, pp. 435-444, 2015
A possible approach • Find the relationship between seasonal forecast patterns and observed demand Principal Component Analysis (PCA)
Seasonal Forecast VAR1 MEM1 PC1 VAR1 MEM1 PC2 ML Method VAR1 MEM1 PC3 Target (predictand) VAR_X MEM_Y PC_Z
A possible product
Next steps… Extending to Europe (ENTSO-E)
Electricity Exchange European electricity flows for Jan-Feb (left) and June-July (right) – red nodes are the main exporters and blue the main importers – Data from ENTSO-E (2003-2014)
Flows
Supply: solar power • Photovoltaics: estimate & predict How much we will produce next summer? How much are we producing now? How much we will produce tomorrow? M. De Felice, M. Petitta, and P. M. Ruti, “Short-term predictability of photovoltaic production over Italy,” Renewable Energy, vol. 80, pp. 197-204, 2015.
E nei prossimi mesi? • Work in progress • Analisi dei dataset e dei forecast disponibili
>>> matteodefelice.name/research >>> matteo.defelice@enea.it
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