Le sfide del sistema energetico tra priorità politiche e modelli organizzativi

Pagina creata da Laura Mauri
 
CONTINUA A LEGGERE
Le sfide del sistema energetico tra priorità politiche e modelli organizzativi
Le sfide del sistema energetico
tra priorità politiche e modelli organizzativi
                            Stefano Clò
          Professore di Politica Economica, Dipartimento
           di Economia, Università degli studi di Firenze
                            Convegno Banca d’Italia
                   L’ECONOMIA DELL’EMILIA-ROMAGNA
                    FRA RIPRESA E CRISI ENERGETICA
                      Mercoledì 1 febbraio 2023, ore 09:30
Le sfide del sistema energetico tra priorità politiche e modelli organizzativi
Le dimensioni socio-politiche dei sistemi energetici

1. Sicurezza energetica
Continuità e accessibilità nell’erogazione dei servizi energetici, evitando discontinuità nelle forniture

                Energy Dependency Ratio (%)
                             Total

                                                               Dipendenza Energetica totale
80

                                                               • In Italia diminuisce grazie al ricorso di rinnovabili, ma
60

                                                                 resta altissima (da 82% a 76%)

                                                               • In Europa, minore dipendenza rispetto all’Italia grazie a
40

                                                                 ricorso nucleare e carbone interno,
20

                                                               • In Europa, aumento dipendenza energetica per minore
                                                                 disponibilità di fonti interne (UK, NL, PL)
 0

               90-94                         15-20

                           EU27         IT
Le sfide del sistema energetico tra priorità politiche e modelli organizzativi
Le dimensioni socio-politiche dei sistemi energetici

      1. Sicurezza energetica

                   Energy Dependence Ratio (%)
                            Natural Gas
                                                       Dipendenza Energetica del Gas
100
  80

                                                       • aumento dipendenza energetica (IT da 65% a
                                                         93%)
  60

                                                       • maggiore ricorso a questo input, maggior peso nel
  40

                                                         mix energetico
  20

                                                       • contrazione delle estrazioni sul territorio nazionale
      0

                  90-94                        15-20

                                EU27      IT
Le dimensioni socio-politiche dei sistemi energetici

 1. Sicurezza energetica

              IT Import by Partner Country (%)
                           Natural gas
                                                              • instabilità geopolitica dei partner commerciali
100

                                                              • paesi con regimi politici “distanti” dalle
  80

                                                                democrazie occidentali che non salvaguardano
  60

                                                                i diritti civili
  40

                                                              • regimi istituzionali instabili (Libia, Algeria),
  20

                                                                anti-occidentali (Iran, Venezuela, Russia) o che
      0

             2000-04                       2015-20
                                                                utilizzano l’energia come strumento di
               Algeria        Libya      Netherlands
               Other          Qatar      Russian Federation     esercizio del potere politico (Russia)
Le dimensioni socio-politiche dei sistemi energetici

  2. Prezzi energetici Accessibilità del servizio a prezzi ragionevoli per salvaguardare la sostenibilità economica
  delle famiglie e la competitività del comparto industriale
  • Aumento dei prezzi antecedente l’invasione dell’Ucraina
  • Borsa elettrica italiana è storicamente la più cara d’Europa (maggior ricorso al gas)

                                                            PSV (€/MWh)                                                                                                        Prezzi Elettrici €/MWh
                                                                                                                                                      600
250
                                                                                                                                                      500
                                                                                                                                                                                                Guerra in
200
                                                                                                Guerra in                                                                                       Ucraina
                                                                                                Ucraina                                               400

150                                                                                                                                                   300

                                                                                                                                                      200
100
                                                                                                                                                      100
50
                                                                                                                                                       0

                                                                                                                                                            gen-19

                                                                                                                                                            mag-19

                                                                                                                                                            gen-20

                                                                                                                                                            mag-20

                                                                                                                                                            gen-21

                                                                                                                                                            mag-21

                                                                                                                                                            gen-22

                                                                                                                                                            mag-22
                                                                                                                                                             lug-19

                                                                                                                                                            nov-19

                                                                                                                                                             lug-20

                                                                                                                                                            nov-20

                                                                                                                                                             lug-21

                                                                                                                                                            nov-21

                                                                                                                                                             lug-22

                                                                                                                                                            nov-22
                                                                                                                                                            mar-19

                                                                                                                                                            mar-20

                                                                                                                                                            mar-21

                                                                                                                                                            mar-22
                                                                                                                                                             set-19

                                                                                                                                                             set-20

                                                                                                                                                             set-21

                                                                                                                                                             set-22
  0
      gen-19

                                 ott-19
                                          gen-20

                                                                     ott-20
                                                                              gen-21

                                                                                                         ott-21
                                                                                                                  gen-22

                                                                                                                                             ott-22
               apr-19
                        lug-19

                                                   apr-20

                                                                                       apr-21

                                                                                                                           apr-22
                                                            lug-20

                                                                                                lug-21

                                                                                                                                    lug-22

                                                                                                                                                            ITALIA   FRANCIA     GERMANIA      AREA SCANDINAVA   SPAGNA
Le dimensioni socio-politiche dei sistemi energetici

3. Crisi Climatica e decarbonizzazione dei sistemi economici

         Concentrazione CO2 nell’atmosfera                Variazione PIL-Emissioni CO2 a livello globale

                                                                                                     PIL

                                                                                          Emissioni CO2
Le dimensioni socio-politiche dei sistemi energetici

3. Crisi Climatica e decarbonizzazione dei sistemi economici

        Unione Europea: andamento emissioni e distanza dagli obiettivi di decarbonizzazione
                       4500
             Milioni

                       4000
                       3500
                       3000
                       2500
                       2000
                       1500
                       1000
                        500
                         0
                              1978

                              2046
                              1946
                              1950
                              1954
                              1958
                              1962
                              1966
                              1970
                              1974

                              1982
                              1986
                              1990
                              1994
                              1998
                              2002
                              2006
                              2010
                              2014
                              2018
                              2022
                              2026
                              2030
                              2034
                              2038
                              2042

                              2050
                              Annual CO2 Emissions       Decarbonization Path
fonti fossili: minimo comune denominatore delle 3 priorità socio-politiche dei sistemi energetici
• Rinnovabili stanno rimpiazzando le fonti fossili nel mix energetico grazie alla riduzione dei consumi
• In 50 anni diminuite di soli 20 punti percentuali, pesano ancora per il 75% del mix energetico

Sfide della decarbonizzazione
• ridurre le fonti fossili di 70 p.p. in 30 anni
• Penetrazione del vettore elettrico in altri comparti (trasporti e riscaldamento)
• Problema della rigidità dei sistemi energetici

Consumo energetico per fonte, Europa (TWh)                         Consumo energetico per fonte, Europa (%)
Fit for 55
• riduzione delle emissioni del 55% entro il 2030
• entro il 2030 l'obiettivo di produrre il 40% dell’energia europea da fonti rinnovabili

REPowerEU
• Aumento obiettivi di risparmio ed efficientamento energetico
• accelerare la diffusione delle energie rinnovabili
• aumentare dal 40% al 45% l'obiettivo principale per il 2030 per le rinnovabili
• raddoppiare la capacità solare fotovoltaica entro il 2025 e installare 600 GW entro il 2030

politica energetica regionale (Patto per Lavoro e Clima, Strategia Regionale Agenda 2030 per Sviluppo Sostenibile)
• obiettivo di riduzione delle emissioni del 55% e target rinnovabili fino a 50-60% entro il 2030
• passare al 100% di energie rinnovabili entro il 2035
• decarbonizzazione prima del 2050
Francia: la risposta della politica alla crisi petrolifera degli anni ‘70
Rivoluzione del sistema energetico: on 10 anni il nucleare copre più del 50% del mix energetico nazionale
Fattibilità grazie al modello organizzativo del dopoguerra: Monopolio Pubblico Integrato

                                                              • Impresa pubblica strumento di politica
                                                                industriale per l’attuazione di obiettivi di
                                                                interesse generale
      1975-1985:
      +1128% (+205 TWh)                                       • pubblico svincolato da obiettivi di
                                                                performance di breve periodo tipici
                                                                dell’impresa quotata

                                                              • Divergenza tra pubblico e privato nelle
                                                                strategie di prezzo e di investimento

                                                              • Assenza di concorrenza favoriva una maggiore
                                                                certezza degli investimenti (nucleare in declino
                                                                nel contesto concorrenziale)
Sistemi energetici: Evoluzione del modello organizzativo verso un nuovo paradigma
Riforme esterne (mercato) e riforme interne (governance)
• Apertura dei mercati e liberalizzazione
• Riduzione dei contratti di lungo periodo e prezzi definiti da mercato spot
• Cessione quote di mercato
• Separazione verticale
• Privatizzazione
• Imprese miste e quotazione in borsa

                                        Italia                         Francia
  Ex-monopolitsta                      Enel SpA                         EDF
  Controllo Pubblico
Quale compatibilità tra il nuovo modello organizzativo e gli obiettivi socio-politici?
• Da riforme nuove spinte all’efficienza, cicli di investimenti
• Liberalizzazione necessaria per la diffusione rinnovabili: modello decentrato di generazione distribuita

Ma….
• I mercati hanno la capacità intrinseca di perseguire gli obiettivi socio-politici?
• Rinnovabili più pulite ma meno profittevoli: logiche di mercato favoriscono una penetrazione delle rinnovabili?
• Strategie di investimento di operatori quotati in borsa allineati agli obiettivi socio-politici?

Chiariti gli obiettivi socio-politici, quali strumenti ha a disposizione la politica per garantirne il perseguimento?
Penetrazione Rinnovabili
• Tradizionale ricorso a strumenti di prezzo: carbon price + sussidi alle rinnovabili
• “Italy has promoted one of the most impressive photovoltaic supporting scheme in the world” (IEA 2011)
• “Italy holds the world record when looking at the number of systems connected to the grid” (IEA 2013)

                                                Eolico e PV - Capacità Cumulata (MW)
                                   35000

                                   30000

                                   25000

                                   20000

                                   15000

                                   10000

                                    5000

                                      0
                                           1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
                                    Fonte: Terna – Dati Storici
Costo di produzione elettrica da diverse fonti

                                            Meccanismi di sostegno hanno promosso la
                                            diffusione delle FER

                                            Economie di scala e technological learning curves
                                            hanno favorito una drastica riduzione dei costi delle
                                            rinnovabili

                                                    Ma allora perché gli investimenti in
                                                    rinnovabili rimangono inadeguati
                                                          rispetto gli obiettivi di
                                                            decarbonizzazione?

   Fonte: Lazard LCOE analysis
Potenza installata di fotovoltaico – andamento storico e obiettivi PNIEC
Investimenti medi annui nel periodo 2020-2030 dieci volte investimenti medi annui del periodo 2014-2019
Obiettivi al 2030 definiti nel PNIEC: Non considerano inasprimento dovuto a FitFor55 & RepowerEU

Divergenza tra investimenti di mercato e obiettivi della politica: perché?

                  Italia – Capacità installata di fotovoltaico: trend storico vs target PNIEC (GW)

                                                            4.7 GW/yr

                               0.4 GW/yr
Penetrazione Rinnovabili
2000-2003: stazionarietà capacità vs aumento domanda → black-out
2004-2008: Aumento capacità produttiva CCGT e aumento domanda
2009-2012: Incentivi FER e crollo domanda → overcapacity
2013-2020: calo strutturale domanda, Riduzione investimenti termo, stazionarietà delle rinnovabili

             150    Potenza Efficiente Lorda (GW, sx) e Consumi elettrici (TWh, dx) 350
                                                                                       340
             130
                                                                                       330
             110                                                                       320
                                                                                       310
              90
                                                                                       300
              70
                                                                                       290

              50                                                                       280
                                                                                       270
              30
                                                                                       260
              10                                                                       250

                   2011

                   2013
                   1998
                   1999
                   2000
                   2001
                   2002
                   2003
                   2004
                   2005
                   2006
                   2007
                   2008
                   2009
                   2010

                   2012

                   2014
                   2015
                   2016
                   2017
                   2018
                   2019
                   2020
                         Idro     tradizionali    eolico PV geo    Consumi elettrici         Fonte: Elaborazioni su dati GME
                                                                                             e Terna
Penetrazione Rinnovabili: effetto sui mercati
FER: raddoppio della generazione elettrica

Termo: effetto spiazzamento da contrazione domanda elettrica e aumento rinnovabili
                                  Vendite di energia elettrica nel MGP per fonte (%)

                         100%
                          90%
                          80%
                          70%
                                                                                                          57 55 54
                          60%                                                           53 48 54 57 61 55
                                                     59
                          50%   69 72 73 69 65 65 64
                          40%
                          30%
                          20%                                                           34 38 34 34 32 36 36 38 37
                          10%                        26
                                15 14 12 17 20 21 21
                           0%
                                                     2008

                                                                                 2012
                                2005
                                       2006
                                              2007

                                                            2009
                                                                   2010
                                                                          2011

                                                                                        2013
                                                                                               2014
                                                                                                      2015
                                                                                                             2016
                                                                                                                    2017
                                                                                                                           2018
                                                                                                                                  2019
                                                                                                                                         2020
                                                                                                                                                2021
                                                      FER            Tradizionali                 Imp Nette

                                                        Fonte: Elaborazioni su dati GME
Penetrazione Rinnovabili: effetto sui mercati
Rinnovabili: costi fissi coperti dagli incentivi
Entrano in borsa a Costo Marginale nullo
Merit Order Effect: spiazzamento delle tecnologie marginali più costose e riduzione dei prezzi di borsa
Effetto incrociato: Aumento della componente regolata della tariffa (A3) e riduzione della componente di mercato

                                                                                         D2

  P1                                                       P1

                                                           P2
                                                           P3
Penetrazione Rinnovabili
Andamento prezzi
• Calo strutturale della domanda
• Eccesso di capacità produttiva
• Ricomposizione del mix produttivo a favore delle FER
Rinnovabili e distribuzione oraria: effetto sui prezzi
Distribuzione oraria generazione PV non uniforme – concentrazione nelle ore diurne
Riduzione dei prezzi: concentrazione nelle ore diurne → Ricavi unitari PV inferiori del prezzo medio

Effetto cannibalizzazione
più le rinnovabili aumentano, maggiore è la riduzione dei prezzi e dei relativi ricavi unitari
Se alle ore 14:00 tutta la domanda è coperta da PV, prezzo crolla a zero e così i ricavi unitari PV
Quale compatibilità tra fonti a costi marginali nulli e una borsa con un marginal price system?
Problema strutturale per investimenti
                            7500                                                   100
                                                                                   95
                            6500                                                   90
                            5500                                                   85
                                                                                   80
                            4500                                                   75
                                                                                   70
                            3500                                                   65
                            2500                                                   60
                                                                                   55
                            1500                                                   50
                                   1   3    5   7   9   11 13 15 17 19 21 23
                                       Vendite Solare MWh (sx)   PUN €/Mwh (dx)
Rinnovabili e termoelettrico: sostituti o complementi?
• Sostituti nel mix elettrico: al crescere del PV diminuisce il gas
• Complementari nella capacità: al crescere della capacità PV deve crescere la capacità Gas
   – PV: non stoccabilità. Contributo nullo nelle ore serali
   – PV: intermittenza e non programmabilità.
   – Bisogno di back-reserve capacity: Se aumenta potenza PV deve aumentare anche la potenza Gas per
      rimpiazzare il PV quando non è disponibile

Termoelettrico:
• bisogno di un aumento di capacità, ma riduzione del tasso di utilizzo
• Missing money: System Marginal Price non offre segnali di prezzo adeguati. Garantisce la copertura dei costi
   marginali ma non in grado di garantire una remunerazione dei costi fissi
• Effetto spiazzamento quantità: schiacciati tra domanda in calo e FER in aumento
• Effetto prezzi: calo da penetrazione FER solo in parte mitigato da strategie di prezzo (peack serale e MSD)
• Soluzione: capacity market e ritorno alla pianificazione degli investimenti da parte di Terna. copertura dei costi
   fissi al di fuori dei meccanismi di borsa
Rinnovabili: Problema strutturale degli investimenti

Quale ruolo della politica?

Stato Regolatore
indirizza il mercato dall’esterno (meccanismi di incentivazione, ma anche permitting)

Stato Acquirente
indirizza il mercato dall’interno: sussidi alla R&D 1% del PIL; Acquisti pubblici pari al 15% del PIL (Green Public
Procurement, Public Procurement for innovation)

Stato Imprenditore
Indirizza il mercato dall’interno: enti centrali o locali azionisti delle principali imprese energetiche (allineamento tra
gli obiettivi politici e gli obiettivi delle imprese a controllo pubblico
     • HERA: fotovoltaico ed eolico: 1% della capacità installata
     • ENEL: Solare ed Eolico: 3% della generazione elettrica in Italia nel 2022

Stato regista
Ruolo di facilitazione e intermediazione tra gli stackholders nei territori
Stato Regolatore
• La riduzione dei costi non rendono necessari ulteriori strumenti economici di incentivazione

• Procedure autorizzative
   – uno dei principali ostacoli agli investimenti in rinnovabili e relative infrastrutture.
   – Maggioranza dei progetti ancora in attesa del giudizio di compatibilità ambientale
   – Forte opposizione locale (maggioranza di pareri negativi da parte di regioni e Ministero dei beni culturali)
   – Lunga durata degli iter autorizzativi (media di 7 anni): molti progetti autorizzati non vengono infine attuati

• EU solar energy strategy, European Solar Rooftops Initiative, Recommendation on fast permitting
   for renewable energy projects
    – deadline di 3 mesi per impianti installati su strutture esistenti
    – Ridurre lentezza e complessità delle procedure di autorizzazione defined, accelerated and as short as possible deadlines
       for all the steps required for the granting of permits (…) Member States should establish binding maximum deadlines for all relevant stages
       of the environmental impact assessment procedure
    – FER riconosciute come interesse pubblico prevalente. most favourable procedure available in their planning and
      permit-granting procedures as renewable energy projects are of overriding public interest and serving public health and safety
    – Definizione di zone idonee con procedure di autorizzazione abbreviate e semplificate
Rinnovabili: Problema strutturale degli investimenti

effetto cannibalizzazione
• System Marginal Price non è in grado di garantire una remunerazione dei costi fissi
• Problema sembra non impellente agli attuali prezzi, ma aumento FER può comportare una riduzione dei prezzi
• Soluzione: Decoupling Bisogna disaccoppiare le rinnovabili dai meccanismi di borsa

Soluzione 1: Power Purchasing Agreement
• contratti di lungo periodo in cui è fissato il prezzo di fornitura di energia da PV
• Garantiscono la copertura dei costi fissi per l’investitore
• Meccanismo assicurativo per gli acquirenti dalle fluttuazioni e dai picchi dei prezzi elettrici
• Favorisce il decoupling delle rinnovabili dal mercato elettrico

• Stato Acquirente può rappresentare un partner affidabile per lo sviluppo di questi strumenti
Soluzione 2: Comunità Energetiche Rinnovabili
Default: Energia rinnovabile non auto-consumata è immessa in rete
• remunerativo, ma problematico con tassazione extra-profitti o copertura integrale della domanda da rinnovabili

Comunità energetica: Energia rinnovabile non auto-consumata è condivisa all’interno della comunità energetica
• Membri potenziali se afferenti alla medesima cabina primaria
• Meccanismo di decoupling delle rinnovabili dal mercato elettrico

Doppio beneficio per i membri della comunità
• Energia condivisa nella comunità acquistata costo fisso per un numero considerevole di anni
    – Meccanismo assicurativo contro fluttuazioni e picchi di prezzo
• Incentivo di 110-120 €/MWh da ripartire tra i membri per la quantità di energia prodotta e condivisa
    – Ottimizzazione dei profili di consumo e produzione della comunità (dimensione impianto, numero e tipologia dei membri)

Ruolo degli enti pubblici
• Ruolo di regia e intermediazione tra gli stackholder del territorio
• Partner come membro della comunità
• Facilitatore attraverso lo sviluppo di kit-tools e soluzioni di default per facilitare l’implementazione
Grazie per l’attenzione!

 Stefano.clo@unifi.it
Puoi anche leggere