Le sfide del sistema energetico tra priorità politiche e modelli organizzativi
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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 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 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 ITLe 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
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mag-22
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mar-21
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set-19
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set-21
set-22
0
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lug-19
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lug-20
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lug-22
ITALIA FRANCIA GERMANIA AREA SCANDINAVA SPAGNALe 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 CO2Le 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 Pathfonti 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 PubblicoQuale 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 StoriciCosto 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 analysisPotenza 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/yrPenetrazione 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 TernaPenetrazione 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 GMEPenetrazione 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
P3Penetrazione 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 borsaRinnovabili: 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 territoriStato 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 semplificateRinnovabili: 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’implementazioneGrazie per l’attenzione! Stefano.clo@unifi.it
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