Transizione energetica è per tutti sinonimo di fonti rinnovabili.
Tuttavia, a chi osserva il settore elettrico più da vicino, non sfugge che lo sviluppo delle rinnovabili deve essere sostenuto da una sufficiente quota di capacità programmabile.
Su Tip abbiamo già parlato di affidabilità del sistema elettrico, di bilanciamento delle rinnovabili, di strumenti per gestire le emergenze. Ma cosa può davvero succedere in un mercato elettrico quando l’offerta non incontra la domanda?
Ci sono stati casi in cui sistemi elettrici a forte penetrazione di rinnovabili hanno sperimentato difficoltà di gestione del fabbisogno, arrivando persino a blackout o a pesanti interruzioni programmate dell’elettricità.
Uno degli esempi più noti è sicuramente quello avvenuto in Australia del Sud nel settembre del 2016. In quell’occasione il sistema, che faceva affidamento su una quota importante di impianti rinnovabili, ha ceduto di fronte eventi metereologici avversi, tra cui due tornado e una terribile tempesta elettrica, che hanno danneggiato sia linee di trasmissione che turbine eoliche. L’infrastruttura elettrica, che dipendeva fortemente dall’eolico (il 70% del fabbisogno in quel momento), ha avuto difficoltà a compensare rapidamente la perdita di produzione, portando, infine, al blackout e a quello che viene chiamato “Black Start”, un vero e proprio riavvio della rete.
Un ulteriore esempio, di cui abbiamo già parlato per il particolare allineamento degli eventi, è quello del Texas dell’inverno del 2021. Questo episodio è stato innescato da una combinazione di fattori, tra cui una tempesta di neve particolarmente intensa e prolungata nel tempo che ha coinvolto l’intero Stato. Le temperature rigide hanno portato ad un aumento della domanda per il riscaldamento, mentre le turbine eoliche venivano bloccate dal ghiaccio.
Questo evento ha certamente messo in luce la vulnerabilità del sistema energetico texano che in quel momento critico non ha potuto disporre di risorse programmabili sufficienti perché gli impianti termoelettrici non erano stati adeguati.
Anche l’Italia nell’estate del 2022 ha corso rischi concreti a fronte del sovrapporsi di alcuni eventi metereologici straordinari, che hanno trovato l’apice il 25 luglio. Le temperature fin troppo elevate per la media stagionale e la persistente siccità – che nel corso dell’anno aveva già messo in difficoltà la produzione idroelettrica – hanno causato difficoltà importanti nel raffreddamento degli impianti posizionati sul Po.
A peggiorare la situazione, il livello di importazioni ridotto di energia dalla Francia in seguito all’indisponibilità di alcuni impianti nucleari e alla forte richiesta interna.
Lo stesso gestore di rete ha evidenziato che, in alcuni giorni di fine luglio 2022, il margine di adeguatezza del sistema era pari a 0. Nel caso in cui un solo impianto, di quelli disponibili, fosse venuto meno, si sarebbe potuto generare un blackout.
Il rischio è che i fattori citati possano riproporsi congiuntamente anche nel prossimo futuro e con maggiore intensità. Proprio per questo è necessario che si lavori su soluzioni e strumenti che vadano a supportare sia lo sviluppo delle fonti rinnovabili che la stabilità della rete.
SUPPORTARE LA TRANSIZIONE
In questa fase di sviluppo delle fonti rinnovabili, le sfide sono emerse rapidamente, evidenziando la necessità di una transizione accompagnata. Risulta quindi necessario il sostegno di una capacità che sia modulabile, come il gas, i sistemi di accumulo e il demand side response al fine di riuscire a compensare l’intermittenza delle rinnovabili.
Ma quali strategie sta usando l’Europa, e l’Italia, per accompagnare la transizione e diversificare il mix energetico? Alcuni strumenti, previsti da Terna, esistono già e sono in fase di modifica, mentre altri stanno prendendo vita.
Conosciamo già il Capacity Market, un meccanismo utilizzato per garantire la flessibilità e finalizzato ad assicurare l’adeguatezza del sistema elettrico. Gli operatori, principalmente termoelettrici, che partecipano al mercato in questione offrono, tramite asta, una determinata quantità di capacità di produzione elettrica (MW) in cambio di un premio.
Il meccanismo è stato recentemente dichiarato strutturale dall’Unione Europea, segno che tale strumento viene percepito come sempre più essenziale per sostenere la transizione con risorse programmabili adeguate.
In Italia, il mercato della capacità è entrato in funzione due anni fa e oggi è in gestazione la nuova disciplina che sarà quella di riferimento per le aste 2025-2027.
Tra le nuove proposte di modifica si legge un aumento del livello massimo del premio riconosciuto agli impianti, da 33mila euro/MW/anno, fino ad almeno 39mila, a seguito di un adeguamento ai tassi di inflazione pubblicati dalla BCE. Un’ulteriore proposta di Terna è quella di effettuare anche l’asta per il 2028.
IL MACSE
Uno degli strumenti neonati, invece, è il MACSE, il Meccanismo di Approvvigionamento di Capacità di Stoccaggio Elettrico.
Attraverso l’incentivazione di nuovi impianti di accumulo, il meccanismo ha l’obiettivo di migliorare lo sfruttamento delle fonti rinnovabili non programmabili traslandone la produzione nel tempo (servizio di time-shifting) e allo stesso tempo contribuire a fornire servizi di dispacciamento. Le due tecnologie utilizzate nel MACSE sono il pompaggio idroelettrico e le batterie a litio.
Il Meccanismo che prevede la partecipazione degli operatori tramite aste con tempistiche differenti a seconda della tecnologia utilizzata, permette lo scambio di risorse per mantenere l’equilibrio tra domanda e offerta di energia in tempo reale, regolato da contratti di time shifting al quarto d’ora. In pratica, gli impianti selezionati nelle aste forniranno tali servizi a Terna che poi, aggregandoli, potrà renderli disponibili al sistema.
INTERVISTA A VIRGINIA CANAZZA, PARTNER MBS CONSULTING
Per approfondire questi due strumenti abbiamo chiesto a Virginia Canazza, Partner di MBS Consulting, di raccontarci le opportunità e le sfide che ci aspettano.
Perché le prossime aste del Capacity Market e del MACSE sono importanti per il futuro del nostro sistema elettrico?
Perché in realtà il mercato potrebbe non riuscire a dare dei segnali sufficienti per guidare investimenti in nuova capacità che serve o mantenere in vita la capacità che serve.
Il Capacity Market e il MACSE contribuiranno a garantire la sicurezza e l’adeguatezza del sistema elettrico italiano, promuovendo allo stesso tempo l’integrazione delle fonti rinnovabili e dei sistemi di accumulo energetico.
In uno scenario di mercato in cui le fonti rinnovabili non programmabili, solare ed eolico, aumentano progressivamente la loro consistenza nel mix energetico, il Capacity Market è un meccanismo che consente di continuare a garantire la disponibilità di capacità affidabile di generazione elettrica per soddisfare la domanda energetica. Tendenzialmente il sistema attuale è adeguato ma l’adeguatezza è messa a rischio dal fatto che 1/3 degli impianti CCGT a gas marginali sul mercato (circa 10 GW di capacità programmabile) presenta una situazione di missing money, date condizioni sempre più competitive su MGP e MSD. E il sistema non può fare a meno di questa quota di capacità nell’orizzonte delle prossime aste.
Il MACSE è un’asta promossa dal gestore della rete di trasmissione Terna per l’acquisizione di capacità di stoccaggio energetico. Questo meccanismo assegnerà contratti a lungo termine a progetti di stoccaggio energetico, rendendo la loro capacità disponibile agli operatori di mercato. In cambio, i progetti riceveranno premi annuali per coprire i costi di investimento e operativi.
Nessuno ad oggi ha ancora investito nelle batterie senza un incentivo a sostegno perché il mercato dà ancora segnali insufficienti alla piena copertura degli attuali costi di investimento: l’incertezza di mercato e regolatoria non crea un contesto chiaro per gli investimenti e le banche richiedono un ricavo garantito per il project financing.
Pertanto, il MACSE serve in questo momento per aiutare il mercato il storage a decollare in modo coerente con lo sviluppo rinnovabile.
Qual è il ruolo dei cicli combinati a gas nel percorso di transizione energetica?
È un ruolo strategico di sostegno alla transizione energetica verso un mix di generazione rinnovabile, garantendo nel medio termine la sicurezza e l’adeguatezza del sistema elettrico e contribuendo a evitare segnali di scarsità sul mercato (che potrebbero comportare forti picchi di prezzo).
Infatti, i CCGT sono la tecnologia marginale sul mercato nella prevalenza delle ore, che garantisce la copertura del picco di domanda e che, finché lo storage non sarà in campo e utilizzato in modo maturo, fornisce insieme all’idroelettrico i servizi di regolazione su MSD.
Qual è l’esempio più recente dell’essenzialità di questa tecnologia per l’adeguatezza del nostro sistema elettrico?
Il Report Terna 2023 sull’adeguatezza del sistema elettrico italiano mostra che il margine minimo di adeguatezza, ha raggiunto nel 2022 il valore zero.
Quest’ultimo si è registrato nelle giornate del 25, 26 e 27 luglio 2022 durante le quali il picco dei consumi elettrici (55 e i 57 GW) dovuto alle alte temperature è stato concomitante a una riduzione dell’import dall’area continentale europea, connessa a elevati consumi in Europa centrale e al prolungarsi delle manutenzioni di parte della capacità nucleare francese.
In questa situazione, fenomeni diffusi di alta temperatura allo scarico, fermate o forti limitazioni delle centrali sul Po per insufficienti valori del livello e di portata dei canali delle opere di presa, a causa dalla prolungata siccità, hanno provocato la riduzione della disponibilità dei CCGT fino all’annullamento dei margini di sicurezza, mettendo seriamente messo a rischio la tenuta del sistema elettrico.
In conclusione, le esperienze provenienti da diverse parti del mondo, ma anche i nuovi strumenti su cui si sta lavorando in Italia, non fanno altro che ribadire l’importanza di diversificare il mix energetico, integrando fonti rinnovabili con risorse programmabili, investendo in nuove tecnologie e lavorando su soluzioni regolatorie che vadano ad aumentare la modulabilità del parco impianti, diminuire le emissioni e accompagnare la transizione verso l’obiettivo desiderato.