La produzione di energia elettrica in Italia (PARTE 1)

Inanzi tutto vi dico subito che è un argomento moooolto vasto e l'articolo che ho preparato è di conseguenza lunghetto... Vi assicurò, però, che vale la pena dargli un'occhiata per avere una giusta visione della produzione energetica italiana. Per semplificarvi le cose ho diviso in 2 parti il post.

Bene ora affrontiamo questa tematica molto importante e problema di tutti!
Perché problema?  Semplicemente poiché in Italia la produzione di energia elettrica avviene per circa il 75% con l'utilizzo di fonti energetiche non rinnovabili (i famosi combustibili fossili quali carbone, petrolio e gas naturale) in gran parte importati dall'estero e in misura minore con fonti rinnovabili; il restante fabbisogno elettrico viene coperto con l'acquisto di energia elettrica dall'estero, trasportata nel paese attraverso l'utilizzo di elettrodotti e diffusa tramite la rete di distribuzione elettrica.

Consumi, potenza richiesta e potenza installata

L'Italia nel 2010 ha avuto consumi per circa 346.223 GWh di energia elettrica. Tale dato è il cosiddetto "consumo o fabbisogno nazionale lordo" e indica l'energia elettrica di cui ha bisogno il Paese per far funzionare qualsiasi impianto o mezzo che abbisogni di energia elettrica. Il dato di consumo nazionale lordo contiene una percentuale pari al 12,9% di energia importata dall'estero (ovvero, al netto delle esigue esportazioni, circa 44.160 GWh annui nel 2010), che incide per il 13,4% sul valore dell'energia elettrica richiesta

Per quanto riguarda invece la potenza richiesta, l'Italia ha bisogno mediamente di circa 39,5 GW di potenza elettrica lorda istantanea. Tali valori oscillano tra la notte e il giorno mediamente da 22 a 52 GW, con punte minime e massime rispettivamente di 20,7 e 56,4 GW. Tali valori, tuttavia risentono della riduzione della richiesta di energia riscontrata negli anni 2008-2009 e solo parzialmente recuperata nel 2010 a causa della crisi economica internazionale; il picco della potenza richiesta si è difatti avuto nel 2007 con la punta massima di 56,82 GW.

Il fabbisogno nazionale lordo di energia elettrica è stato coperto nel 2010 per il 67,2% attraverso centrali termoelettriche che bruciano principalmente combustibili fossili in gran parte importati dall'estero (di questi piccole percentuali - inferiori al 2% - fanno riferimento a biomassa, rifiuti industriali o civili e combustibile nazionale). Un altro 20,6% viene ottenuto da fonti rinnovabili (idroelettrica, geotermica, eolica e fotovoltaica) per un totale di energia elettrica di produzione nazionale lorda di circa 302.062 GWh annui (2010). La rimanente parte per coprire il fabbisogno nazionale lordo (346.223 GWh) è importata dall'estero nella percentuale già citata del 12,9%.

Per quanto riguarda la potenza installata (ovvero la potenza massima erogabile dalle centrali), l'Italia è tecnicamente autosufficiente; le centrali esistenti a tutto il 2010 sono infatti in grado di erogare una potenza massima netta di circa 106 GW contro una richiesta massima storica di circa 56,8 GW (picco dell'estate 2007) nei periodi più caldi estivi. Secondo i dati 2010 tale potenza massima teorica non è quindi stata sfruttata interamente e la potenza media disponibile alla punta stimata è stata di 69,3 GW. La differenza tra la potenza teorica massima e la stima della potenza media disponibile è in parte dovuta a diversi fattori tecnici e/o stagionali (tra questi vi sono guasti, periodi di manutenzione o ripotenziamenti, così come fattori idrogeologici per l'idroelettrico o stime riguardanti l'aleatorietà della fonte per l'eolico e il fotovoltaico, ma anche il ritardo nell'aggiornamento delle statistiche sulle centrali), mentre in parte è dovuta anche al fatto che alcune centrali (soprattutto termoelettriche) vengono tenute ferme "a lungo termine" in quanto, come detto, con gli impianti in esercizio si è già in grado di coprire la richiesta. In particolare, secondo la definizione di Terna, la potenza media disponibile alla punta è la potenza che è stata erogata in media dagli impianti di generazione per far fronte alle punte giornaliere del periodo invernale.

Nonostante le suddette situazioni contingenti e/o stagionali, vi è una sovrabbondanza di impianti di produzione, già cresciuti del 28,8% fra il 2002 ed il 2008: Terna prevede che il carico massimo in caso di "estate torrida" nel 2019 sarà pari 72 GW in uno scenario definito "di sviluppo", cioè nelle condizioni di maggior consumo e minor risparmio ed efficienza energetica.

  

Tipologie di fonti energetiche primarie utilizzate

Energie non rinnovabili

Come abbiamo detto la produzione non rinnovabile italiana è costituita esclusivamente dalla produzione di energia attraverso la combustione di combustibili fossili in centrali. Tale aliquota costituisce il 76,5% della produzione totale nazionale, il 69,9% dell'energia elettrica richiesta e al 66,7% del fabbisogno nazionale lordo.

Secondo le statistiche di Terna, società che dal 2005 gestisce la rete di trasmissione nazionale, la maggior parte delle centrali termoelettriche italiane sono alimentate a gas naturale (66,2% del totale termoelettrico nel 2010), carbone (17,2%) e derivati petroliferi (4,3%). Percentuali minori (circa il 2%) fanno riferimento a gas derivati e a un generico paniere di "altri combustibili" solidi (circa il 10,4%) in cui sono comprese diverse fonti combustibili "minori", sia fossili che rinnovabili (biomassa, rifiuti, coke di petrolio, Orimulsion, bitume e altri).

È da notare come le percentuali relative ai tre principali combustibili siano cambiate radicalmente in pochi anni (1994-2007); solo nel 1994, gas naturale, carbone e petrolio "pesavano" rispettivamente il 22%, l'11% e il 64%. Si può notare come, accanto ad un discreto aumento dell'utilizzo del carbone, ci sia stata una radicale inversione dell'importanza relativa tra petrolio e gas naturale, il cui utilizzo è cresciuto fortemente sia in termini assoluti che percentuali. Oggi gran parte delle centrali termoelettriche vengono concepite in maniera di poter utilizzare più combustibili, in maniera da poter variare in tempi relativamente rapidi la fonte combustibile (sebbene negli ultimi anni moltissimi cicli combinati non possano accettare carbone o petrolio o altri combustibili diversi dal gas).

Tale politica è conseguita da considerazioni circa il costo, la volatilità dei prezzi e la provenienza da regioni politicamente instabili del petrolio; l'Italia non dispone infatti di consistenti riserve di combustibili fossili e quindi la quasi totalità della materia prima combustibile utilizzata viene importata dall'estero. Non deve inoltre essere trascurato il minor impatto ambientale del gas rispetto al petrolio, soprattutto alla luce dei dettami del Protocollo di Kyōto e degli accordi europei in materia ambientale.

Attualmente l'Italia figura come il quarto importatore mondiale di gas naturale, proveniente principalmente dalla Russia e dall'Algeria, con quote minori da Libia, Paesi Bassi, Qatar e Norvegia; il potenziamento del gasdotto sottomarino Greenstream dovrebbe in futuro far crescere ulteriormente la quota di gas importata dalla Libia (?).

Nonostante ciò, l'Italia nel 2007 era ancora classificato come il paese europeo maggiormente dipendente dal petrolio per la produzione di energia elettrica; è inoltre il settimo importatore mondiale di petrolio e il nono importatore mondiale di carbone.

Energie rinnovabili

La maggior parte dell'energia elettrica prodotta in Italia con fonti rinnovabili deriva dalle fonti rinnovabili cosiddette "classiche". Le centrali idroelettriche (localizzate principalmente nell'arco alpino e in alcune zone appenniniche) producono il 15,8% del fabbisogno energetico lordo; le centrali geotermoelettriche (essenzialmente in Toscana) producono l'1,6% della potenza elettrica mentre tra le "nuove" fonti rinnovabili l'eolico (con parchi eolici diffusi principalmente in Sardegna, Sicilia e nell'Appennino meridionale), produce il 2,6% della potenza elettrica richiesta. Percentuali minori (sebbene in forte crescita) vengono prodotte con il solare in impianti connessi in rete o isolati (1906 GWh nel 2010, pari a circa lo 0,5% del totale, considerando anche il contributo degli impianti in Conto energia). È da notare che, per quanto riguarda la "potenza eolica" cumulata a fine 2010, l'Italia, con 5797 MW, si colloca al terzo posto in Europa (dopo Germania e Spagna) e sesto nel mondo, mentre per quanto riguarda il fotovoltaico, con 3470 MW (sempre a fine 2010), l'Italia è ancora terza in Europa (sempre dietro Germania e Spagna) e quarta al mondo. Nel corso del 2011 la potenza fotovoltaica installata sta tuttavia crescendo in maniera ancora più sostenuta, con oltre 9600 MW cumulati ad agosto 2011.

Infine, negli ultimi anni è cresciuta la quota di energia elettrica generata in centrali termoelettriche o inceneritori dalla combustione di biomasse, rifiuti industriali o urbani. Tale fonte (generalmente compresa nel computo generale delle "termoelettriche") è passata da una produzione quasi nulla nel 1992, fino a superare la quota geotermoelettrica nel 2008, per giungere fino al 2,86% dell'energia elettrica richiesta nel 2009. Circa il 37% di tale aliquota è riconducibile ad energia ottenuta a partire dai cosiddetti "RSU" biodegradabili, mentre la parte restante è relativa agli altri scarti e rifiuti o biomassa comunque di natura organica.

In conclusione, considerando tutti i contributi, la quota "rinnovabile" italiana giunge fino al 23,4% della produzione totale nazionale, al 21,4% dell'energia elettrica richiesta e al 20,4% del fabbisogno nazionale lordo. Nella conferenza europea di Berlino (2004), la UE ha stabilito i propri obiettivi riguardo alle fonti rinnovabili. Il risultato da raggiungere è quello di coprire con tali fonti, entro il 2020, il 20 per cento del consumo totale di energia.

Scambi con l'estero

Nonostante il parco centrali italiano sia in grado di coprire il fabbisogno interno, l'Italia nel 2009 è stata il primo paese al mondo per importazione netta di energia elettrica in valore assoluto (seguita dal Brasile e dagli USA). L'Italia importa una quantità di potenza elettrica media che, durante l'anno (escludendo i periodi non lavorativi), può avere un minimo giornaliero inferiore ai 4000 megawatt (fase notturna) fino ad un massimo di oltre 7500 megawatt (fase diurna), con una capacità netta trasmissibile che ha il suo minimo (3800 MW) nel mese di agosto in fase notturna e un massimo di 8000 MW in fase diurna invernale, per un totale di circa 45000 GWh netti all'anno.

Va comunque menzionato che la stessa ENEL è in alcuni casi anche comproprietaria di alcuni impianti di produzione esteri; tale elettricità sarebbe dunque in questi casi ancora dell'ENEL sebbene prodotta fuori dai confini nazionali.

L'importazione non è sempre proporzionale alla richiesta: il fabbisogno energetico italiano viene sostenuto da corrente prodotta all'estero per un'aliquota che può oscillare tra meno del 10% in fase diurna fino a punte massime del 25% durante la notte. Tale importazione avviene da quasi tutti i paesi confinanti, anche se le quote maggiori sono quella proveniente dalla Svizzera e, a seguire, dalla Francia (è da notare, tuttavia che attraverso la Svizzera viene veicolata anche parte dell'energia francese richiesta dall'Italia vista l'insufficienza degli elettrodotti diretti); considerando dunque questi due Paesi insieme, da Francia e Svizzera circa il 75% di tutta l'importazione italiana di elettricità.

Parte di questa energia (in particolare quasi il 40% di quella "svizzera" e l'87% di quella "francese") viene prodotta con centrali nucleari.

Dai dati pubblicati da Terna riguardanti il 2010 si ricava infine che l'energia elettrica importata è diminuita rispetto al 2009 (circa l'1,8% in meno), a fronte di un incremento della produzione nazionale, ripartito su quasi tutte le fonti energetiche.

Fine primo tempo....

La produzione di energia elettrica in Italia (PARTE 2)

Secondo tempo....

Problematiche

Costo

Secondo dati riferiti al gennaio 2007, in Italia la corrente elettrica per uso domestico ha il costo medio, al netto della tassazione, più alto di tutta l'Unione Europea (165,8 €/MWh); il costo medio europeo si attesta infatti attorno ai 117-120 €/MWh con un minimo in Bulgaria pari a 54,7. Includendo la tassazione, l'Italia passa - sempre in media - al secondo posto, preceduta solo dalla Danimarca e seguita da Paesi Bassi, Germania e Svezia.

Dipendenza

Considerando sia i combustibili sia l'energia elettrica importata, l'Italia dipende dall'estero per circa il 78% della propria energia elettrica per l'anno 2010. Tale valore viene dato dalla quota di generazione termoelettrica (fatto salvo i contributi relativi a combustibile nazionale, combustione di biomasse e rifiuti), più gli scambi di energia con l'estero.

Tuttavia, va osservato che, anche modificando il mix energetico, non sono possibili sostanziali variazioni di questa percentuale: che si parli di carbone, petrolio, uranio o metano, le riserve italiane sono comunque molto inferiori al reale fabbisogno, per cui l'approvvigionamento avverrebbe comunque principalmente dall'estero. In pratica, l'unica modalità di generazione dell'energia che potrebbe realmente considerarsi "interna" è quella che fa affidamento sulle fonti rinnovabili.

Questa situazione è comune alla gran parte dei paesi europei, dipendenti comunque da paesi extraeuropei per l'importazione di idrocarburi o uranio.

Complessivamente, la bolletta energetica italiana (cioè il costo complessivo sostenuto dal Paese per le importazioni nette di prodotti energetici, non solo per la generazione elettrica) nel 2010 è stato pari a 51,7 miliardi di euro, ovvero il 3,3% del prodotto interno lordo.

Ridurre drasticamente la dipendenza dalle fonti fossili sembra ad oggi estremamente difficile, in quanto in tutto il mondo industrializzato esse sono alla base della disponibilità di energia, anche nei paesi dotati di un vasto parco nucleare (la Francia ad esempio consuma complessivamente più petrolio dell'Italia). Va infatti ricordato che la produzione elettrica costituisce solo una frazione dei consumi totali di fonti fossili di un Paese, diffusamente e direttamente utilizzati anche nell'autotrazione e nella propulsione navale e aeronautica.

Le fonti energetiche rinnovabili di tipo "classico" (energia idroelettrica e energia geotermica) sono state già quasi completamente sfruttate dove ritenuto conveniente e quindi sensibili miglioramenti in questo campo non sono immaginabili.

Le fonti energetiche rinnovabili "nuove" (in particolare eolico e solare), seppure con favorevoli ratei di crescita, sono ancora lontane dal fornire contributi percentualmente significativi. Altre fonti rinnovabili molto interessanti, come il solare termodinamico (con una produzione più costante e tecnicamente meno complesso del fotovoltaico), lo sfruttamento delle onde marine o l'eolico d'alta quota, al momento sono in Italia ancora allo stato di prototipi oppure non hanno ancora raggiunto adeguata diffusione.

La combustione di biomassa è un altro settore in cui si notano buoni. Anche la termovalorizzazione di rifiuti, sebbene (come per le biomasse) non dia problemi di "non programmabilità" o di costi, non si prevede che possa in futuro fornire più che contributi comunque marginali.

Nel 2008 il governo Berlusconi ha manifestato l'intento di ritornare alla produzione di energia da fonte nucleare con la definizione della "Strategia energetica nazionale", ipotizzando la costruzione di dieci nuovi reattori, al fine di coprire fino al 25% del fabbisogno nazionale. Tuttavia nel 2011, a seguito dell'impressione provocata dall'incidente di Fukushima Daiichi, il Consiglio del ministri, con un decreto legge ha sospeso gli effetti del D.Lgs. n. 31/2010 sulla localizzazione dei siti nucleari, stabilendo inoltre una moratoria di 12 mesi del programma nucleare italiano. Solo pochi mesi dopo infine un referendum popolare, con il 54% di votanti e una maggioranza di oltre il 94%, ha abrogato le norme inerenti il nucleare del cosiddetto decreto Omnibus, determinando quindi la chiusura definitiva del nuovo programma nucleare.

Non è d'altra parte ipotizzabile una grande diffusione delle centrali termoelettriche a carbone (politica che si scontrerebbe con gli obiettivi posti all'Italia dal protocollo di Kyōto).

In conclusione la prospettiva della produzione energetica in Italia si affida inevitabilmente ad energie con derivazione da fonti rinnovabili poiché come sappiamo i combustibili fossili hanno per contro importanti svantaggi:

• sono inquinanti. Una forma di inquinamento è data dalla diffusione in atmosfera di sostanze associate naturalmente a questi combustibili. Per esempio la liberazione di anidride solforosa (SO₂) responsabile del fenomeno delle piogge acide.
• Il loro utilizzo determina un incremento della quantità di CO₂ in atmosfera, un gas non direttamente inquinante, ma oggi considerato come il maggiore imputato del surriscaldamento globale. La quantità di CO₂ emessa dipende dal tipo di combustibile utilizzato, a parità di energia prodotta il carbone produce una quantità quasi doppia di anidride carbonica rispetto al gas naturale.
• non sono risorse rinnovabili, dato che il processo di fossilizzazione della sostanza organica è estremamente lungo e la quantità che oggi si fossilizza è trascurabile rispetto ai fabbisogni energetici della società in cui viviamo.

Questo comporta un progressivo esaurimento dei giacimenti e quindi delle scorte disponibili, a fronte di un progressivo e costante aumento della domanda di energia (con conseguente aumento dei prezzi). L'aumento dei prezzi, la consapevolezza che le scorte disponibili sono destinate ad esaurirsi ed una maggiore sensibilità verso le tematiche ambientali, ha accentuato le politiche di diversificazione delle fonti dei singoli paesi, favorendo lo sviluppo di sistemi di approvvigionamento energetico alternativi ai combustibili fossili.

In più a favore del rinnovabile e del fotovoltaico in particolare vi riporto qui un dato:

il mercato del fotovoltaico ha oramai raggiunto una certa robustezza sia in termini di domanda (mondiale), sia per ciò che riguarda gli investimenti pubblici e privati in infrastrutture. In più il recente aggravio dei costi energetici sostenuti dagli utenti finali contribuisce allo sviluppo del fotovoltaico e delle energie rinnovabili in generale, in quanto avvicina i prezzi dell'energia fotovoltaica a quelli dell'energia elettrica ottenuta da fonti fossili. Se poi aggiungiamo anche il continuo sviluppo dell'efficienza delle celle fotovoltaiche, ecco che allora il quadro positivo prospettato dallo studio comincia a diventare più nitido. L'effettiva convenienza dell'energia fotovoltaica, passa proprio per la ricerca del miglioramento dell'efficienza dei moduli fotovoltaici, attualmente intorno al 15%.

Una delle ultime scoperte nel campo della ricerca dell'efficienza delle cellule fotovoltaiche è il cosiddetto effetto valanga. I ricercatori dell'Università di Tecnologia di Delft in Olanda, hanno utilizzato nanocristalli come semiconduttori, scoprendo che la capacità di produzione dei moduli solari con l'uso di questi semiconduttori viene quasi triplicata. Nei normali moduli fotovoltaici, un fotone (particella luminosa) riesce a rilasciare un solo elettrone, la creazione di questi elettroni liberi garantisce che la cellula solare funzioni e possa produrre energia. In linea teorica riuscendo ad aumentare il numero di elettroni rilasciati potremmo aumentare la resa del modulo fotovoltaico. L'effetto valanga mira proprio a questo, ovvero grazie all'utilizzo di particolari nanocristalli, riuscire a far si che il fotone arrivi a rilasciare anche due o tre elettroni. Questo potrebbe portare l'efficienza dei moduli fotovoltaici costruiti con i nanocristalli ad un massimo teorico del 44%, senza aumentare i costi di costruzione dei moduli. Se tutto ciò fosse confermato, i dati dello studio di Photon Consulting andrebbero ritoccati al rialzo e si passerebbe da un boom del fotovoltaico ad una vera e propria rivoluzione energetica fotovoltaica.
Fonti by (diversi articoli wikipedia)