Mantenere l’equilibrio nella rete elettrica europea

Mantenere l’equilibrio nella rete elettrica europea

L’integrazione dei sistemi energetici in Europa deve continuare se si desidera sostenere la stabilità della rete, scrive il Dott. Franco Rosatelli* di Ansaldo Energia, in vista dell’evento POWER-GEN Europe 2014 che si terrà a Colonia.

Fonte: PowerGen

 

Colonia, Germania. 22 marzo 2014. La liberalizzazione dei mercati energetici europei e la separazione della generazione, trasmissione e distribuzione, nella maggior parte dei paesi, hanno svolto un ruolo fondamentale per aumentare l’efficienza dei sistemi energetici a beneficio degli utilizzatori industriali e dei consumatori. I nuovi protagonisti hanno rafforzato la loro presenza nei mercati dell’energia, dotati di maggiore efficienza, una maggiore propensione per gli investimenti rispetto agli ex monopolisti.

Un  significativo miglioramento nella trasparenza dei processi decisionali a livello regionale e pan-europeo in materia di sviluppo di una rete europea interconnessa è stato reso possibile grazie alla pubblicazione del Piano decennale di sviluppo della Rete europea,  ad opera  del Network europeo dei gestori di sistemi di trasmissione di energia elettrica (ENTSO-E) nell’ambito del quadro stabilito dal Terzo pacchetto dell’Unione europea sull’energia.

Inoltre i processi per armonizzare le disposizioni a livello europeo alla luce degli sviluppi attuali e futuri del sistema sono stati regolarmente discussi, tra operatori di rete,  autorità di regolamentazione ed altre parti interessate .

Nel 2013, ENTSO-E ha pubblicato il suo ultimo Codice di Rete sui “Requisiti per i generatori”(NC RfG) e pubblicato le relative linee guida di attuazione, evidenziando l’impatto sulle tecnologie specifiche, il legame con le caratteristiche delle reti locali nonché la necessità di coordinamento tra operatori e utenti della rete.

 

Gli effetti della crisi

Sono stati indubbiamente compiuti buoni progressi sia per quanto riguarda la liberalizzazione del mercato che la politica UE, ma la crisi economica e finanziaria nel 2008/9 ha colpito in un momento in cui i sistemi energetici erano appena agli inizi del loro percorso di trasformazione.

Purtroppo, la maggior parte dei soggetti sono stati colti impreparati.

Infatti, dopo un periodo di forti  investimenti e di accelerazione  dei processi di M&A , la maggior parte di essi si sono ritrovati pieni di debiti. Questo è il motivo per cui le utility europee sono state classificate tra i settori meno performanti negli indici azionari globali degli ultimi cinque anni.

La maggior sfida ancora da affrontare rimane quella dell’integrazione delle nuove fonti energetiche  per arrivare a un mix equilibrato tra i diversi tipi di tecnologie di generazione, anche perché la stagnazione della domanda elettrica ed il conseguente deterioramento dell’equilibrio del mix di produzione potrebbe portare ad un rallentamento nel processo diintegrazione del mercato dell’energia in Europa.

In un mondo ideale l’ integrazione sicura di una  crescente quantità di energia da fonti rinnovabilied una diffusione  su vasta scala di sistemi di accumulo, sarebbero in grado di soddisfare  la domanda in qualsiasi momento e di garantire  stabilità alla rete  se supportati da  una robusta ossatura di centrali a ciclo combinato.

In realtà, la maggior parte degli impianti convenzionali necessari per sostenere  un approvvigionamento sicuro sono in funzione per un numero di ore durante l’anno a malapena sufficiente per coprire i costi di ammortamento e di manutenzione.

Questo è particolarmente vero in mercati quali l’Italia e la Germania , dove la crescita tumultuosa delle energie rinnovabili ha portato ad un significativo eccesso della  capacità di generazione .

I problemi sorti sulla rete elettrica tedesca  alla fine del 2013 a seguito  dell’elevata immissione di energia di fonte eolica hanno rafforzato le preoccupazioni  sui rischi per la stabilità della rete  derivanti da improvvise variazioni di carico associate a  fluttuazioni della potenza fornita da centrali eoliche e parchi solari.

A questo va aggiunto che il verificarsi di situazioni di prezzo negativo dell’energia elettrica dovuto all’eccedenza di disponibilità di energia da fonti rinnovabili  dà voce alla convinzione che favorire la produzione di energia verde, mantenendo un approvvigionamento sicuro e stabile , rappresenti una combinazione di obiettivi incompatibili.

 

Dal gas alle rinnovabili

Si può sicuramente dire che la maggior diffusione delle fonti energetiche rinnovabili ed il loro impatto sulle fonti di energia  esistenti  fa emergere uno scenario di notevole complessità.

La stagnazione della domanda di energia elettrica e il conseguente deterioramento dell’equilibrio nel mix di generazione potrebbe portare ad un rallentamento nell’integrazione del mercato  energetico in Europa nonché ad un aumento della bolletta elettrica e delle emissioni di CO2 a causa del crescente contributo della produzione da carbone in parallelo all’aumento delle fonti rinnovabili.

È quindi consigliabile un approccio più integrato, dato che una sovra capacità produttiva da fonti convenzionali è necessaria per controbilanciare brusche variazioni nella disponibilità delle energie rinnovabili. In questo caso, le centrali a gas naturale possono svolgere un ruolo cruciale nel garantire la stabilità e la continuità del sistema di generazione di energia.

Nei primi anni 2000, l’ attenzione si è concentrata soprattutto sulle Centrali elettriche a Ciclo Combinato o Combined Cycle Power Plants (CCPP), considerate cruciali per la liberalizzazione del mercato. Un maggiore utilizzo delle CCPP per la generazione di energia negli ultimi dieci anni può essere attribuito anche alle loro efficienze elevate, ai  brevi tempi di realizzazione ed a costi di investimento relativamente bassi.  Fino al  2010, le centrali a  gas hanno dominato,  rappresentando oltre il 50 per cento del mercato totale a livello europeo.

Negli ultimi anni tali tecnologie sono state sostituite dall’eolico e dal  solare fotovoltaico  che sono cresciute fino a rappresentare oltre il 60 per cento del mercato degli impianti per  produzione di energia.  Tuttavia, dato che la produzione di energia eolica e solare è molto variabile e dipende da fattori quali l’ora del giorno e le condizioni meteorologiche prevalenti,       una sovrapproduzione di energia convenzionale è necessaria al fine di controbilanciare queste improvvise variazioni.

 

Cambio di ruolo

In scenari in cui l’energia rinnovabile ha un accesso prioritario alla rete, centrali elettriche a combustibili fossili dovranno cambiare sempre più il loro ruolo da fornitrici di energia per il carico di base a quello di fornitrici di un back-up di energia per soddisfare picchi di domanda imprevedibili, al fine di controllare e stabilizzare la rete.

Questo cambiamento lancia una vera sfida per le centrali elettriche a combustibili fossili (sia CCPP che PCCE) e per ogni componente (turbine a gas, turbine a vapore, generatori di vapore a recupero e altre parti in pressione) in termini di miglioramento della loro flessibilità operativa per conseguire tempi brevi di accensione, arresto e riavvio.

Gli impianti dovrebbero essere in grado di funzionare al carico parziale più basso e con la massima efficienza possibile.   Inoltre saranno tenuti ad operare con variazioni di carico molto rapide a tutti i livelli di potenza e anche a operare in modalità di arresto e riavvio molto veloce,  il tutto minimizzando  emissioni e consumi di combustibile.

Questo obbliga gli  impianti ad  operare più vicini ai loro limiti progettuali, soprattutto in termini di aumento dei cicli termici. Per questo  sono in corso progetti per sviluppare  nuove tecnologie che offrano soluzioni più convenienti e altamente flessibili sia per le centrali di nuova  realizzazione che per il retrofit di quelle esistenti, rendendole in grado di gestire le fluttuazioni  delle fonti rinnovabili senza  forti riduzioni della loro durata di vita.

Tali sfide non vanno sottovalutate, ma con sviluppi tecnologici che promettono una maggiore flessibilità degli impianti e una interconnessione fisica dei sistemi energetici in tutta Europa, vi è la possibilità di sfruttare i progressi finora ottenuti e realizzare un migliore equilibrio tra elettricità conveniente, pulita e affidabile nel vecchio continente. Certo, questo sarà un tema chiave della discussione alla conferenza POWER-GEN Europe di quest’anno.

Franco Rosatelli è membro del Comitato consultivo di POWER- GEN Europe,  un comitato composto da l professionisti di punta del settore responsabili di concordare il programma di conferenze per questo evento che si terrà dal 3 al 5 giugno 2014 a Colonia, in Germania.

POWER- GEN Europe si tiene nella stessa località del Renewable Energy World Europe ed è la principale conferenza e mostra europea per il settore energetic,  in cui è possibile incontrarsi, condividere informazioni e fare affari. Oltre ad affrontare temi di attualità cruciali per lo sviluppo della produzione di energia elettrica la conferenza del 2014 si concentrerà principalmente sul tema della transizione energetica.

La prima parte della conferenza verterà sulle strategie per un settore energetico che cambia, con una sessione mercoledì 6 giugno dedicata alla produzione decentrata e all’integrazione di sistema.

 

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