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rapporti - Deliverable

1.2.1c-Documentazione del modello TIMES lato domanda: banche dati tecnologiche, domande di servizi, livelli di tensione, profili di carico

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1.2.1c-Documentazione del modello TIMES lato domanda: banche dati tecnologiche, domande di servizi, livelli di tensione, profili di carico

Il sottoprogetto “EDEN – Evoluzione della Domanda di Energia Elettrica” ha il compito di studiare, nell’ambito del progetto di Ricerca di Sistema “ Scenari evolutivi nel medio-lungo termine del Sistema Elettrico italiano” le conseguenze al 2030 dello sviluppo della domanda finale di elettricità e dei relativi impatti sul sistema elettrico nazionale per gli effetti: null della modifica della pratica tecnologica corrente conseguente all’evoluzione della tecnica e all’utilizzo delle tecnologie ritenute più efficienti dal punto di vista energetico ambientale, null della variazione della localizzazione geografica dei consumi a livello territoriale per individuare i siti di produzione elettrica ed i conseguenti adeguamenti delle reti di trasmissione e distribuzione, null delle politiche di intervento nella promozione delle tecnologie innovative e dell’uso efficiente dell’energia. Per la costruzione del modello che simula la complessa rete di relazioni che caratterizzano il sistema economico energetico è stato scelto il MARKAL-TIMES, un generatore di modelli tecnico-economici di minimo costo, dipendenti dal tempo, del tipo “bottom up” sviluppato nell’ambito dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA). Un’importante peculiarità del modello, che lo distingue da strumenti analoghi già realizzati per il settore energetico aggregato, è la dimensione spaziale. Il sistema della domanda (e dell’offerta) di energia elettrica viene descritto per ciascuna delle venti Regioni nelle quali è suddiviso il territorio italiano. Questo permette di identificare geograficamente i carichi e di superare lo schema “a singola sbarra”, secondo il quale tutti i carichi e tutti i generatori risultano connessi ad un unico punto, rendendo di fatto impossibile lo studio dell’evoluzione delle reti elettriche. Dal lato dell’Offerta la “regionalizzazione”, oltre a consentire lo studio degli impatti della localizzazione dei siti produttivi in corrispondenza alle necessità di consumo, rende anche evidenza degli scambi e dei transiti di energia elettrica fra e attraverso le regioni, contribuendo ad accrescere l’accuratezza nelle stime della consistenza degli impianti di trasporto. Infine, un tale modello rappresenta uno strumento in grado di facilitare la coerenza a livello nazionale fra i diversi piani energetici regionali, consentendo di ottenere un quadro organico e coordinato fra gli obiettivi di sviluppo locale. In conformità al programma di ricerca approvato, l’attuale struttura del modello prevedendo come unico vettore l’energia elettrica, implica che gli usi finali dell’energia siano considerati solo per la quota parte soddisfatta dall’elettricità, tenendo conto solo indirettamente della competizione tra le diverse fonti. Tale quota è quindi fissata esogenamente per ciascun segmento di domanda e non entra come variabile nel modello. La sola competizione endogena ammessa è quella tra tecnologie elettriche

In particolare il presente rapporto contiene i dati di ingresso necessari al generatore di modelli MARKAL- Times per la costruzione della parte domanda del modello stesso. I dati riportati sono congruenti con le analisi esposte nei rapporti CESI di cui ai riferimenti da [4] a [15]. E definiscono, per ciascun settore economico e per ciascun segmento di domanda, e per ciascuna regione, l’evoluzione della domanda di servizi energetici fino all’anno orizzonte (2030), le tecnologie previste per il loro soddisfacimento, i dati economici e le modalità di utilizzo di queste tecnologie . Dal punto di vista della costruzione del modello TIMES sono necessarie due tipologie di dati: − domanda di servizio energetico; − dati di caratterizzazione delle tecnologie di domanda attuali e future. La domanda di servizio energetico, cioè il servizio fornito dal bene energia, guida l’evoluzione del consumo; il modello calcola l’effettivo consumo di energia necessario per il soddisfacimento della domanda. Ogni domanda di servizio energetico è caratterizzata da una curva di distribuzione del tipo a gradino, che si assume invarante nel tempo. Ciascun gradino (time-slices) rappresenta la domanda media durante quel particolare intervallo temporale della giornata. Nelle tabelle dell’allegato 1, viene presentata in dettaglio, per regione, settore economico e categoria d’uso, l’evoluzione della domanda di servizio energetico in termini di grandezze fisiche rappresentative (metri cubi, lumen, lavaggi, ecc.) o in termini di energia elettrica consumata per ciascun anno per il quale è richiesta l’esecuzione del calcolo. Le tecnologie che consumano o trasformano le fonti energetiche sono rappresentate attraverso i loro dati tecnici, i costi e le emissioni. Le tabelle dell’allegato 1 riportano i parametri caratteristici di ogni tecnologia (anno di ingresso nel mercato, vita tecnica, efficienza, costo di investimento e costo di esercizio e manutenzione, …) e gli attributi qualitativi che ne caratterizzano l’utilizzo (descrizione e codice del segmento di domanda, settore economico, regione geografica. Costi ed efficienza di ogni tecnologia restano costanti fino all’anno orizzonte (approccio “vintage”); nel caso di miglioramenti di costo e/o di efficienza nel tempo, viene inclusa nel database tecnologico un’altra versione della stessa tecnologia, con parametri migliorati ma ancora costanti nel tempo, entrante nel mercato in un anno successivo I vettori energetici, elettricità, combustibili, ecc. sono rappresentati attraverso prezzi e quantità. TIMES consente di determinare la domanda generale di energia elettrica, utilizzando dati previsionali di lungo periodo e tenendo conto di ipotesi di evoluzione nel tempo di misure legislative o di vincoli di mercato.

L’output del modello rappresenta, per quanto attiene la Domanda, le previsioni di consumo, per ogni anno per il quale è richiesta l’esecuzione del calcolo, di ciascuna Regione italiana suddivise per settore (Domestico, Industria, Terziario, Agricoltura e Trasporti). L’energia elettrica complessivamente richiesta nell’anno, per il soddisfacimento della domanda di ciascun servizio energetico, si ottiene come somma dell’energia richiesta da quel servizio nei singoli time-slices. Un’apposita procedura interna al modello, che utilizza coefficienti di ripartizione invarianti nel tempo, consente di distribuire i consumi elettrici previsti per ogni segmento di domanda su quattro livelli di tensione: altissima, alta, media, bassa. Riguardo all’offerta il modello fornisce consistenza e tipologia del parco di Generazione (sia «Bulk», sia «Distribuita»), nonché lo sviluppo preliminare delle linee di Trasmissione necessarie, tenuto conto della Domanda della Regione stessa e degli scambi di energia possibili con le Regioni vicine.

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