Il progetto “Scenari evolutivi nel medio-lungo termine del Sistema Elettrico italiano”, collocato all’interno delle attività di Ricerca di Sistema, studia le prospettive di sviluppo del Sistema Elettrico con orizzonte temporale all’anno 2030. All’interno del progetto, i sottoprogetti EDEN e OFFGEN studiano rispettivamente l’evoluzione della domanda e dell’offerta di energia elettrica. Per l’effettuazione di questi studi, come ambiente operativo si è scelto l’ambiente MARKAL/TIMES, un generatore di modelli di equilibrio economico dei sistemi energetici, per la possibilità di integrare la modellazione della domanda con quella dell’offerta, così da osservare automaticamente sull’una le eventuali retroazioni innescate da modifiche sull’altra. Il modello integrato che ne risulta è di tipo ottimizzante, cioè ricerca la migliore combinazione di opzioni tecnologiche disponibili, sia dal lato della domanda sia dal lato dell’offerta, che soddisfano la richiesta di servizi energetici in input (che sono diretta espressione delle esigenze di comfort e di produttività) minimizzando i costi complessivi del sistema. I costi ambientali possono far parte dell’obiettivo da minimizzare, oppure essere imposti come condizione da rispettare, vincolando l’autonomia di scelta del modello. Gli aspetti peculiari e sicuramente innovativi della modellazione impostata, che la distinguono da strumenti analoghi già realizzati per il settore energetico nel suo complesso, sono la dimensione spaziale, la rappresentazione “1 a 1” degli impianti di produzione elettrica e la rappresentazione della rete elettrica a più livelli di tensione. E’ infatti previsto che il sistema della domanda (e dell’offerta) di energia elettrica sia descritto singolarmente per ciascuna delle venti regioni italiane. Inoltre, il modello è guidato dalla domanda ed è tecnologicamente orientato. Come modo di procedere, il modello prima quantifica la domanda da soddisfare, poi calcola quanta energia finale serve per quello scopo, quindi gestisce tutto ciò che riguarda le tecnologie e le commodities alla ricerca della soluzione ottima rappresentata dal minimo costo dell’intero sistema su tutto l’orizzonte temporale. Questa strutturazione permette di identificare geograficamente i carichi previsti e, quindi, di superare il vecchio schema “a unica sbarra”, secondo il quale tutti i carichi e tutti i generatori risultano inevitabilmente connessi ad uno stesso 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.

Nel presente rapporto vengono trattati alcuni aspetti modellistici del pacchetto MARKAL/TIMES relativi alla struttura e sintassi utilizzata nei file in formato Excel (denominati file Templates) contenenti i dati della domanda di servizi collegabili all’uso di energia elettrica, delle tecnologie elettriche disponibili all’anno di riferimento e a quelle future, delle risorse e dei processi di produzione e distribuzione. Sono inoltre trattate le modalità di installazione e d’uso dei codici che compongono il pacchetto. Si tratta di quattro moduli principali denominati VEDA_FE, TIMES, GAMS, VEDA_BE aventi rispettivamente lo scopo di: �ƒ preparare l’input dei dati partendo dalla importazione dei Templates. Il prodotto di questa fase è costituito da file di testo contenenti i dati relativi ai processi e tecnologie; �ƒ simulare lo scenario di evoluzione. I risultati sono costituiti da database in formato MS-Access e file di testo contenenti i risultati: �ƒ visualizzare i risultati sotto forma tabellare e grafica con possibilità di esportazione in vari formati (Excel, Word, Html). Per quanto possibile, come caso applicativo si è utilizzato il modello TIMES-CESI, che è ancora in fase di completamento, ma definito per quanto riguarda la struttura modellistica. Il riferimento al modello TIMES- CESI è stato principalmente richiamato per la parte descrittiva dei Templates e per il file di testo (estensione .DD) contenente i dati, originato dall’importazione dei Templates mediante VEDA_FE. Una sintesi di quest’ultimo file, opportunamente commentato, viene riportata nel presente documento come esempio esplicativo della struttura del modello. Nel testo si è cercato di presentare una visione essenziale dell’intero pacchetto, con un taglio applicativo che tralascia le descrizioni teoriche del modello e dell’ambiente di sviluppo, rimandando alla letteratura specifica, citata in bibliografia, e ai manuali d’uso forniti dai produttori, la trattazione esaustiva degli argomenti. L’intento del presente documento è di fornire ai futuri utenti gli elementi indispensabili per l’utilizzo del pacchetto software evidenziandone le peculiarità e le difficoltà che inizialmente si possono incontrare nel suo uso. D’altro canto, essendo il pacchetto MARKAL/TIMES in fase di sviluppo e periodicamente aggiornato da parte del gruppo di lavoro internazionale ETSAP, la documentazione disponibile, peraltro dispersa in una serie di documenti di fonte diversa, risulta in diversi punti non aggiornata, e in alcuni casi fuorviante, in quanto riferita a versioni obsolete dei prodotti o a modelli diversi, quali MARKAL-SAGE, MARKAL-Italia, MARKAL- MACRO Italia, ferma restando l’impalcatura generale del pacchetto. Da ciò ne deriva l’utilità di un documento che contenga gli elementi indispensabili per l’utilizzo dell’intero prodotto e i riferimenti per il reperimento della documentazione disponibile, parte della quale viene comunque riportata nel CD allegato al rapporto. Per la stesura del presente documento si è fatto riferimento in particolare alla documentazione ufficiale allegata ai prodotti e a quella proveniente dal Politecnico di Torino e da ETSAP.