Il rapporto riassume i risultati fondamentali della raccolta di informazioni sulle varie tecnologie per la generazione, la trasmissione e la distribuzione dell’energia elettrica, effettuata nell’ambito del Work Package 1 del Sottoprogetto OFFGEN (Sviluppo dell’offerta di generazione elettrica) del Progetto SCENARI della Ricerca di Sistema. L’obiettivo è quello di individuare degli opportuni insiemi di dati numerici idonei a descrivere il sistema elettrico italiano, sia nella sua situazione presente che nella sua evoluzione futura fino al 2030. Da questi dati saranno poi ricavati, in particolare, i dati d’ingresso per il generatore di modelli Markal-Times che, nell’ambito del Sottoprogetto SCESEL, avrà poi il compito di costruire gli scenari del sistema elettrico italiano con riferimento al trentennio 2000-2030. L’esigenza di coprire l’intervallo temporale fino al 2030 ha reso necessario non solo prevedere i possibili sviluppi ulteriori che potranno avere le tecnologie già in uso, ma anche formulare ipotesi ragionevoli sulle nuove tecnologie che, allo stadio attuale delle conoscenze, potrebbero verosimilmente trovare applicazione industriale in Italia nei prossimi decenni. Per la raccolta e la valutazione delle informazioni sulle tecnologie il CESI si è avvalso, oltre che delle proprie risorse interne e in particolare dei risultati di lavori già condotti nell’ambito della Ricerca di Sistema, soprattutto di un database internazionale pubblicato dall’ENEA e della collaborazione dei Politecnici di Milano e di Torino, i cui rapporti specifici su alcune delle tecnologie in esame sono allegati al presente lavoro. La prima parte del rapporto tratta delle tecnologie tradizionali per l’utilizzo dei combustibili fossili: gas, prodotti petroliferi e carbone. Si sono considerati dapprima gli impianti con turbina a gas a ciclo semplice e gli impianti con turbina a vapore di tipo “subcritico”. Questi impianti sono stati trattati separatamente per ciascuno dei diversi combustibili utilizzati. Successivamente, si sono introdotti gli impianti a ciclo combinato alimentati a gas, che stanno diffondendosi sempre più nei Paesi industrializzati per le loro interessanti prestazioni. Il quadro delle tecnologie attualmente in uso per l’impiego dei combustibili fossili viene completato da un capitolo sugli impianti con motori a combustione interna e sulle microturbine a gas (tipici della Generazione Distribuita) e da un capitolo riservato agli impianti di cogenerazione (tradizionali e a ciclo combinato) per la produzione congiunta di elettricità e calore. Successivamente vengono descritte le tecnologie più avanzate per l’utilizzo dei combustibili fossili, comprendendo, fra queste ultime, tecnologie che, pur essendo innovative, presentano sufficienti prospettive di affermazione nel prossimo futuro. Alcune di esse, in particolare, come i cicli combinati ad

alta efficienza e i cicli a vapore USC (ultra super critici), hanno già iniziato a diffondersi in misura significativa, mentre altre tecnologie più complesse, come gli impianti a ciclo combinato con gassificazione del carbone (IGCC) e gli impianti a letto fluido pressurizzato innovativi, sono praticamente ancora allo stadio dei prototipi per dimostrazione. Un apposito capitolo tratta anche delle varie tecnologie delle celle a combustibile, impianti che, pur non avendo ancora avuto una diffusione di portata commerciale, sono di particolare interesse per i vantaggi ambientali e per la possibilità di utilizzare, in prospettiva, idrogeno puro al posto dei combustibili fossili. Il rapporto passa poi a considerare la generazione elettrica da fonte nucleare, esaminando in particolare, per i reattori a fissione, sia le tecnologie correnti dei reattori ad acqua leggera e a gas, che quelle in via di sviluppo di cui si può ipotizzare l’applicazione fra 10-15 anni. Ciò perché, in linea di principio, nemmeno per l’Italia si può escludere una ripresa del nucleare da qui al 2030, soprattutto in caso di crisi nell’approvvigionamento dei combustibili fossili. La fissione nucleare viene invece soltanto richiamata come attività di ricerca. Sono poi passate in rassegna le varie fonti energetiche rinnovabili. Per la generazione idroelettrica, che fornisce e fornirà anche in futuro il contributo quantitativamente più importante, sono ricordati i vari tipi d’impianto: a serbatoio o a bacino; di accumulo per pompaggio; ad acqua fluente. Gli impianti idroelettrici di piccola potenza (< 10 MW) sono trattati a parte per le loro peculiarità. Vengono quindi introdotti gli impianti geotermici, un settore in cui l’Italia ha sempre svolto un ruolo d’avanguardia, gli impianti a biomasse, con le loro complesse problematiche che vanno oltre il puro settore energetico, gli impianti eolici, di cui si cerca di delineare le possibili prospettive di ulteriore diffusione in Italia, e gli impianti solari, con riferimento alle loro principali tecnologie: la conversione fotovoltaica, oggi interessante soprattutto per le applicazioni isolate e gli impianti integrati negli edifici, e la conversione per via termodinamica con impianti di taglia relativamente elevata. Fra questi ultimi, si ricordano anche i progetti sperimentali recentemente avviati in Italia dall’ENEA. Dopo le tecnologie di generazione, il rapporto tratta brevemente dei vari sistemi di accumulo, sia quelli di tipo idraulico (i già citati impianti di pompaggio) che quelli di tipo elettrochimico (batterie) e meccanico (volani). Particolare attenzione viene riservata alle nuove tecnologie delle batterie ed al ruolo che si intravede per queste ultime a sostegno delle reti di distribuzione e degli utenti come complemento degli impianti di Generazione Distribuita. Il rapporto si conclude con una breve rassegna delle tecnologie di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica. Per la trasmissione, in cui dovrebbe rimanere nettamente prevalente anche in futuro l’utilizzo delle linee aeree nonostante le nuove tecnologie sviluppate per i collegamenti in cavo, si ricordano, fra l’altro, le soluzioni oggi allo studio per aumentare la capacità di trasporto delle linee esistenti (ciò consentirebbe di limitare il numero di nuove linee e i relativi problemi autorizzativi). Per la distribuzione, oltre a citare le caratteristiche principali di linee e stazioni ai vari livelli di tensione, viene

prospettato in particolare, fra le novità del prossimo futuro, il possibile ruolo della Generazione Distribuita.