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rapporti - Rapporto di Sintesi

Progetto SCENARI – Scenari evolutivi nel medio-lungo termine del Sistema Elettrico italiano. Rapporto Finale di Progetto

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Progetto SCENARI – Scenari evolutivi nel medio-lungo termine del Sistema Elettrico italiano. Rapporto Finale di Progetto

Il presente rapporto di sintesi illustra i risultati principali del Progetto di Ricerca di Sistema Scenari al 31.12 2005, data di conclusione del Progetto stesso. L’obiettivo principale del Progetto è stato quello di indagare le prospettive di sviluppo del Sistema Elettrico con orizzonte 2010 – 2030, prevedendo in particolare: − la messa a punto di strumenti e metodologie di dimensionamento di massima del sistema elettrico, per progettarne lo sviluppo e valutare/analizzare gli scenari di domanda e di offerta − la costruzione e valutazione di scenari di sviluppo del S.E., per quanto riguarda sia la domanda che l’offerta di energia elettrica, − il monitoraggio delle interazioni del sistema elettrico con l’ambiente e la messa a punto di strumenti atti a caratterizzare lo stato dell’ambiente stesso, nei comparti maggiormente impattati dal Sistema Elettrico. La costruzione e lo studio degli scenari di sviluppo della domanda e dell’offerta sono stati effettuati utilizzando il generatore di modelli Markal-TIMES 1 che offre la possibilità di integrare la modellazione delle due parti suddette, così da poter 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 elettrici in input (che sono diretta espressione delle esigenze di comfort e di produttività) minimizzando i costi complessivi del sistema. Un aspetto peculiare e sicuramente innovativo del modello realizzato con Markal-TIMES, denominato MATISSE, aspetto che lo contraddistingue da strumenti analoghi già realizzati per il settore energetico nel suo complesso, è la dimensione spaziale. Il Sistema Elettrico nazionale viene descritto singolarmente per ciascuna delle venti regioni nelle quali è suddiviso il territorio italiano. Questo 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, tale “regionalizzazione”, oltre a consentire lo studio di massima degli impatti della localizzazione dei siti produttivi necessari per soddisfare la domanda, rende anche evidenza degli scambi e 1 Si tratta di un generatore di modelli di equilibrio economico dei sistemi energetici, sviluppato nell’ambito dell’ETSAP (Energy Technology Systems Analysis Programme) dell’Agenzia Internazionale per l’Energia, allo scopo di eseguire analisi energetiche ed ambientali a livello nazionale, multi-nazionale e globale. Informazioni più complete possono essere trovate al sito hhtp://www.etsap.org./

dei transiti di energia elettrica fra e attraverso le regioni, contribuendo ad accrescere l’accuratezza nelle stime della consistenza degli impianti di trasporto che ne conseguono. L’attuale struttura del modello prevede come vettore primario l’energia elettrica. Ciò implica che gli usi finali dell’energia sono considerati per la quota parte soddisfatta dall’energia elettrica, tenendo conto solo indirettamente della competizione tra le diverse fonti. Tale quota è quindi fissata in modo esogeno per ciascun segmento di domanda e non entra nel programma matematico del modello MATISSE come variabile. L’attuale limitazione, motivata dalla necessità di non aggiungere ulteriori complessità a quelle (già molto critiche) dovute alla regionalizzazione, potrà essere superata in futuro qualora si optasse per un’estensione del modello mirata alla copertura dell’intero sistema energetico italiano. Per completare il quadro della consistenza del Sistema Elettrico nell’ambito dello scenario, sono state considerate le reti di Trasmissione e Distribuzione. Per la modellazione in MATISSE lo sviluppo teorico di tali reti viene analizzato in modo aggregato: una volta assegnata la domanda di energia (ai vari livelli di tensione) all’interno della Regione data, il modello tratta il trasferimento di potenza ed energia come processi caratterizzati da indici di perdita e da costi di infrastrutture. Un dimensionamento meglio approssimato delle reti di Trasmissione e di Distribuzione viene effettuato, per i diversi scenari, utilizzando, a valle di MATISSE, il modello Rete T&D basato su codici sviluppati ad hoc o adattati allo scopo. In particolare, per il dimensionamento delle reti di distribuzione, che viene effettuato a partire da stime di consumo a livello provinciale, il passaggio tra i due sistemi modellistici richiede la previsione di potenza alla punta a tale livello, in modo coerente con l’output regionale risultante dall’elaborazione del modello MATISSE. La costruzione degli strumenti modellistici sopra citati è stata accompagnata dalla raccolta di una consistente mole di dati necessari per alimentare i data base dei modelli stessi, come meglio descritto dal presente rapporto e dai vari rapporti tecnici del Progetto. Analogamente sono stati raccolti elementi aggiornati sul contesto legislativo e normativo presente e sulle sue possibili evoluzioni future in modo da poter formulare opportune ipotesi sulle condizioni al contorno all’interno delle quali costruire scenari del sistema elettrico nazionale regionalizzato. Con tali dati ed informazioni sono stati formulati diversi scenari di lavoro e finalmente uno scenario “di riferimento” che può descrivere una delle possibili configurazioni verosimili del sistema elettrico del futuro. Gli elementi caratteristici di questo scenario di riferimento sono descritti in questo rapporto di sintesi, insieme a qualche cenno su alcuni scenari alternativi che costituiscono possibili varianti dello stesso scenario. Gli strumenti modellistici resi disponibili agli utenti della ricerca possono comunque consentire di costruire altri scenari. Gli scenari sviluppati sono stati altresì analizzati, dal punto di vista dell’impatto sull’ambiente e sulla sostenibilità dello sviluppo, utilizzando strumenti messi a punto nel corso del Progetto o nel passato triennio di ricerche. L’analisi era stata precedentemente condotta anche su scenari predisposti da “stakeholders” e

relativi a previsioni di sviluppo del Sistema Elettrico italiano al 2010 e, in un caso, al 2020. L’analisi è stata condotta sulla base di indicatori di valutazione puntuali e “integrati”. La costruzione o il perfezionamento di tali strumenti di valutazione, rispettivamente SESAMO, per lo studio di scenari di generazione ed offerta, e SERPENTE, per l’analisi di scenari di intervento sulla domanda, ha costituito l’oggetto di uno specifico sottoprogetto. L’insieme dei due strumenti permette valutazioni complessive del sistema elettrico. Da un lato, infatti, con SESAMO è possibile confrontare scenari di produzione diversi, sia quantitativamente (in quanto si rifanno ad una differente quantità di produzione di energia elettrica complessiva) sia qualitativamente (per il diverso “mix” di tecnologie e fonti energetiche), associandoli a diversi piani di risparmio energetico che possono essere confrontati tra loro mediante il software SERPENTE. I due strumenti sono accessibili in via informatica ai siti web citati nel presente rapporto. Il Progetto è completato da due sottoprogetti accomunati da tematiche specificamente ambientali e finalizzati da un lato a fornire dati ed informazioni circa lo stato dell’ambiente nei comparti maggiormente influenzati da Sistema Elettrico nazionale, e, dall’altro, a sviluppare metodi e strumenti per una migliore e più completa caratterizzazione di tali impatti, in differenti scenari di evoluzione. Come già accennato, il monitoraggio dello stato dell’ambiente si è incentrato sui comparti dell’Atmosfera, delle Acque superficiali e degli Ecosistemi attraverso: – la misura delle concentrazioni dei gas serra presso la stazione “remota” del Plateau Rosa, facente parte della rete internazionale di monitoraggio sull’effetto serra; – i rilevamento della qualità ecologica delle acque nel tratto di fiume Po La Casella – Isola Serafini – la misura delle deposizioni acide e di metalli pesanti in sette stazioni ubicate nel centro-nord Italia. I dati via via acquisiti nel triennio sono resi disponibili via Internet, sul sito “Greeninfo”, che è stato sviluppato ad hoc nel quadro del Progetto e comprende serie pluriennali di dati storici già acquisite nell’ambito di precedenti programmi. Per supportare una efficace azione di tutela ambientale, e quindi di accertamento e verifica della sostenibilità delle scelte di sviluppo che possono venire effettuate, è necessario disporre di informazioni e metodologie oggettive ed articolate che consentano una approfondita analisi dei molteplici impatti che il Sistema Elettrico, nella configurazione ipotizzabile nel prossimo futuro, potrà determinare, sia a livello locale che a livello regionale e globale. In particolare è necessario disporre e validare strumenti, oltre a quelli fin qui sviluppati nel corso del 1° triennio delle attività di ricerca, che consentano l’analisi e la quantificazione degli impatti di “nuovi” inquinanti, quali gli inquinanti inorganici ed il particolato fine, connessi all’uso di diversi mix di combustibili fossili. Le attività svolte hanno, pertanto, riguardato:

– l’analisi degli indicatori di “performance” ambientale e delle azioni verso la sostenibilità di alcune delle principali “Utilities” elettriche del mondo – lo sviluppo di metodi di misura per inquinanti “non normati” ma di notevole interesse ambientale, anche in connessione con scenari di incremento di gas naturale, carbone e biomassa per la generazione elettrica – lo sviluppo di metodi per la simulazione degli impatti di emissioni “puntuali” (quali quelle dei grandi impianti di combustione) in aree “critiche” per complessità orografica e/o scarso rimescolamento – lo studio dei fenomeni di inquinamento delle grandi aree urbane, in cui il vettore elettrico può giocare un ruolo importante, svolto in connessione con il progetto europeo City Delta (nel quadro del Programma CAFE Clean Air For Europe) – lo sviluppo e l’utilizzo di metodi per la simulazione degli effetti –a scala nazionale- del S.E. sull’inquinamento atmosferico di origine “secondaria” (ozono, nitrati, solfati, particolato PM 10 ) – l’analisi del ciclo ambientale del Mercurio, in connessione con scenari di più massiccio ricorso al carbone per la generazione termoelettrica lo sviluppo di uno strumento di valutazione del “rischio ecologico” in aree in cui sono, o potranno, essere presenti installazioni produttive del Sistema Elettrico e la verifica dell’applicabilità in un sito “campione”.

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