Le prospettive della generazione distribuita

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SOFT SKILLS LE PROSPETTIVE DELLA GENERAZIONE DISTRIBUITA Docente: prof. Valenti Gianluca Relazione di: Vitali Andrea Pitscheider Luca Mastrorosa Marco Staiti Dario

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SOFT SKILLSLE PROSPETTIVE DELLA GENERAZIONE DISTRIBUITA

Docente: prof. Valenti Gianluca

Relazione di:

Vitali Andrea

Pitscheider Luca

Mastrorosa Marco

Staiti Dario

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SOMMARIO 2

• Definizione• Contesto italiano• Fonti energetiche protagoniste• Sistemi di accumulo• Smart grids• Prospettive future• Conclusioni

GENERAZIONE DISTRIBUITA

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DEFINIZIONE 3

Microgenerazione = sottoinsieme della generazione distribuita

Fonti: International Energy Agency, European Commission, GSE.

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CONTESTO ITALIANO

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MOTIVAZIONI RECENTE DIFFUSIONE 5

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MOTIVAZIONI RECENTE DIFFUSIONE 6

Legislative

• Fine del monopolio Enel• Nascita mercato elettrico• Basi favorevoli per la creazione dei “prosumers” (producers -consumers)

• Assetto verticalmente integrato• Gestione da parte di Enel di

•Produzione•Importazione•Trasmissione•Distribuzione•Vendita

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STRUTTURA RETE ITALIANA 7

• Alta(220kV) e altissima(380kV) tensione• Una delle migliori a livello europeo grazie a:

• lunghezza estesa• sistemi di protezione avanzati• struttura magliata• fibra ottica implementata

• Dispacciamento

Rete di Trasmissione

• Media (15-20kV) e bassa (220V) tensione• Struttura radiale studiata per flussi unidirezionali• Telecontrollo

Rete di Distribuzione

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STRUTTURA RETE ITALIANA 8

TELECONTROLLO

CONTROLLO IN TEMPO

REALEINDIVIDUAZIONE

GUASTI

RIATTIVAZIONE RAPIDA

DISSERVIZI

REALIZZAZIONE VARIAZIONE ASSETTI DI

RETE

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STRUTTURA RETE ITALIANA 9

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GENERAZIONE DISTRIBUITA IN ITALIA 10

Fonte: rapporto GSE sul monitoraggio della generazione distribuita in Italia 2011

•10% sulla produzione totale •Globalmente 81,4% proveniente da fonti rinnovabili• Maggiori contributi da fonte fotovoltaica e idroelettrica

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GENERAZIONE DISTRIBUITA IN ITALIA 11

• Incremento esponenziale fonte solare, principalmente dovuto a incentivi statali favorevoli

Fonte: rapporto GSE sul monitoraggio della generazione distribuita in Italia 2011

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FONTI ENERGETICHEPROTAGONISTE

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FONTI ENERGETICHE PROTAGONISTE 13

• Per definizione di generazione distribuita:PNOMINALE<10MW

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SOLARE FOTOVOLTAICO 14

ASSETTI POSSIBILIGENERAZIONE DISTRIBUITAADATTO INADATTO

INTEGRATI SU EDIFICI A CONCENTRAZIONE

GRANDI IMPIANTI A TERRA

Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application

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IDROELETTRICO 15

ASSETTI POSSIBILI TEMPO D’INVASO

GENERAZIONE DISTRIBUITA

ADATTO INADATTO

AD ACQUA FLUENTE <2h A BACINO 2h < t < 400h

A SERBATOIO t > 400h POMPAGGIO - ≈ ≈

IN CONDOTTE 0

Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application

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BIOMASSE - BIOGAS 16

ASSETTI POSSIBILI TIPO BIOMASSA

GENERAZIONE DISTRIBUITA

ADATTO INADATTO

CICLI A VAPORE SOLIDA GRUPPI ELETTROGENI LIQUIDA

TURBOGAS GASSOSA

Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application

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EOLICO 17

ASSETTI POSSIBILIGENERAZIONE DISTRIBUITAADATTO INADATTO

ROTORE SINGOLO ORIZZONTALE ROTORE SINGOLO VERTICALE

WIND FARM OFFSHORE

Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application

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NON RINNOVABILI 18

TURBINE E MICROTURBINE

GRUPPI ELETTROGENI

•Microturbine per soddisfare cogenerazione, M.C.I per soddisfare picchi di richiesta

Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application

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SISTEMI DI ACCUMULO

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SISTEMI DI ACCUMULO 20

Fonte: Smart Grid report – Energy & Strategy Group, Politecnico di Milano

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CLASSIFICAZIONE SISTEMI DI ACCUMULO 21

CLASSIFICAZIONE IN BASE A

Fonte: Smart Grid report – Energy & Strategy Group, Politecnico di Milano

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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 22

ELETTROCHIMICI

(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE

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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 23

MECCANICI

(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE

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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 24

ELETTRICI

(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE

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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 25

ACCUMULATORI AL LiVOLANI

SUPERCONDENSATORI

ACCUMULATORI AD ELETTROLITA ACQUOSO

ELETTRODI AD ALTA TEMPERATURACAES

(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE

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SMART GRIDS

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27SMART GRIDS

INDISPENSABILI PER LA GENERAZIONE DISTRIBUITA

• Reti intelligenti che coniugano centrali tradizionali e impianti di produzione da fonti rinnovabili attraverso soluzioni digitali• Coordinazione tra produttori, consumatori e rete in MT (15-20kV)• Incentivazione alla partecipazione attiva dei clienti (prosumers)

Cosa sono

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VIRTUAL POWER PLANT 28

• Software di gestione atto ad aggregare i diversi piccoli impianti e trattarli come se fossero un tutt'uno.•Utilizzo di modelli offline contenenti informazioni su offerta energetica e relativi contratti di vendita

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VANTAGGI SMART GRIDS 29

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VANTAGGI SMART GRIDS 30

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VANTAGGI SMART GRIDS 31

Restano dubbi sulla maturità, sostenibilità e applicabilità futura delle tecnologie in gioco

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DIFFUSIONE SMART GRIDS IN EUROPA

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• Maggior diffusione nel nord Europa, soprattutto in Danimarca e Paesi Bassi

Fonte:European Commission – Institute for energy and transport

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DIFFUSIONE SMART GRIDS IN EUROPA

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• 7 nazioni (Danimarca, Germania, Italia, Spagna, Francia, Regno Unito e Austria) coprono il 70% del numero totale di progetti in Europa• Danimarca paese che in assoluto punta di più sulla ricerca e sviluppo

Fonte:European Commission – Institute for energy and transport

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PROSPETTIVE FUTURE

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AUTO ELETTRICHE E SMART GRIDS 35

• Interessanti applicazioni nei sistemi smart grid:

NECESSITA DIFFUSIONE CAPILLARE DI UN’INFRASTRUTTURA DI

RICARICA, SIA PUBBLICA CHE PRIVATA

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MICROGRIDS 36

Reti di bassa tensione (220V) che inglobano piccoli impianti di generazione, sistemi di accumulo ed un numero ristretto di carichi nell'area di interesse

• Possibilità di trasformarsi in reti “a isola” in caso di guasto della rete principale, e di risincronizzarsi ad essa successivamente • Potenza compresa tra poche centinaia di kW a qualche MW

VANTAGGI RISPETTO A SISTEMA CON SOLE SMART GRIDS

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GRID PARITY 37

Il primo passo verso l'affermazione della GD, dal punto vista dell'evoluzione dei mercati, è il raggiungimento della

definita come “parità fra il costo di produzione dell’energia elettrica da un impianto e il costo di acquisto dell’energia stessa dalla rete. Tuttavia si considera la grid parity raggiunta anche quando l’investimento in un impianto sarà economicamente conveniente, in termini di rendimento dell’investimento stesso, anche in assenza di incentivi”

GRID PARITY

Fonte: studio “QualEnergia” – Università di Padova

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POTENZIALE ECONOMICO 38

Studio effettuato dal Politecnico di Milano per conto di ANIE sul potenziale economico di generazione distribuita e smart grid al 2020

1° SCENARIO: quadro normativo non favorevole

2° SCENARIO: quadro normativo favorevole

Fonte: ANIE - Confindustria

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SMART GRIDS STRATEGIC RESEARCH AGENDA 2035 39

• Riduzione delle emissioni di CO2 di un ulteriore 40% (rispetto al piano 20-20-20) dal 2020 al 2050

ENERGY ROADMAP 2050

OPPORTUNITA PER LA GENERAZIONE DISTRIBUITA

• Tutela legislativa dei soggetti partecipanti al business della GD• Nuove tariffe• Regolamentazione mercato per favorire la transizione verso la GD e la diffusione di infrastrutture•Promuovere incentivi per sensibilizzare i cittadini

SMART GRIDS STRATEGIC RESEARCH AGENDA 2035

Fonte: Smart Grids Strategic Research Agenda 2035 – European Commisson

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SMART GRIDS STRATEGIC RESEARCH AGENDA 2035 40

•Il prezzo dell’elettricità aumenterà fino al 2030 (a causa della sostituzione degli impianti più obsoleti), per poi subire un crollo grazie ai benefici della generazione distribuita

CONSEGUENZE

Fonte: Smart Grids Strategic Research Agenda 2035 – European Commisson

Andrea
Aumento o diminuzione del costo del capitale?

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CONCLUSIONI 41

• Strategia a lungo termine, accompagnata da una transizione lenta e graduale• Continui investimenti nella ricerca soprattutto nei campi in cui è presente un maggior margine di sviluppo (accumulatori)• Sistema legislativo e di incentivi sostenibile, per evitare crescita incontrollata e potenzialmente dannosa (caso. Fotovoltaico in Italia) e per non essere esclusi dal contesto evolutivo europeo.• Adeguamento dell’infrastruttura di distribuzione elettrica

CONCLUSIONI

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RINGRAZIAMENTI

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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RIFERIMENTI

• IEA - International Energy Agency• European Commission – Institute for Energy and Transport (joint

research)• Rapporto GSE sul monitoraggio della generazione distribuita in Italia

2011 – Gestore dei servizi energetici• Distributed power generation in Europe: Techincal issues for further

application – L’Abbate, Fulli, Starr, Peteves - European Commission (Institute for Energy)

• Smart Grid Report – Energy & Strategy Group -Politecnico di Milano• Studio “QualEnergia” – Università di Padova• ANIE – Confindustria• Smart Grids Strategic Research Agenda 2035 – European

Commisson (Institute for Energy)

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