PROGETTAZIONE, PREVEDIBILITÀ E PROGRAMMABILITÀ DELLE FONTI ... · programmabilità delle fonti...

Firenze, 12 aprile 2013

La rete elettrica di trasmissione nazionale

e la sfida delle energie rinnovabili

Progettazione, prevedibilità e

programmabilità delle fonti rinnovabili

Ing. Stefano Corsi

Firenze, Auditorium Ente Cassa di Risparmio di Firenze Firenze, Auditorium Ente Cassa di Risparmio di Firenze 12 aprile 201312 aprile 2013

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Firenze Ordine degli Ingegneri della Provincia di Firenze

Commissione Ambiente ed EnergiaCommissione Ambiente ed Energia

Ing. Stefano CorsiIng. Stefano Corsi

PROGETTAZIONE, PREVEDIBILITÀ E PROGRAMMABILITÀ DELLE FONTI RINNOVABILI






Ing. Stefano Corsi

RINNOVABILI RINNOVABILI e assimilabilie assimilabili

PROGRAMMABILITA’ RISPETTO ALLA FONTE

PROGRAMMABILIPROGRAMMABILI NON NON PROGRAMMABILIPROGRAMMABILIImpianti idroelettrici a serbatoio e

bacino, rifiuti solidi urbani,

biomasse, impianti assimilati che

utilizzano combustibili fossili,

combustibili di processo o residui

Impianti di produzione

idroelettrici fluenti, eolici,

geotermici, fotovoltaici, biogas

Quanto sono “programmabili” le fonti programmabili?

Programmabile vuol dire prevedibile?






Ing. Stefano Corsi

PROGRAMMABILITA’ E PREVEDIBILITA’

DELIBERAZIONE 5 LUGLIO 2012

Autorità per l’Energia Elettrica e del Gas

“La natura “non programmabile” delle fonti rinnovabili “La natura “non programmabile” delle fonti rinnovabili c.d. non c.d. non

programmabili programmabili non consiste nella impossibilità di formulare previsioninon consiste nella impossibilità di formulare previsionidell’energia elettrica prodotta e immessa in rete, quanto piuttodell’energia elettrica prodotta e immessa in rete, quanto piuttosto nella non sto nella non

economicità di controllare e modificare, sulla base di un prograeconomicità di controllare e modificare, sulla base di un programma mma

predefinito, la quantità di energia immessa in rete (azione, quepredefinito, la quantità di energia immessa in rete (azione, quest’ultima, che st’ultima, che

comporterebbe lo “spreco” della fonte primaria rinnovabile); percomporterebbe lo “spreco” della fonte primaria rinnovabile); pertanto, tanto, tutte le tutte le forme di produzione di energia elettrica non programmabili sono forme di produzione di energia elettrica non programmabili sono caratterizzate dalla possibilità di prevedere le immissioni in rcaratterizzate dalla possibilità di prevedere le immissioni in reteete, ancorché , ancorché

con un differente grado di precisione in dipendenza dalla fontecon un differente grado di precisione in dipendenza dalla fonte ed alle ed alle

situazioni”.situazioni”.

Oneri di sbilanciamento per le fonti non programmabili






Ing. Stefano Corsi

SMART GRID






Ing. Stefano Corsi

CONTROLLO DEI FLUSSI DI ENERGIA

-- Misure di controllo di consumi e produzioneMisure di controllo di consumi e produzione

-- consumi (tariffe, smart meter,…)consumi (tariffe, smart meter,…)

-- variazione prezzo di acquistovariazione prezzo di acquisto

-- tariffe incentivanti produzione e autoconsumo (conto energia)tariffe incentivanti produzione e autoconsumo (conto energia)

-- oneri di sbilanciamentooneri di sbilanciamento

-- accensione/spengimento impiantiaccensione/spengimento impianti

-- ….….

-- Problemi di controllo per utenze/produttoriProblemi di controllo per utenze/produttori

-- è vantaggioso?è vantaggioso?

-- c’è volontà di farlo?c’è volontà di farlo?

-- si può fare?si può fare?






Ing. Stefano Corsi

CONTROLLO DEI FLUSSI DI ENERGIA

-- Misure di controllo Misure di controllo

-- consumi (tariffe, smart meter,…)consumi (tariffe, smart meter,…)

-- variazione prezzo di acquistovariazione prezzo di acquisto

-- tariffe incentivanti produzione e autoconsumo (conto energia)tariffe incentivanti produzione e autoconsumo (conto energia)

-- oneri di sbilanciamentooneri di sbilanciamento

-- accensione/spengimento impiantiaccensione/spengimento impianti

-- ….….

-- Problemi di controllo utenze/produttoriProblemi di controllo utenze/produttori

-- è vantaggioso?è vantaggioso?

-- c’è volontà di farlo?c’è volontà di farlo?

-- si può fare?si può fare?

PROGETTOPROGETTO

EFFICACIA MISUREEFFICACIA MISURE

PREDISPOSIZIONE CULTURALEPREDISPOSIZIONE CULTURALE






Ing. Stefano Corsi

Evoluzione potenza media impianti

2009

Media 16 kW

2011

Media 38 kW






Ing. Stefano Corsi


2009

Media 16 MW

2011

Media 8 MW






Ing. Stefano Corsi


2009

Media 4.8 MW

2011

Media 2.3 MW






Ing. Stefano Corsi

Business PlanBusiness Plan

Costi di investimentoCosti di investimento

Costi di esercizio Costi di esercizio (gestione e manutenzione ordinaria e straordinaria)(gestione e manutenzione ordinaria e straordinaria)

Ricavi vendita energia elettricaRicavi vendita energia elettrica

Finanziamenti Finanziamenti bancaribancari

PROGRAMMABILIPROGRAMMABILI

PROGRAMMABILIPROGRAMMABILI

PARZIALMENTE PARZIALMENTE PROGRAMMABILIPROGRAMMABILI

PROGRAMMABILITA’ FINANZIARIA






Ing. Stefano Corsi

PRODUZIONEPRODUZIONE ENERGIA ELETTRICAENERGIA ELETTRICA

Affidabilità dell’impiantoAffidabilità dell’impianto

Affidabilità del combustibileAffidabilità del combustibile

PREZZO DI VENDITAPREZZO DI VENDITA

Tariffe incentivanti (tipologia della fonte e taglia dell’impianTariffe incentivanti (tipologia della fonte e taglia dell’impianto)to)

Prezzo di vendita energia (mercato)Prezzo di vendita energia (mercato)

Penalizzazioni per errata programmazione della produzione Penalizzazioni per errata programmazione della produzione (sbilanciamento)(sbilanciamento)

PROGRAMMABILITA’ DEI RICAVI






Ing. Stefano Corsi

PROGRAMMABILITA’ DEI RICAVI: eolico

Fonte: Comunicazione ANEV Fonte: Comunicazione ANEV ––

DCO 35/12 del 22 giugno 2012DCO 35/12 del 22 giugno 2012

Errore % sulla previsioneErrore % sulla previsione






Ing. Stefano Corsi


Impianto di termovalorizzazioneImpianto di termovalorizzazione

Produzione, programmazione e sbilanciamento, anno 2012Produzione, programmazione e sbilanciamento, anno 2012

Sbilanciamenti anno 2012

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Mese

% s

bilan

cia

men

to

-4%

-2%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

% o

neri

di sb

ilan

cia

men

to

% sbilnciamento

% Oneri di sbilanciamento


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Mese

Pro

du

zio

ne [

MW

h]

-4%

-2%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

% o

neri

di sb

ilan

cia

men

to

% sbilnciamento


Periodo

energia

program

mata

energia

immessa

oneri di

sbilanciament

o/ricavi*

MWh MWh MWh % %

Jan 12 2,716 2,350 -429 16% 0%

Feb 12 2,540 2,220 -403 16% 3%

Mar 12 2,332 2,429 -185 8% 1%Apr 12 1,537 1,196 -401 26% 10%

May 12 2,716 2,284 -470 17% -1%

Jun 12 2,585 1,797 -789 31% -3%

Jul 12 2,050 1,803 -269 13% -1%

Aug 12 1,944 1,440 -542 28% 2%

Sep 12 766 401 -356 47% 12%

Oct 12 1,157 963 -272 24% 5%

Nov 12 2,380 1,948 -435 18% 6%

Dec 12 2,122 1,932 -236 11% 0%

TOTALE 24,843 20,763 -4789 19% 3%

*i valori negativi si riferiscono a oneri di sbilanciamento a favore del produttore

sbilanciame

nto






Ing. Stefano Corsi



0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%


Mese

% s

bilan

cia

men

to

-4%

-2%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

% o

neri

di sb

ilan

cia

men

to

% sbilnciamento


Impianto di termovalorizzazioneImpianto di termovalorizzazione

Produzione, programmazione e sbilanciamento, anno 2012Produzione, programmazione e sbilanciamento, anno 2012

Periodo

energia

program

mata

energia

immessa

oneri di

sbilanciament

o/ricavi*

MWh MWh MWh % %

Jan 12 2,716 2,350 -429 16% 0%

Feb 12 2,540 2,220 -403 16% 3%

Mar 12 2,332 2,429 -185 8% 1%Apr 12 1,537 1,196 -401 26% 10%

May 12 2,716 2,284 -470 17% -1%

Jun 12 2,585 1,797 -789 31% -3%

Jul 12 2,050 1,803 -269 13% -1%

Aug 12 1,944 1,440 -542 28% 2%

Sep 12 766 401 -356 47% 12%

Oct 12 1,157 963 -272 24% 5%

Nov 12 2,380 1,948 -435 18% 6%

Dec 12 2,122 1,932 -236 11% 0%

TOTALE 24,843 20,763 -4789 19% 3%

*i valori negativi si riferiscono a oneri di sbilanciamento a favore del produttore

sbilanciame

nto






Ing. Stefano Corsi

Impianti a biomasse

Fonte: XII Rapporto Nomisma Agricoltura Fonte: XII Rapporto Nomisma Agricoltura

Agroenergie e margini di guadagnoAgroenergie e margini di guadagno

TIPO IMPIANTO Costo Ricavo Margine Margine

€/MWh €/MWh €/MWh % su ricavo

Impianto biogas 250 kWe

Impianto a biogas con effluenti aziendali 187 € 280 € 93 € 33%

Impianto a biogas con silomais (dedicate) 361 € 260 € -81 € -31%

Impianto a biogas con effluenti aziendali e silomais 274 € 280 € 6 € 2%

Impianto biogas 0.99 MWe

Impianto a biogas con silomais (dedicate) 283 € 280 € -3 € -1%

Impianto a biogas con effluenti aziendali e silomais 244 € 280 € 36 € 13%

Impianto a biomasse legnose 0, 99 MWe 234 € 280 € 46 € 16%

Impianto a olio vegetale 0, 99 MWe

Solo produzione elettrica 300 € 280 € -20 € -7%

Elettricità e valorizzazione termica 301 € 316 € 15 € 5%






Ing. Stefano Corsi

Variabilità QUALITA’ della biomassaVariabilità QUALITA’ della biomassa

Problemi ParaProblemi Parametri variabilimetri variabili

Impianto a biomasse legnose

•• Carenza specifiche su contratto Carenza specifiche su contratto

di somministrazionedi somministrazione

•• Procedure di accettazioneProcedure di accettazione

•• Variabilità materialeVariabilità materiale

•• StoccaggioStoccaggio

•• Condizionamento in impiantoCondizionamento in impianto

Potere calorifico, umidità, ceneri, Potere calorifico, umidità, ceneri,

dimensionidimensioni

Potere calorifico, umidità, ceneriPotere calorifico, umidità, ceneri

Potere calorifico, umiditàPotere calorifico, umidità

DimensioniDimensioni






Ing. Stefano Corsi

Variabilità QUALITA’ della biomassaVariabilità QUALITA’ della biomassa

Parametri variabiliParametri variabili


Potere calorifico, umidità, Potere calorifico, umidità,

ceneri, dimensioniceneri, dimensioni

•• Riduzione della produzione di calore (quindi di energia elettriRiduzione della produzione di calore (quindi di energia elettrica)ca)

•• Impaccamento dell’alimentazione (fermo di impianto)Impaccamento dell’alimentazione (fermo di impianto)

•• Intasamento dell’alimentazione (fermo di impianto)Intasamento dell’alimentazione (fermo di impianto)

•• Incobusti nelle scorie (minore produzione di energia e fermate Incobusti nelle scorie (minore produzione di energia e fermate non programmate del forno)non programmate del forno)

•• Scorie con elevata percentuale di basso fondenti Scorie con elevata percentuale di basso fondenti

•• Sporcamento fasci tubieri caldaia, controllo di temperatura uscSporcamento fasci tubieri caldaia, controllo di temperatura uscita caldaia (es. filtro a maniche)ita caldaia (es. filtro a maniche)

ConseguenzeConseguenze






Ing. Stefano Corsi

Variabilità QUANTITA’ della biomassaVariabilità QUANTITA’ della biomassa

Parametri variabiliParametri variabili


Continuità fornitura, Continuità fornitura,

regolarità della fornitura, regolarità della fornitura,

stoccaggiostoccaggio

•• Fermate di impiantoFermate di impianto

•• Extracosto per acquisto biomasse fuori fornitura regolareExtracosto per acquisto biomasse fuori fornitura regolare

•• Gestione onerosa degli stoccaggi Gestione onerosa degli stoccaggi

(elevata variabilità dei prezzi del combustibile)(elevata variabilità dei prezzi del combustibile)







Ing. Stefano Corsi

SOSTENIBILITA’ della biomassaSOSTENIBILITA’ della biomassa

Impianto a biomasse

Rispetto dei criteri di sostenibilitàRispetto dei criteri di sostenibilità

•• No incentivi (solo vendita mercato….)No incentivi (solo vendita mercato….)


•• Contratto di somministrazioneContratto di somministrazione

•• Nuove normative e normeNuove normative e norme

CauseCause






Ing. Stefano Corsi

Smart grids, smart cities, smart buildings, smart power generation

Smart power

generation, smart

cities, smart,

smarts buildings

possono essere

visti come elementi

di dettaglio di

smart grids






Ing. Stefano Corsi

Progettazione di sistemi complessi: impianti produzionePrenzlau, Germania

•• Brasile Brasile –– diga di di Itapù (Paranà) e impianto idrogeno (tecnologia italidiga di di Itapù (Paranà) e impianto idrogeno (tecnologia italiana) ana)

•• Porto Marghera (Ve) Porto Marghera (Ve) –– Hydrogen Park, industrie chimiche, trasporto marittimo, ecc.Hydrogen Park, industrie chimiche, trasporto marittimo, ecc.

•• Arezzo, S. Zeno Arezzo, S. Zeno –– Fotovoltatico, idrogeno, idrogenodotto e settore orafoFotovoltatico, idrogeno, idrogenodotto e settore orafo

•• …..…..






Ing. Stefano Corsi

Progettazione di sistemi complessi: edifici

ABALONE (St Herblain, France)

Smart building o Smart building o OffOff--gridgrid??

Smart building Off-grid

GlassHuset

Stockholm, Sweden






Ing. Stefano Corsi

PROGETTAZIONE, PREVISIONE E PROGRAMMAZIONE: PROBLEMATICHE

ONERI DI SBILANCIAMENTOONERI DI SBILANCIAMENTO

-- Complessità e poca chiarezzaComplessità e poca chiarezza

-- Evoluzione temporaleEvoluzione temporale

-- Bassa correlazione con l’errore Bassa correlazione con l’errore

di di previsioneprevisione/produzione/produzione

-- Impianti medio piccoli: maggiore peso su costo investimento/prodImpianti medio piccoli: maggiore peso su costo investimento/produzioneuzione

-- Rapida evoluzione delle condizioni del sistema/incentiviRapida evoluzione delle condizioni del sistema/incentivi

-- Complessità amministrativa Complessità amministrativa –– tempi incertitempi incerti

-- Riduzione incentiviRiduzione incentivi






Ing. Stefano Corsi

PROGETTAZIONE, PREVISIONE E PROGRAMMAZIONE: PROBLEMATICHE

-- Impianti medio piccoli: maggiore peso su costo investimento/prodImpianti medio piccoli: maggiore peso su costo investimento/produzioneuzione

-- Rapida evoluzione delle condizioni del sistema/incentiviRapida evoluzione delle condizioni del sistema/incentivi

-- Complessità amministrativa Complessità amministrativa –– tempi incertitempi incerti

-- Riduzione incentiviRiduzione incentivi

-- Correlare l’onere alla modalità Correlare l’onere alla modalità

di gestione e non al risultatodi gestione e non al risultato

-- Funzionamento chiaroFunzionamento chiaro

-- Dati storiciDati storici

-- FranchigieFranchigie

ONERI DI SBILANCIAMENTOONERI DI SBILANCIAMENTO

-- Complessità e poca chiarezzaComplessità e poca chiarezza

-- Evoluzione temporaleEvoluzione temporale

-- Bassa correlazione con l’errore Bassa correlazione con l’errore

di di previsioneprevisione/produzione/produzione






Ing. Stefano Corsi

Progettazione, previsione e programmazione: necessità e opportunità

-- Necessità di pianificare le misure per favorire la programmabiliNecessità di pianificare le misure per favorire la programmabilità e la tà e la

prevedibilità:prevedibilità:

-- buona progettazionebuona progettazione

-- modelli predittivimodelli predittivi

-- misurazionimisurazioni

-- contratti forniture materie e servizicontratti forniture materie e servizi

-- ecc..ecc..

-- Pianificare e progettare sistemi integrati tra varie fontiPianificare e progettare sistemi integrati tra varie fonti

-- Individuare meccanismi semplici di gestione ottimaleIndividuare meccanismi semplici di gestione ottimale

-- Acquisire conoscenze e diffodnere la sensibilità alla buona progAcquisire conoscenze e diffodnere la sensibilità alla buona programmazionerammazione






Ing. Stefano Corsi

GRAZIE DELL’ATTENZIONE

Ordine degli Ingegneri della Provincia di FirenzeOrdine degli Ingegneri della Provincia di Firenze

Commissione Ambiente ed EnergiaCommissione Ambiente ed Energia

Ing. Stefano CorsiIng. Stefano Corsi

ECORE s.r.l., via della Rondinella 66/4, FirenzeECORE s.r.l., via della Rondinella 66/4, Firenze

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