Post on 15-Feb-2019
Le Reti Energetiche: L’Energia Elettrica, I Corridoi Energetici
Dario LucarellaConsigliere d’Amministrazione ERSE
Presidente Associazione Energia Elettrica
17 febbraio 2010
La Rete Elettrica nel Mercato Liberalizzato
Dario Lucarella
La Liberalizzazione del Settore
• La liberalizzazione si avvia nel 1999 con il recepimento della Direttiva Europea (96/92/EC) in tema di “Common Rules for the Internal Electricity Market”
• Il DL 79/99 disegna il sistema elettrico nazionale ed impone all’ex-monopolista di separare societariamente le attività di produzione, trasmissione e distribuzione
Dario Lucarella
La Rete di Trasmissione
La trasmissione è una attività in regime regolato trasferita a che deve garantire:• lo sviluppo della retenazionale valutando costi ebenefici delle scelte alternative di investimento• l’esercizio della rete a minimi costi assicurando continuità e qualità della fornitura elettrica
Dario Lucarella
Impatto della Liberalizzazione sulla Rete
• Crescita degli scambi su lunghe distanze
• Utilizzo al limite di capacità delle linee
• Impredicibilità e volatilità dei flussi di potenza
• Integrazione della generazione distribuita da fonte rinnovabile intermittente
• Decentramento dei processi decisionali
• Ruolo attivo della domanda
Dario Lucarella
La Infrastruttura di Rete
Transactions
Old Grid
Distr. Gener. Connection
Fonte: EPRI
Dario Lucarella
Investimenti delle Compagnie Elettriche
Fonte: OECD
Dario Lucarella
60
80
100
120
140
160
180
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2006
Variazione dell’indice di utilizzo della Rete
Indice di utilizzazione rete 230-400kV nel periodo 1975-2006 Incremento km rete AT*
IncrementoFabbisogno
Germany
Switzerland
Benelux
France
Italy
Iberian Pen.
Average UCTE
2,9%2,9% 1,2%1,2%
3,23,2 2,12,1
3,53,5 2,72,7
2,12,1 1,71,7
2,12,1 2,12,1
3,23,2 3,53,5
2,82,8 2,42,4
Fonte: UCTE
Dario Lucarella
Incremento atteso della capacità di generazione nel periodo 2006-2015
Totale 2006-2015 19.300/20.300 MW
+ 15.300 MW (sopra 65% nel Meridione)
TERMOELETTRICO
+ 3.000 MW(quasi 100% nel Meridione)
EOLICO
+ 1.000/2.000 MWMERCHANT LINE
533
743 593150
4.303
4.000303
3.260
2.860400
197
2.531
1.915616
1
2
918 168750
958 158800
1.190760
1.68111.680
1544150
9444940
56424540
TermoelettricoWind farm
Localizzazione del Parco di Generazione
Dario Lucarella
Congestioni di Rete
• Il Mercato elettrico nazionale è suddiviso in 5 aree geografiche definite zone
• Si verifica una congestione se un’interconnessione di rete tra zone del mercato non consente tutti i flussi fisici di energia derivanti dai programmi di immissione e prelievo definiti dal mercato per:– insufficiente capacità delle linee– vincoli di sicurezza del sistema
• In caso di congestione non è possibile trasportare l’energia richiesta dalle zone esportatrici alle zone importatrici
Dario Lucarella
Gestione delle Congestioni
• Per eliminare una congestione:– nella zona che importa è necessario attivare
generatori più costosi rispetto a quelli selezionati dal mercato e si aumenta il prezzo
– nella zona che esporta, si riduce la produzione rispetto a quanto determinato senza vincoli di trasmissione
– i prezzi, le produzioni ed i consumi vengono variati fino ad eliminare le congestioni
• A fronte di prezzi zonali diversi, il Prezzo Unico Nazionale (PUN) di acquisto è la media pesata sulle quantità acquistate in ciascuna zona
G1 = 1000 MWh(capacità disponibile 1500 MW)
C1 = 500 MWh
Capacità max. = 500 MW
C2 = 1000 MWh
G2 = 500 MWh(capacità disponibile 1000 MW)
P = 60€/MWhP = 30€/MWh
Ricavi dei produttori: 1000MWh *30 €/MWhEsborsi consumatori: 500MWh *30 €/MWhSaldo Sistema= 15000 – 30000 = -15 k€
Ricavi dei produttori: 500MWh *60 €/MWhEsborsi consumatori: 1000MWh *60 €/MWhSaldo Sistema= 60000 – 30000 = + 30 k€
Costo congestione: 30-15 = 15 k€
Impatto Economico delle Congestioni
Dario Lucarella
Prezzi Zonali
Fonte: GME
Dario Lucarella
Confronto Prezzi Borse Europee
Fonte: GME
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2004 2005 2006 2007 2008
IPEX
EEX
Nord Pool
OMEL
PowerNext
Dario Lucarella
Investimenti in Trasmissione
Dario Lucarella
• L’obiettivo di un intervento di sviluppo della rete deriva dall’esigenza di coprire il fabbisogno in condizioni di affidabilità, economicità e sicurezza di esercizio
• La valutazione costi-benefici traduce in valore economico il valore elettrico che gli interventi di sviluppo inseriti nel PdS della RTN si propongono
• L’analisi dei costi in funzione delle alternative tecnologiche è direttamente esprimibile in termini monetari tenendo conto dei costi di capitale, di esercizio, manutenzione e demolizione
• L’analisi quantitativa dei benefici in termini monetari ècomplessa (attualmente tematica di ricerca) e si basa in genere su un approccio “differenziale”
Lo Sviluppo della Rete
Dario Lucarella
Valutazione degli Investimenti
Fonte TERNA
Dario Lucarella
Corridoi esistentiNovi progetti in esame
Tunisia
Algeria
Libia
Grecia
Albania
Croazia
SA.PE.I.
SA.CO.I.
Francia
Montenegro
Corridoi di Interconnessione
Dario Lucarella
Esercizio della Rete
Dario Lucarella
La Sicurezza della ReteLimiti Termici
Stabilità di Frequenza
Stabilità di Tensione
Dario Lucarella
Effetto Domino
• Si verifica un problema che porta alla apertura di una linea
• Sovraccarico su altre linee per ripartizioni di flusso che provoca aperture a cascata
• Si generano isole di sbilanciamento che portano abbassamenti di frequenza
• Scatto dei relay sottofrequenza e distacco dei generatori
• Blackout di porzioni sempre piùestese di rete
Dario Lucarella
Tecnologie per la Sicurezza
• Incremento e flessibilizzazione della capacità di trasporto e di controllo dei flussi di rete (FACTS)
• Sistemi di monitoraggio distribuito per la ricostruzione dello stato della rete (WAMS)
• Simulatori veloci per l’identificazione dei limiti di sicurezza valutando l’evoluzione dinamica (DSA)
• Tecniche di controllo adattivo per la separazione controllata della rete (Self-Healing Systems)
Dario Lucarella
Monitoraggio e Controllo Distribuito
SatelliteGPSCentro
Controllo
Contr.Distr.
Misure
Misure
Misure
Protez.Protez.
Rete di Trasmissione
Dario Lucarella
Generazione Distribuita
”Distributed Generation: small amounts of energy are produced bysmall, modular units, located close to the end use that can be stand-alone or integrated intothe grid”
EC –Energy Research
Dario Lucarella
Evoluzione delle Reti di Distribuzione
•Flussi bidirezionali di energia•Rete attiva•Nuovi modelli di gestione
•Flussi unidirezionali di energia•Rete passiva•Gestione centralizzata
Dario Lucarella
Gestione della Domanda
Independent SystemOperator (ISO)
Market Operation
Demand Responsive System
MONITOR CONTROL
Building AutomationSystem
AMRHA
IntelligentElectricity Meter
MT
BT
PLC
AMR
Public TelecomunicationNetwork
(GSM, GPRS, UMTS)
•Scalda acqua elettrico•Pompa di calore
Fuel Heat
E.EMicro-cogeneratore
TUTORFuel Heat
E.EMicro-cogeneratore
Gestore
PV
Dario Lucarella
Smart GridFonte IEE- Power & Energy
Fonte: EU Technology Platform
Dario Lucarella
La Politica Energetica Europea
EU Strategic Research Agenda:
“Future electricity markets and networks must provide allconsumers with a highlyreliable flexible, accessible and cost-effective power supply, fully exploiting the use of bothlarge centralized generatorsand smaller distributed power sources across Europe”
Impegno al 2020:- 20% emissioni + 20% rinnovabili- 20% consumi
Dario Lucarella
Il Trilemma Energetico
Research