Analisi del Mercato italiano del fotovoltaico e delle ...

Analisi del Mercato italiano del fotovoltaico e

delle strategie per uno sviluppo sostenibile

Francesco ROCA

Unità Tecnica ENEA Portici

Coordinamento partecipazione progetti Europei ed Internazionali

IEEE- Convegno: Tecnologie, tecniche impiantistiche e mercato del fotovoltaico 15 ottobre 2012 Mondello (PA)

Convegno: Tecnologie, tecniche impiantistiche e mercato del fotovoltaico

15 ottobre 2012 Sala Conferenze Hotel La Torre. Via Piano Gallo 11 – Mondello (PA)

Università degli Studi di Palermo

SommarioSommario

� La competitività della tecnologia fotovoltaica� La competitività della tecnologia fotovoltaica

� Il mercato PV mondiale

� Il mercato PV nazionale

� La filiera PV nazionale

� Le piattaforme tecnologiche

� La ricerca in Italia sul PV


� La ricerca in Italia sul PV

� Analisi e conclusioni

La competività

tecnica-economica del PV

L’evoluzione dei costi

Source: Grid parity – definitions and scenarios“ B2B Workshop “Grid Parity – two words, many different

meanings” Valencia - September 2, 2008 Winfried Hoffmann, Vice President EPIA

Variazioni dei costiVariazioni dei costi

Fonte: A Strategic Agenda for Photovoltaic Solar Energy Technology –EU PV Platform Edition 2 - 2011

1,2

1,4

PV 10 $/W

I costi dell’elettricità per l’utente finale

Costi dell’elettricità dell’utente finale – vs- distanza dalla rete

0,4

0,6

0,8

1,0

Ele

ctri

city

cost

($/k

Wh

)

PV 10 $/W

PV 2 $/W

PV 5 $/W

0

0,3 3 5 10 20 50 100 300

Daily load (kWh/day)

0,2

Ele

ctri

city

Fonte ENEA

La disponibilità di nuove tecnologie cost –effective per lo storage energetico darà al

PV una notevole opportunità di mercato (>80-85% riferito alla popolazione)

Il Mercato PV mondiale

La produzione MondialeLa produzione Mondiale


Fonte PV Status Report 2012.- : JRC.- Scientific and Policy Report Jarnulf Jaeger Waldau

Le tecnologieLe tecnologie

Fonte: A Strategic Agenda for Photovoltaic Solar Energy Technology –EU PV Platform Edition 2 - 2011

Le installazioni mondialiLe installazioni mondiali


Fonte: PV Status Report 2012.- : JRC.- Scientific and Policy Report Jarnulf Jaeger Waldau

Le installazioni in EuropaLe installazioni in Europa


Fonte: PV Status Report 2012.- : JRC.- Scientific and Policy Report Jarnulf Jaeger Waldau

Il mercato Italiano

FeedFeed--in in tarifftariff ((FiTFiT))-- FeedFeed--in Premium (FIP)in Premium (FIP)

Conto EnergiaConto Energia

Primo conto energia : decr. att 28.07.2005 e 6.02.2006 • Il MISE sostituisce contributi statali a fondo perduto conto capitale per la messa in

esercizio dell’impianto (es. programma tetti Fotovoltaici) con il sistema di

finanziamento in conto esercizio per produzione elettrica (c€ x KWh fornito alla rete)

Secondo Conto Energia: Decr. MISE D.M. 19.02.2007 incentivi fino al 31.12. 2010. � Nuovi criteri per incentivare la produzione elettrica � Nuovi criteri per incentivare la produzione elettrica � La tariffa incentivante viene applicata su tutta l'energia prodotta e non solamente

su quella prodotta e consumata in loco� Vengono snellite le pratiche burocratiche e viene introdotta la differenziazione

delle tariffe (BIPV-Integrazione architettonica e taglia impianto)� Premio per impianti fotovoltaici abbinati all’uso efficiente dell’energia)

Terzo Conto energia (D.M. 6.08.2010)



Terzo Conto energia (D.M. 6.08.2010)applicabile agli impianti entrati in esercizio a partire dal primo gennaio 2011 e fino al 31 maggio 2011.

• impianti fotovoltaici (suddivisi in “impianti su edifici” o “altri impianti

fotovoltaici”);

• impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative

• impianti fotovoltaici a concentrazione

• impianti fotovoltaici con innovazione tecnologica)

Decreto Salva Alcoa Con la legge 13 agosto 2010, n.129 (legge cosiddetta “salva Alcoa”) si è stabilito che le tariffe Decreto Salva Alcoa Con la legge 13 agosto 2010, n.129 (legge cosiddetta “salva Alcoa”) si è stabilito che le tariffe

incentivanti previste per il 2010 dal Secondo Conto Energia potessero essere riconosciute a tutti i soggetti che abbiano

concluso l’installazione dell’impianto fotovoltaico entro il 31 dicembre 2010 e che gli stessi impianti entrino in esercizio

entro il 30 giugno 2011 prorogando di fatto fino al 30 giugno 2011 il periodo di operatività del secondo Conto Energia

Quarto Conto energia D.M. 05/05/2011 Pubblicato il 12.05.2011Ha definito il meccanismo di riguardante gli impianti che entrano in esercizio dopo il 31 maggio 2011

� Riduzione progressiva degli incentivi per la produzione di energia elettrica dal PV



� Riduzione progressiva degli incentivi per la produzione di energia elettrica dal PV� Gradualità del decalage a protezione degli investimenti già in corso� Valorizzazione degli interventi che conseguono una buona integrazione

architettonica � Nuovi impulsi per favorire l'introduzione di nuove tecnologie� Freno agli investimenti speculativi e maggiori incentivi per i piccoli impianti

rispetto a quelli di maggiore taglia.

Quinto conto energia D.M. 5 luglio 2012Quinto conto energia D.M. 5 luglio 2012� Si riducono drasticamente gli incentivi� Cesserà di applicarsi decorsi 30 giorni solari dalla data in cui il costo indicativo

cumulato degli incentivi > 6,7 miliardi di euro l’anno.

(comprensivo dei costi impegnati dagli impianti iscritti in posizione utile nei Registri. Ciò verrà

comunicato dall’AEEG - con un’apposita deliberazione- sulla base degli elementi forniti dal GSE

attraverso il proprio Contatore fotovoltaico -


Italian FiT-FiP law : Conto Energia

feed-in tariff (FIT

Istallazione di sistemi PV in ItaliaIstallazione di sistemi PV in Italia

10730 GWh (2011)

3.2% Total Energy demand

Il contatore FotovoltaicoIl contatore Fotovoltaico

Al 10 Ottobre 2012

Stato attuale incentiviStato attuale incentivi

Al 10 Ottobre 2012

La filiera nazionale

La filiera PV completa La filiera PV completa

Fonte: Solar Energy Report.- Il Sistema Industriale Italiano nel business dell’Energia Solare Ediizione

2008 .- Energy & Strategy Group Politecnico Milano

La filiera PV Italiana (2008)La filiera PV Italiana (2008)

Totale filiera ~ 4400 mln€



La filiera Italiana PV (2008) La filiera Italiana PV (2008)




Totale filiera 2010 ~ +480% risp. 2008 Totale filiera 2010 ~ +480% risp. 2008

Totale filiera 2011 ~ +330% risp. 2008





26



Andamento prezzi moduli PV multiAndamento prezzi moduli PV multi--SiSi




Costo impianti PV dicembre 2011Costo impianti PV dicembre 2011

Scomposizione costi impianti <3KWp Scomposizione costi impianti <1 MWp

4.500 €/Kwp Gen 2011 -- > ~3100 €/Kwp (dic 2011)

-45%

2.800 €/Kwp Gen 2011 -- > ~1650 €/Kwp (dic 2011)

-41%

LessonLesson LearnedLearned

� Il fotovoltaico ha mantenuto la promessa

� Il fotovoltaico può sostenere più del 70-80% della

domanda globale mondiale di energia riferita alla domanda globale mondiale di energia riferita alla

popolazione

� Nonostante i repentini abbattimenti dei costi degli ultimi

anni soprattutto per la produzione cinese-asiatica suscitano

qualche perplessità sulla effettiva motivazione tecnologica,

la fonte energetica sta raggiungendo la sua piena

competività tecnica-economica.


� L’attuale mercato italiano dei moduli si sostiene

ampiamente sulla produzione asiatica (Cina, Taiwan) ma c’è

una notevole industria nazionale per la componentistica

BOS e per le installazioni.

Tecnologie-vs-mercato

TecnologyTecnology –– vsvs-- market market cyclecycle

Tecnologia Tecnologia –– vsvs-- mercatomercato

� IEA PV Road Map

PV Road Maps PV Road Maps MondialiMondiali::

Come Come assicurareassicurare lo lo svilupposviluppo delladella tecnologiatecnologia??

�The Solar America Initiative (SAI)

� Japan’s PV roadmap towards 2030 (PV2030) and the 2009 update PV2030+

�China’s solar energy development plans

� India’s Solar Initiative


32

� India’s Solar Initiative

�Australia’s Solar Flagship Initiative

Come Come assicurareassicurare lo lo svilupposviluppo delladella tecnologiatecnologia??

�The European Union’s Strategic Energy Technology (SET) Plan

PV Road Maps PV Road Maps EuropeeEuropee::

Technology (SET) Plan

�Solar Europe Industry Initiative

�The European PV Technology Platform’s

� Implementation Plan for Strategic Research Agenda


33

Agenda

NEDO PV2030+ NEDO PV2030+ RoadmapRoadmap

EERE, EERE, SolarSolar America America InitiativeInitiative

USA Departmen of Energy .- Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE)

Ten PV technology roadmaps were developed in 2007 by NREL, Sandia National

Laboratories, DOE, and experts from universities and private industry [SAI 2007]

EERA PV: EERA PV: Indicative PV RoadMap

EvoluzioniEvoluzioni atteseattese delledelle efficienzeefficienze


37

Source IEA-PVPS www.iea-pvps.org

PV R&D Roadmap : Topic PV R&D Roadmap : Topic comunicomuni

� Aumentare gli sforzi di R&D per ridurre i costi (nella

produzione dei materiali e per le tecniche realizzative deidispositivi, le connessioni elettriche, l’incapsulamento,etc) dispositivi, le connessioni elettriche, l’incapsulamento,etc)

� Supportare l’implementazione della tecnologiaesistente (short term) e per l’innovazione (long term option)

� Espandere ed ottimizzare la collaborazioneinternazionale in R&D


38

� Fare un migliore uso delle risorse scientifiche, tecnologiche ed economiche nazionali/internazionali

Quale R&D in Italia Quale R&D in Italia sulsul PV?PV?


R&D in Italia R&D in Italia sulsul fotovoltaicofotovoltaico

ISMAC


R&D in Italia R&D in Italia sullsull’ Existing Technologies’ Existing Technologies

Organization Existing Technologies

ENEA high efficiency and low cost crystalline silicon based solar cells; Low

temperature and laser assisted processes; amorphous/crystalline silicon

heterojunctions, Development and optimization of micromorph solar cells heterojunctions, Development and optimization of micromorph solar cells

including application of intermediate reflectors and optimized light

trapping, Low cost transparent conductive oxides , Characterization of

material and devices , low cost Interconnection and packaging solutions

both for rigid and flexible modules

Solar cells characterization; PV manufacturing companies consultancy

UNI-PR; UNI-VR CdTe/CdS; CuGaInSe2/CdS. Technology trasfer

Siena Solar Nanotech

S.p.AProduction of II-VI thin films for the photovoltaic by direct ablation by

ultra-short high energy electron pulses

Uni-FE High efficiency and low cost crystalline silicon based solar cells

Uni-MI-Bicocca cSi Solar cells, multicrystalline and solar grade SiUni-MI-Bicocca cSi Solar cells, multicrystalline and solar grade Si

Uni-CT Thin film Silicon and micromorph Solar cells

Uni-RM1

CNR-IMIP-BA

CNR-IMM-BO

Amorphous/crystalline heterojunctions Solar Cells

The author would like to stress that the information in this table was compiled with the aim to be as complete as possible, but he would like

to apologize for the possible inaccuracies and welcome every amendment..

R&D in Italia R&D in Italia susu concetticoncetti avanzatiavanzati inorganiciinorganici

Organization Inorganic Advanced Concepts

NanoscienceLab.

University of Trento

Solar cells integrating Si nanocrystals and plasmonic layer, Sub-bandgap light absorption, Photoluminescence

down-shifting effect; Secondary emission in a cell, understanding of the photoresponse properties and simulation

of light absorption (prof. L.Pavesi)

INOA-CNR &

LENS-FI

Disruptive technologies for photovoltaics based on highly absorbing disordered structures for PV, Light trapping in

nanostructures, Artificial photosynthesis Synthesis of new hybrid materials, thin film nanophotonic structures for LENS-FI nanostructures, Artificial photosynthesis Synthesis of new hybrid materials, thin film nanophotonic structures for

solar cells (Dr. D. Wiersma)

MATIS IMM-CNR-CT Light absorption in nanostructured Si and Ge (Quantum Dots, Nanowires, thin films); Electrical transport in

nanostructured and amorphous Si; Plasmonic effects on metallic nanostructured or thin films (prof. F.Priolo)

IMEM-CNR-PR Quantum wells and quantum dots for solar photovoltaics, Improvement in manufacturing Solar CIGS solar(Dr. M.

Mazzer)

IMIP-CNR-BA Plasmonic Photovoltaics; Nanostructured silicon PV; Growth of Silicon nanowires through VLS gallium-catalyzed

mechanism and Nanowires growth of III-V and II-VI semiconductors; Optical monitoring and material processing

(Dr.G.Bruno)

ENEA All Si-QD Solar Cells, , CuO2 and Cu2(Zn,Fe)SnS4 based solar cells

IMM-CNR III-V and II-VI Nanowire-based photovoltaics by MOVPE; III-V nanowires on Si; (Prof. N. Lovergine)

UNI-NA Silicon-carbon alloy films (nc-Si 1-X CX) , silicon nanocrystallites embedded in in SiC dielectric matrix (Prof.



UNI-NA

IMM-CNR -BO

Silicon-carbon alloy films (nc-Si 1-X CX) , silicon nanocrystallites embedded in in SiC dielectric matrix (Prof.

A.Ambrosone, U.Coscia, Dr. C.Summonte)

Uni-Camerino

Solar lab Srl

Si QD nucleation via solid phase separation in SiO2 and Silicon Oxynitride matrices (Prof. Roberto Murri)

Uni-Ge metal nanowire arrays with plasmonic functionality (prof. Buatier de Mongeot)

Fondazione Bruno Kessler

FBK

Integration of nanocrystalline Si to improve cell efficiency. Organic bulk heterojunction solar cells on flexible

substrates (Advance Photonics and Photovoltaics (dr. P.Bellutti)

R&D in Italia R&D in Italia sullasulla ConcentrazioneConcentrazione

Organization PV Concentration

ENEA High efficiency PV-C cSi Solar cells, concentration optics, PV-C modules, trackers,

Indoor-Outdoor Characterization of components and PV-C Systems.- Technical

NormsNorms

CESI S.p.A. Multijunction solar cells based on III-V compounds (dr. R.Campesato)

RSE SpA Multijunction solar cells based on III-V compounds Indoor-Outdoor

Characterization of components and PV-C Systems.- Technical Norms (dr.

G.Timò),

Uni-FE Concentration optics, Dichroic Application (light splitting), Indoor-Outdoor

Characterization of components and PV-C Systems

ENEL SpA Indoor-Outdoor Characterization of components and PV-C Systems (Dr. F.Aleo)

FBK

Fondazione Bruno Kessler

CMOS technology Silicon microfabrication pilot line for crystalline silicon solar

for CPV (Microtechnologies Lab). Testing and Automatic probers (dr. P.Bellutti)



Fondazione Bruno Kessler for CPV (Microtechnologies Lab). Testing and Automatic probers (dr. P.Bellutti)

Pirelli Labs , Angelantoni,

Beghelli , C-Power, Opto-i

PV-Concentration Modules and Systems.

R&D in Italia R&D in Italia sullesulle cellecelle Organic e DSSCOrganic e DSSC

Organization Organic and DSSC Solar Cells

CHOSE – Univ. Rome “Tor

Vergata”

Dye Sensitized Solar Cells & Modules and panels (prof. A. Di Carlo)

Univ Milano-Bicocca DSC, polymer & small-molecule bulk heterojunction cells (prof. A.Abbotto)

ENI SpA.- Donegani Organic Solar Cells (Dr.R.Po) Photo-electrochemical Water Splitting by DSSC

(D.LMeda)

NLL-ITT-LE Dye sensitised solar cells (DSSC); Hybrid solar cells based on Colloidal inorganic

Nanocrystals; Organic/hybrid solar cells exploiting plasmonic effects (prof.

G.Gigli)

ISTM-CNR Theoretical and Experimental Modeling of Molecular and Nanostructured

Systems Design, Synthesis and Characterization of Precursors and Functional

Molecules (Dr. F. De Angelis)

ISMAC-CNR-Mi All-organic and hybrid active layer Solar Cells, device assembly and photovoltaic

characterisation (Dr.S.Luzzati)characterisation (Dr.S.Luzzati)

ISOF-CNR-Bo Organic bulk-heterojunction solar cells (Dr. N.Camaione)

Uni-FE Realization and Characterization of DSSC

ENEA Organic & DSSC Solar Cells. Organic TCO, Carbon Nanotubes graphene

Uni-SA Organic nanocomposite heteroemitters on c-Si solar cells (prof. H.C. Neitzert )



Organization BOS & PV systems

ENEA module's quality evaluation , reliability and life time estimation, BOS,

R&D in Italia R&D in Italia susu BOS & BOS & SistemiSistemi PVPV

ENEA module's quality evaluation , reliability and life time estimation, BOS,

DC-DC converter, DMPPT, Tracking systems Build Integrated PV,

Distributed energy generation & management, Indoor-Outdoor

Characterization of components and PV-C Systems Technical Norms.

RSE SpA Indoor-Outdoor Characterization of components and PV-C Systems.-

Build Integrated PV, Distributed energy generation & management ,

Technical Norms

Poli-MI, UniRM2 BIPV, Outdoor Characterization of components and PV-C Systems

Uni-NA Modelling and characterization of cSi Solar cells

UNi-TO, Uni-PA Uni-SA, BOS, DC-DC converter, DMPPT,UNi-TO, Uni-PA Uni-SA, BOS, DC-DC converter, DMPPT,

CCR IES Ispra PV modules certification, Indoor-Outdoor Characterization of

components and PV-C Systems Technical Norms.



Attività ENEA sul PV:”Attività ENEA sul PV:”valuevalue chainchain” ”

Materials

- Thin Silicon film

- Thin Silicon on polimeric

substrates

- Epi-wafer approach

- Thin Polycrystalline (kesterites)

- Nanomaterials & Graphene

- Trasparent Conductive Oxide

Devices

- Tandem/micromorph Solar

Cells

- aSi/cSi Solar Cells

- High Efficiency cSi Solar Cell

(PVC)

- OPV & DSSC Solar cells

Sistems

- PV Modules

Indoor/outdoor

Qualification

- Definition of standards

- Energy prediction

- Smart PV modules

- Reliability Analysis on

Applications

- Distributed generation

- Large plants

- Hybride Solar/Thermal

application

- Smart grid

- BIPV & Ecobuildings

design- Trasparent Conductive Oxide

- Advanced dielectric coating

- OPV & DSSC Solar cells

- Indoor/outdoor

characterization of Solar cells

- Reliability Analysis on

BOS Components

- Solar Tracking

- PV module Recycling

design

- PV demo site

- Market&Incentives

LessonLesson learnedlearned

� Eccellente qualità di svariati gruppi di ricerca italiani sui

materiali , meno sui dispositivi.

� Spesso gli sforzi di ricerca sono focalizzati su aspetti � Spesso gli sforzi di ricerca sono focalizzati su aspetti

“verticistici” di competenza � (es. eccellenza su una particolare tecnica di caratterizzazione,

conoscenze chimico-fisiche di uno specifico materiale,etc)

� Frammentazione della attività R&D

� Pochi gruppi sono realmente focalizzati

sull’implementazione delle existing Technology (attività di


sull’implementazione delle existing Technology (attività di

ricerca per lo short term)

� Buon livello della ricerca di sistema

� I fondi sono pochi e molto frammentati e pertanto si

rivelano a volte inefficaci

StrategiaStrategia & & FinanziamentoFinanziamento

delladella R&D R&D sulsul PVPV


R&D R&D RoadRoad map in Italy map in Italy ::

PNR - Programma Nazionale di Ricerca :

Supporta la ricerca di base favorendo la multidisciplinarietà. Promuove lo Supporta la ricerca di base favorendo la multidisciplinarietà. Promuove lo sviluppo di capitale umano per la scienza, premiare l’eccellenza, promuovere la ricerca nazionale/internazionale, incrementare la collaborazione tra ricerca pubblica ed industrie, stimolare e promuovere, start up e società per nuove tecnologie


FIRB- Fondo Integrativo Ricerca di Base (Ricerca di base)

PRIN - Progetti di ricerca industriali di interesse nazionale (Ricerca

Quasi tutti i fondi sono sotto la responsabilità del MIUR e del MSE

ModalitàModalità di di finanziamentofinanziamento::

PRIN - Progetti di ricerca industriali di interesse nazionale (Ricerca

industriale su topic di rilevanza nazionale)

FAR- Fondo Agevolativo Ricerca (Strumento pubblico per finanziare la

ricerca industriale

FISR- Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (Specifici progetti di

ricerca per area tematuca definiti da PNR-Piano nazionale della Ricerca )

PON Programma Operativo Nazionale Ricerca e Competività(Specifici programmi di ricerca supportati da EU per incrementare la


(Specifici programmi di ricerca supportati da EU per incrementare la

ricerca e la competività nazionale nelle aree obiettivo 1)

CERSE Fondi Ministero Sviluppo Economico fondi assegnati tramite il

CERSE (Comitato degli Esperti per la Ricerca sul sistema Elettrico)

LessonLesson LearnedLearned : finanziamenti: finanziamenti

� Esistono potenzialmente degli strumenti quali il PNR

per coordinare la ricerca, ma nella sostanza la strategia

di intervento è solo parzialmente attuata per il di intervento è solo parzialmente attuata per il

fotovoltaico come per altre tecnologie cruciali per il

sistema paese, non solo quelle energetiche.

� Esiste una frammentazione dei meccanismi che

finanziano la ricerca, e c’è una forte scollatura tra i vari

meccanismi

� I fondi assegnati sono molto limitati


� I fondi assegnati sono molto limitati

� Si premia ancora poco la collaborazione e la

finalizzazione della ricerca per lo sviluppo del

prodotto.

LearnedLearned lesson:attivitàlesson:attività R&D R&D

� Frammentazione della R&D

� Eccellente qualità di diversi gruppi di ricerca sui

materiali , un poco meno sui dispositivimateriali , un poco meno sui dispositivi

� Spesso gli sforzi sono focalizzati su aspetti

“verticistici” (specifica tecnica di caratterizzazione,

specifico materiale, etc)

� Pochi gruppi sono realmente focalizzati

sull’implementazione delle existing Technology

(short term R&D)


(short term R&D)

� Buon livello della ricerca di sistema

Conclusioni e proposteConclusioni e proposte

� Ridurre la numerosità dei meccanismi incentivanti a

favore dell’intensità degli stessi

� Necessità del coordinamento della ricerca a livello � Necessità del coordinamento della ricerca a livello

nazionale con iniziative nazionali (es. AIREn) ed

internazionali (PV Platform, EERA, etc)

� Focalizzare i gruppi di ricerca dei materiali e dei

dispositivi su una ricerca collaborativa pubblico –

privata e finalizzata allo sviluppo di prodotti

nazionali (filiera)


nazionali (filiera)

� Sfruttare la rilevante ed interessante ricerca di

sistema per lo sviluppo di nuovi applicazioni, gestioni

smart, storage efficiente, cost effective,etc etc

Thanks for your attention

Enea Portici Enea Portici TechnologicalTechnological UnitUnit

ENEA UTTP Portici

Tel:081-7723270

Fax:081-7723344

E-mail:

[email protected]

Francesco Roca

Enea Portici Enea Portici TechnologicalTechnological UnitUnit

EuropeanEuropean and International Project and International Project CoordinationCoordination

Località Località GranatelloGranatello, 80055 Portici, , 80055 Portici, NaplesNaples ItallyItally

www.portici.enea.itwww.portici.enea.it

[email protected]

Analisi del Mercato italiano del fotovoltaico e delle ...

Documents

Transcript of Analisi del Mercato italiano del fotovoltaico e delle ...