[06/06/2011] News
Conoscere per decidere: elettricitą fotovoltaica, elettricitą nucleare e mercato elettrico
In questo articolo le domande cui si cerca di dare risposte il più possibile rigorose e accurate sono abbastanza semplici e allo stesso tempo strategiche:
- L'elettricità dalla fonte fotovoltaica costa più o meno di quella da fonte nucleare?
- Come si posizionano i costi dell'elettricità da fonte fotovoltaica e nucleare rispetto al mercato elettrico corrente?
Si prescinderà, da qualsiasi altra considerazione che non riguardi direttamente e concretamente il prezzo al quale un operatore può essere in grado di offrire la propria elettricità sul mercato elettrico libero, e in particolare non saranno considerati, a titolo d'esempio: Benefici e/o costi ambientali, salvo che esplicitamente dichiarato sia nella presente nota sia nei link di riferimento; Questioni di sicurezza, rischi potenziali per la salute e i beni; Disponibilità delle risorse eventualmente necessarie per la generazione (per es. di 235U, su cui consiglio la sempre attualissima analisi di Terenzio Longobardi); Bilancio energetico complessivo delle due fonti considerate (EROEI).
Non sono inoltre considerate questioni molto tecniche quali: La dispacciabilità dell'elettricità, in particolare di quella prodotta dalla fonte fotovoltaica che è intermittente e non programmabile sebbene accuratamente prevedibile (tuttavia, in materia vale la pena di menzionare il recente Rapporto della IEA - International Energy Agency dal titolo "Harnessing Variable Renewables: a Guide to the Balancing Challenge": vi si legge che in Europa, secondo le aree geografiche, può essere facilmente gestita, nella situazione attuale delle reti, una frazione di elettricità intermittente (eolico e fotovoltaico) compresa tra il 27% di Spagna e Portogallo insieme e il 63% della Danimarca; considerando la buona interconnessione della rete italiana, è verosimile che si possa gestire almeno il 40% di elettricità immessa da fonti intermittenti, e siamo ancora lontani da questo traguardo!); L'effetto di "peak shaving" (qui, qui e qui) prodotto dall'immissione di energia fotovoltaica, con la conseguente riduzione del prezzo d'equilibrio dell'elettricità nelle ore diurne e in particolare di picco della domanda, che altrimenti potrebbe essere considerato come un "valore aggiunto" da detrarre in qualche modo dal costo del kWh fotovoltaico.
ELETTRICITA' DA FONTE NUCLEARE E MERCATO ELETTRICO
Per quanto riguarda l'elettricità da fonte nucleare, una stima particolarmente avanzata e molto verosimile, nonché ancora sufficientemente cautelativa, è quella, recentissima, di Domenico Coiante (ASPO Italia - Amici della Terra, già ENEA responsabile fonti rinnovabili), che aveva ripreso e affinato con un rigore straordinario le analisi e le stime già menzionate nel post di Beppe Caravita.
Coiante stima, per il costo del kWh nucleare, una "forchetta" compresa tra 8,1 e 9,4 centesimi di euro/kWh (cioè, tra 81 e 94 Euro/MWh), valori che si collocano intorno alla media delle stime prodotte da vari autori nel corso degli ultimi quattro anni e che non risultano a tutt'oggi criticate o smentite (con argomenti altrettanto seri) da alcuno. Si assumerà quindi questa stima come la migliore in circolazione.
Con quale prezzo dell'energia elettrica sul mercato dovrebbe essere confrontato il costo dell'elettricità dalla fonte nucleare?
Come dettagliatamente ricordato nell'intervento di Coiante, le centrali nucleari non sono affatto "flessibili" e devono operare prevalentemente a regime costante, per cui contribuiscono essenzialmente, nel mercato elettrico, al "carico di base".
Le statistiche sintetiche per l'ultimo mese completamente analizzato, Aprile 2011, rintracciabili sul sito del GME - Gestore dei Mercati Energetici, indicano un prezzo medio di acquisto per il "carico di base" pari a 65,18 €/MWh (6,518 c€/kWh), risultato della media ponderata tra il prezzo nelle ore di picco (73,80 €/MWh) e nelle ore fuori picco (60,87 €/MWh).
Assumendo, com'è naturale, che l'elettricità nucleare sia generata allo stesso livello in tutte le ore del giorno, il prezzo di riferimento e confronto sarà proprio il primo di quelli sopra menzionati: 6,518 c€/kWh.
Anche assumendo quale stima del costo del kWh da fonte nucleare il valore minimo dell'intervallo stimato da Coiante (8.1 c€/kWh), questo risulta oltre il 24% maggiore rispetto al su menzionato prezzo medio di acquisto afferente al carico di base!
ELETTRICITA' DA FONTE FOTOVOLTAICA E MERCATO ELETTRICO
Per quanto riguarda l'elettricità da fonte fotovoltaica, la rapidissima evoluzione del mercato (volumi prodotti e installati) e delle tecnologie (costi di produzione e affidabilità, quindi necessità di manutenzione) ci ha indotto a produrre una nuova elaborazione finalizzata a determinare il prezzo minimo che un operatore potrebbe offrire sul mercato elettrico (oggi è il GSE - Gestore dei Servizi Energetici a prelevare tutta l'energia fotovoltaica e a offrirla sul mercato).
Si assumerà implicitamente che l'investimento nelle infrastrutture fotovoltaiche sia sufficientemente "tutelato" nella prima fase (per esempio attraverso incentivazioni in conto energia o in conto interessi), in quanto la frazione largamente maggioritaria dell'investimento è ovviamente prodotta all'inizio, in una visione di sistema a lungo termine in cui le incentivazioni iniziali siano completamente riassorbite nel corso della vita utile degli impianti.
Si assumerà inoltre, ancora implicitamente, che l'energia fotovoltaica, come quella nucleare, non produca effetti sulla formazione dei prezzi nel mercato elettrico, cosa che, proprio in particolare per la fonte fotovoltaica e come sopra e altrove ricordato, rappresenta un'astrazione piuttosto pesante (e a favore dell'energia fotovoltaica!).
Quali sono state le assunzioni fondamentali delle stime del costo del kWh fotovoltaico?
- - Sono stati considerati soltanto impianti "utility scale" e in particolare, per semplicità, di potenza 1MWp e 10 MWp, collocati su terreno e montati sia su strutture fisse sia su inseguitori solari biassiali;
- - Si è assunta una vita media dell'impianto fotovoltaico pari a 40 anni, coerentemente con quanto dichiarato dal A.D. di Ecoware Leopoldo Franceschini nel già menzionato post di Beppe Caravita, nonché con le osservazioni scientifiche di Domenico Coiante;
- - Si è assunto un decremento realistico dell'efficienza fotovoltaica pari a 0,5% all'anno, ancora in base alle osservazioni scientifiche di Domenico Coiante;
- - Si è assunto un tasso d'inflazione medio annuale, per tutto il periodo, pari a 2,5%, coerentemente con quanto osservato negli ultimi anni fino a oggi;
- - Si è assunta una produzione media annuale, per mezzo di impianti fotovoltaici ottimizzati sia come orientamento al sud sia come inclinazione, montati su strutture fisse, pari a 1.100kWh/kWp al nord Italia, a 1.300kWh/kWp al centro Italia, a 1.500kWh/kWp al sud Italia, in linea con la conoscenza comune delle produzioni reali;
- - Si è assunto un incremento di produzione per mezzo di sistemi a inseguimento solare biassiale, rispetto a sistemi fissi, pari al 45%, in linea con le dichiarazioni delle case costruttrici e con le osservazioni reali (per es. comunicazione personale di Mario Ferrucci, Devices Srl);
- - Si è assunto un periodo di 20 anni per la restituzione del capitale necessario all'investimento iniziale (sebbene nella nuova visione di lungo termine tale periodo possa essere anche superiore, si è preferito rimanere aderenti agli standard correnti);
- - Si è assunto un tasso d'interesse per la restituzione del suddetto capitale pari al 5%, in linea con i tassi correntemente praticati;
- - Per quanto riguarda i costi "chiavi in mano" degli impianti, si sono assunti i valori dichiarati nel post di Beppe Caravita (per altro confermati dalla conoscenza personale dell'autore della presente nota): per i sistemi a inseguimento solare biassiale, 2.500Euro/kWp per impianti di potenza 1MWp e 2.200Euro/kWp per impianti di potenza 10MWp, mentre per i sistemi montati su strutture fisse si è assunto un costo pari al 80% di quello relativo, a parità di potenza, ai sistemi a inseguimento;
- - Si è assunto un costo annuale di manutenzione ordinaria e straordinaria, comprensiva della sostituzione degli inverter con frequenza media di 10anni, in misura pari allo 0,70% del costo d'investimento iniziale, rivalutabile annualmente al tasso d'inflazione, in linea con quanto dichiarato nel post di Beppe Caravita (per altro confermato dalla conoscenza personale dell'autore della presente nota), quindi evidentemente maggiore per i sistemi a inseguimento;
- - Si è assunto un costo annuale di assicurazione "full risk" in misura pari allo 0,60% del costo d'investimento iniziale, costante in moneta corrente, in linea con l'esperienza comune e la conoscenza personale dell'autore della presente nota e quindi evidentemente maggiore per i sistemi a inseguimento;
- - Si è assunta una occupazione di terreno pari a 2,3ettari/MWp per i sistemi montati su strutture fisse, e pari a 4ettari/MWp per i sistemi a inseguimento solare, coerentemente con l'esperienza progettuale comune e anche, per i sistemi a inseguimento, con quanto dichiarato dalle case costruttrici;
- - Si è assunto un costo annuale afferente ai "canoni di superficie" corrisposti per il terreno occupato nella misura di 1.000Euro/ettaro, rivalutabile annualmente al tasso d'inflazione: tale valore è significativamente inferiore rispetto agli standard di mercato applicati almeno fino alla vigenza del Terzo Conto Energia fotovoltaico, riferendosi piuttosto a una situazione di equilibrio e di mercato sul lungo periodo (e comunque ancora generalmente e decisamente superiore rispetto ai valori degli affitti per uso agricolo per i terreni di minore pregio);
- - E' stata inclusa nelle simulazioni finanziarie l'imposta di registro sui canoni di superficie, per tutta la durata di 40 anni, pari al 18% dei canoni cumulati;
- - Sono stati inclusi ulteriori costi a copertura di varie attività accessorie quali guardiania, eventuale manutenzione delle opere di mitigazione paesaggistica, ecc, stimati nella misura cautelativa (per eccesso) di 15.000Euro/anno per impianti di potenza 1MWp e di 60.000Euro/anno per impianti di potenza 10MWp, rivalutabili annualmente al tasso d'inflazione;
- - E' stato infine adottato un tasso di attualizzazione dei costi sostenuti nel tempo pari al 5%, coerente con la rivalutazione media di capitali importanti destinati a impieghi a basso rischio (si sarebbe potuto adottare il più favorevole tasso "industriale" del 8%, per cui la scelta è da considerarsi del tutto cautelativa).
A questo punto, il costo del kWh fotovoltaico è stato stimato semplicemente dividendo i costi totali attualizzati per la produzione complessiva nel corso della vita degli impianti.
I risultati sono illustrati nei grafici seguenti, in cui le bande in giallo semi-trasparente e contorno verde rappresentano l'intervallo tra il prezzo d'acquisto medio dell'elettricità nel Mercato Elettrico nel mese di Aprile 2011 afferenti alla media del carico di base (valore inferiore, pari a 6,518 €/kWh) e alla media del picco (valore superiore, pari a 7,380 €/kWh), che rappresentano i termini di confronto con l'elettricità da fonte fotovoltaica, ovviamente erogata in netta prevalenza nelle ore - diurne - in cui la domanda di elettricità è maggiore.
I risultati, crediamo, si commentano da soli: il costo dell'energia fotovoltaica, nelle ipotesi e nella "visione strategica" sopra esaustivamente illustrate, è tale che la fonte fotovoltaica può già considerarsi generalmente del tutto competitiva con la generazione termoelettrica tradizionale - a differenza della fonte nucleare - in particolare per i sistemi a inseguimento solare biassiale che godono di un vantaggio finanziario stimabile intorno al 20% rispetto ai sistemi montati su strutture fisse.
Le conseguenze in termini di auspicabile regolamentazione anche in termini autorizzatori sono talmente ovvie che non meriterebbero neppure una menzione esplicita, se non che il percorso intrapreso a tutti i livelli dell'amministrazione statale e locale è esattamente opposto!
* Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Biometeorologia, ASPO Italia