Le fonti rinnovabili e il mercato elettrico. I benefici
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Le fonti rinnovabili e il mercato elettrico. I benefici
Agosto, 2014 Le fonti rinnovabili e il mercato elettrico. I benefici sul prezzo dell’energia. Introduzione Lo sviluppo dell’energia elettrica prodotta dalle fonti rinnovabili incide in maniera ormai decisiva, in Italia e negli altri Paesi europei, sia sull’esercizio dei sistemi elettrici che sugli esiti dei mercati dell’energia. Il rinnovato contesto energetico è reso maggiormente complesso dalla presenza di alcuni fattori congiunturali, quali la progressiva riduzione dei consumi elettrici, un aumento costante dell’apporto di fonti rinnovabili - specie sulle reti di distribuzione su cui insiste la maggior parte degli impianti fotovoltaici - ed una diminuzione significativa delle ore di utilizzo degli impianti tradizionali a ciclo combinato. In Italia, i dati definitivi di TERNA per il 2013 indicano una produzione lorda da fonte rinnovabile pari a circa 112 TWh (il 21,4% in più rispetto ai circa 92 TWh del 2012 e quasi il 37% della produzione lorda complessiva), con una crescente progressione negli ultimi anni dell’apporto delle fonti rinnovabili sia in termini di nuova potenza installata che di energia prodotta. Ad aver assunto un ruolo ormai di primissimo piano sono soprattutto le cosiddette fonti non programmabili (FRNP), in particolare fotovoltaica ed eolica, con una produzione lorda pari rispettivamente a 22,1 TWh (+18,9% rispetto al 2012) e 14,9 TWh (+11,6% rispetto al 2012) corrispondente a circa l’11% del consumo interno lordo di energia elettrica (330 TWh). L’incidenza di queste fonti sul mercato dell’energia è ancor più evidente se si considerano le aree del Paese dove esse sono maggiormente presenti, quali l’Italia meridionale e le isole maggiori. In questo nuovo scenario, destinato ad evolversi ulteriormente a vantaggio delle rinnovabili, diventano interessanti le conseguenze che si verificano sul mercato elettrico. In particolar modo, nelle sessioni del Mercato del Giorno Prima (MGP), organizzato in Italia secondo il criterio dell’ordine di merito economico e con valorizzazione dell’energia all’offerta marginale, le fonti rinnovabili, caratterizzate da costi marginali di produzione pressoché nulli, spiazzano dalla curva di offerta gli impianti a fonte fossile, contribuendo così a ridurre il prezzo dell’energia sul mercato. Questo fenomeno, già studiato in altri Paesi e definito in letteratura come “Merit Order Effect” (MOE), diventa sempre più evidente al crescere dell’apporto da FER rispetto al fabbisogno energetico. assoRinnovabili, ritenendo fondamentale lo studio degli effetti delle energie rinnovabili sul mercato elettrico, ha avviato - a partire dal 2011 - un’analisi mensile con dettaglio nazionale e zonale relativo agli esiti del MGP in funzione dell’apporto delle fonti eolica e fotovoltaica. Si ricorderà, difatti, il recente studio titolato “Le energie rinnovabili ed il mercato elettrico. I benefici delle rinnovabili sul prezzo dell’energia”, disponibile sul sito assoRinnovabili. Tanto premesso, l’obbiettivo del presente report - che avrà cadenza trimestrale - è quello di evidenziare a livello nazionale la rilevanza del MOE, quale fattore sempre più incidente nella formazione del Prezzo Unico Nazionale (PUN). In questa prima versione, il documento contiene una sintesi dei risultati relativi all’anno 2013, nonché un’analisi dei mesi da gennaio a giugno 2014. Nelle successive pubblicazioni ci si soffermerà, invece, solo sul trimestre di indagine, lasciando il riepilogo annuale all’ultima pubblicazione trimestrale. I singoli grafici riportati nel report sono accompagnati da una breve nota descrittiva per una loro migliore comprensione. In conclusione, i dati e le elaborazioni funzionali alla predisposizione del presente osservatorio sono un patrimonio che assoRinnovabili intende conservare, sviluppare e mettere a disposizione di quanti, produttori e soggetti istituzionali, si occupano sotto vari aspetti delle tematiche energetiche al fine di contribuire ad un dibattito più consapevole e ragionato in materia di fonti rinnovabili. Sintesi dei risultati per l’anno 2013 Nella Tabella 1 si riporta il bilancio energetico nazionale italiano per l’anno 2013 diviso su base mensile. Nelle ultime due righe si riportano le percentuali di produzione eolica e fotovoltaica netta rispetto alla produzione complessiva nazionale: la massima incidenza delle due fonti (il 16,7% della produzione ed il 14,9% della richiesta) si riscontra nel mese di maggio, mentre il minimo apporto percentuale (8,5% e 7,5%) si registra a dicembre. L’incidenza di entrambe le fonti nel 2013 è stata rispettivamente pari a 12,9% e 11,30% in aumento di circa due punti percentuali rispetto ai dati del 2012. BILANCIO MENSILE DELL'ENERGIA ELETTRICA IN ITALIA (GWh) - Dati 2013 Produzione Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Sett Ott Nov Totale produzione netta 24.020 21.889 23.799 21.923 23.103 23.337 26.385 22.901 23.347 22.601 22.342 23.185 278.832 Richiesta di energia elettrica 27.977 26.057 27.204 24.661 25.873 26.311 29.705 25.149 26.069 26.760 26.166 26.545 318.477 PV+eolico/ Produzione Totale PV+eolico/ Richiesta Totale Dic Tot 11,00% 11,50% 14,20% 15,40% 16,70% 15,70% 13,40% 14,80% 13,30% 9,40% 11,00% 8,50% 12,90% 9,40% 11,30% 9,60% 12,40% 13,70% 14,90% 13,90% 11,90% 13,50% 11,90% 7,90% 9,40% 7,50% Tabella 1. Bilancio nazionale mensile 2013. (Dati TERNA) 2 Nella successiva Figura 1 si riporta l’andamento della produzione mensile eolica e fotovoltaica per gli anni 2012 e 2013. Dal grafico emerge che la fonte eolica nel corso del 2013, seppur a fronte di circa 440 MW di nuovi impianti entrati in esercizio, ha avuto un andamento produttivo a tratti inferiore rispetto all’anno precedente. L’incremento complessivo di produzione eolica è stato, infatti, pari a soli 1,5 TWh, con dei valori produttivi nei mesi di luglio, ottobre e dicembre minori rispetto al 2012, mentre nei mesi di aprile, agosto, settembre e novembre la produzione è rimasta pressoché invariata rispetto alle performance dell’anno precedente. Andamento diverso, invece, per il fotovoltaico, per il quale l’entrata in esercizio di circa 2.000 MW nel 2013 ha inciso in maniera più apprezzabile sulla produzione annua lorda che è passata da 18,6 TWh a 22,1 TWh. Il profilo di immissione degli impianti solari risulta molto simile a quello dell’anno precedente, con un prevedibile incremento di produzione nei mesi più caldi dell’anno, segnatamente da marzo a settembre, in virtù della maggior disponibilità della fonte primaria. produzione eolica 2012 produzione eolica 2013 produzione fotovoltaica 2012 produzione fotovoltaica 2013 3000 2500 GWh 2000 1500 1000 500 0 Figura 1. Andamento della produzione mensile netta eolica e fotovoltaica per gli anni 2012 e 2013. (Dati TERNA) 3 Con riferimento all’analisi del MOE (ovvero effetto dell’ordine di merito con cui si formano i prezzi nella borsa elettrica), nella Figura 2 si riporta per il 2013 l’andamento dei PUN medi in funzione delle vendite su MGP e della previsione di produzione da fonte eolica e fotovoltaica. Emerge in modo piuttosto evidente che laddove sul mercato vi sia una considerevole previsione di apporto eolico e fotovoltaico, il valore medio del PUN risulta essere decisamente più basso rispetto ai valori che si registrano con una bassa presenza delle due fonti in esame. In particolare, con un modesto apporto di tali fonti (scaglione 0 – 3000 MW) il PUN non raggiunge mai valori inferiori ai 45 €/MWh, con valori di picco prossimi ai 120 €/MWh in corrispondenza della fascia massima (46 - 48 GW) di vendite su MGP. All’aumentare della presenza di produzione eolica e fotovoltaica offerta sul mercato, viceversa, il prezzo dell’energia si attesta su valori decisamente più contenuti. La linea azzurra, che rappresenta lo scaglione con più alta presenza di eolico e fotovoltaico sul mercato (12.000 – 14.000 MW) ha, infatti, in 60 €/MWh il suo valore di prezzo più alto ed in 8 €/MWh quello più basso. In altre parole, come noto da tempo e come scritto nelle premesse del presente documento, una forte presenza di fonti rinnovabili sul mercato elettrico determina un significativo abbassamento dei prezzi zonali e di conseguenza del prezzo unico nazionale dell’energia. 0-3000 MW 3000-6000 MW 6000-9000 MW 9000-12000 MW 12000-14000 MW 120 PUN medi [€/MWh] 100 80 60 40 20 0 18-22 22-24 24-26 26-28 28-30 30-32 32-34 34-36 36-38 38-40 40-42 42-44 44-46 46-48 vendite MGP [GW] Figura 2. Andamento dei valori medi orari di PUN in funzione delle vendite in MGP e del livello di previsione di produzione fotovoltaica ed eolica - anno 2013. (Elaborazioni assoRinnovabili su dati GME e TERNA) 4 Nella successiva Figura 3 risulta nuovamente apprezzabile il MOE (con dettaglio orario) nei giorni feriali del 2013. Nelle ore centrali della giornata, laddove la previsione di produzione eolica e soprattutto fotovoltaica raggiunge valori più elevati, il PUN medio si sposta su una fascia compresa tra i 45 ed i 60 €/MWh. Al contrario, a partire dalle ore tardo pomeridiane della giornata, specie nei mesi estivi, la progressiva diminuizione dell’apporto di produzione fotovoltaica e la normale presa di carico serale determinano la formazione di una rampa preserale di carico in corrispondenza della quale il prezzo dell’energia aumenta.Tale fenomeno è tanto più evidente nell’ipotesi di minore presenza di energia da FER. Nella prima fascia di potenza (0 - 3000 MW) il valore medio del PUN tocca, infatti, proprio in corrispondenza della rampa preserale i 90 €/MWh. Vale la pena evidenziare che il metodo di analisi mostrato consente di valutare appieno il MOE, anche al di fuori delle ore centrali della giornata. Si osservi ad esempio la riduzione del PUN nelle prime ed ultime ore della giornata (quindi in assenza di apporto fotovoltaico) attribuibile alla fonte eolica: è evidente come il solo confronto dei PUN tra ore “solari” e ore “non solari” non consente di cogliere appieno questo non trascurabile dettaglio. 0-3000 MW 3000-6000 MW 6000-9000 MW 9000-12000 MW 12000-14000 MW 100 PUN medi [€/MWh] 90 80 70 60 50 40 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ora Figura 3. Andamento dei valori medi orari di PUN in funzione del livello di previsione di produzione eolica e fotovoltaica - Anno 2013 solo giorni feriali. (Elaborazioni assoRinnovabili su dati GME e TERNA) 5 Sintesi dei bilanci energetici e di mercato a giugno 2014 In Tabella 2 sono raffigurati i dati provvisori relativi al bilancio energetico nazionale aggiornato a giugno 2014. A fronte di una complessiva minore produzione e richiesta di energia rispetto ai valori registrati nell’anno precedente – come si evince dalla Tabella 2 - vi è un aumento sia tendenziale che strutturale dell’incidenza delle fonti rinnovabili sia sulla produzione che sulla richiesta di energia Gen-14 Variazione tendenziale/ gen-13 Feb-14 Variazione tendenziale/ feb-13 Variazione congiunturale/ gen-14 Mar-14 Variazione tendenziale/ mar-13 Variazione congiunturale/ feb-14 Totale produzione netta (GWh) 23.030 -4,12% 20.681 -5,52% -10,20% 21.774 -8,51% 5,29% Richiesta di energia elettrica 27.033 -3,37% 24.881 -4,51% -7,96% 26.227 -3,59% 5,41% PV+eolico/Prod. Totale 10,70% -2,35% 13,20% 15,07% 23,36% 16,20% 13,92% 22,73% PV+eolico/Rich. Totale 9,10% -3,27% 11,00% 14,15% 20,88% 13,50% 8,51% 22,73% Apr-14 Variazione tendenziale/ apr-13 Variazione congiunturale/ mar-14 Mag-14 Variazione tendenziale/ mag-13 Variazione congiunturale/ apr-14 Giu-14 Variazione tendenziale/ giu-13 Variazione congiunturale/ mag-14 Totale 21.350 -2,61% -1,95% 22.167 -4,05% 3,83% 23.055 -1,21% 4,01% 132.057 23.951 -2,88% -8,68% 24.924 -3,67% 4,06% 25.933 -1,44% 4,05% 152.949 17,30% 12,07% 6,79% 17,40% 4,10% 0,58% 16,10% 2,68% -7,47% 15,15% 15,40% 12,22% 14,07% 15,50% 3,84% 0,65% 14,30% 2,82% -7,74% 13,13% Tabella 2. Bilancio energetico mensile nazionale 2014 con variazioni tendenziali e strutturali. (Dati provvisori TERNA) 6 Nelle Figure 4 e 5 si riporta l’andamento della generazione da fonte eolica e fotovoltaica nei primi sei mesi del 2014 (a confronto con i dati del 2013) sia in termini fisici che relativi. Si osserva, in tal senso, che i dati fisici del 2014 sono prossimi a quelli del 2013 (ad eccezione del mese di marzo, quando le produzioni eolica e fotovoltaica sono state rispettivamente inferiore e nettamente superiore ai corrispondenti dati del 2013), mentre i dati relativi risultano in aumento, principalmente a causa della persistente riduzione della richiesta di energia elettrica e della produzione nazionale, per poi tornare quasi identici a maggio e giugno. produzione eolica 2013 produzione eolica 2014 produzione fotovoltaica 2013 produzione fotovoltaica 2014 3000 2500 GWh 2000 1500 1000 500 0 Figura 4. Andamento della produzione mensile netta eolica e fotovoltaica per gli anni 2014 e 2013. (Dati TERNA) prod. eolica+PV/prod. totale 2014 prod. eolica+PV/prod. totale 2013 prod. eolica+PV/rich. totale 2014 prod. eolica+PV/rich. totale 2013 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% Figura 5. Andamento del rapporto tra produzione eolica e fotovoltaica e produzione e richiesta energetica totale per gli anni 2014 e 2013. (Dati TERNA) 7 In Tabella 3 sono, infine, riportate le vendite su MGP nei primi sei mesi dell’anno suddivise per zona di mercato: nell’Italia meridionale, in Sicilia e in Sardegna il contributo eolico e fotovoltaico è compreso tra il 20% e il 30% circa dei volumi scambiati su MGP. Vendite Gen-14 (MWh) Variazione tendenziale/ gen-13 Feb-14 (MWh) Variazione tendenziale/ feb 2013 Variazione congiunturale/ gen-2014 Mar-14 (MWh) Variazione tendenziale/ mar-13 Variazione congiunturale/ feb-14 Totale impianti 20.252.299 -3,39% 18.211.168 -4,24% -10,08% 19.314.197 -6,73% 6,06% Eolico+solare% 15,35% 12,54% 17,68% 31,35% 15,18% 21,53% 15,88% 21,78% Totale impianti 9.380.369 -1,41% 8.304.472 -5,60% -11,47% 8.572.636 -9,96% 3,23% Eolico+solare% 9,59% 70,64% 10,94% 59,24% 14,08% 16,21% 64,07% 48,17% Totale impianti 1.529.942 0,75% 1.510.806 -3,34% -1,25% 1.612.529 -8,04% 6,73% Eolico+solare% 10,47% 22,89% 13,54% 12,37% 29,32% 21,37% 39,40% 57,83% Totale impianti 2.587.308 -14,54% 2.457.034 -5,42% -5,04% 2.667.958 -7,90% 8,58% Eolico+solare% 15,44% 8,73% 18,59% 21,50% 20,40% 20,59% -4,45% 10,76% Totale impianti 4.402.007 4,80% 3.693.938 3,28% -16,09% 4.116.344 0,06% 11,44% Eolico+solare% 23,16% -4,77% 29,42% 25,40% 27,03% 30,93% -1,81% 5,13% Totale impianti 1.578.340 -7,93% 1.349.240 -15,09% -14,52% 1.401.365 -10,80% 3,86% Eolico+solare% 29,79% 2,97% 28,30% 32,93% -5,00% 29,61% -6,06% 4,63% Totale impianti 774.334 -21,62% 895.678 0,22% 15,67% 943.365 10,82% 5,32% Eolico+solare% 20,63% -17,91% 20,17% -5,70% -2,23% 19,70% -24,29% -2,33% Totale Nord Centro Nord Centro Sud Sud Sicilia Sardegna Apr-14 (MWh) Variazione tendenziale/ Apr-13 Variazione congiunturale/ mar-14 Mag-14 (MWh) Variazione tendenziale/ mag-13 Variazione congiunturale/apr14 Giu-14 (MWh) Variazione tendenziale/ giu-13 Variazione congiunturale/ mag-14 Totale 18.859.487 -1,37% -2,35% 19.783.148 -0,98% 4,90% 20.409.476 1,67% 3,17% 116.829.775 22,68% 12,95% 5,34% 23,23% 6,71% 2,43% 20,68% 1,42% -10,98% 20,19% 8.935.043 -1,60% 4,23% 9.790.406 -4,86% 9,57% 10.405.729 -1,67% 6,28% 55.388.655 17,24% 35,43% 6,35% 19,08% 35,03% 10,67% 16,74% 9,63% -12,26% 14,97% 1.448.873 -14,47% -10,15% 1.631.081 2,03% 12,58% 1.660.620 9,50% 1,81% 9.393.851 22,45% 16,38% 5,05% 22,42% 5,90% -0,13% 20,95% -5,84% -6,56% 18,53% 2.480.179 6,64% -7,04% 2.248.161 1,04% -9,35% 2.518.813 7,79% 12,04% 14.959.453 22,33% -17,93% 8,45% 25,67% -15,17% 14,96% 21,59% -9,13% -15,89% 20,70% 3.876.588 3,25% -5,82% 3.993.678 11,09% 3,02% 3.721.001 10,00% -6,83% 23.803.556 31,84% 1,63% 2,94% 30,46% -17,54% -4,33% 28,85% -9,36% -5,29% 29,11% 1.279.923 -9,06% -8,67% 1.306.408 -7,64% 2,07% 1.372.407 -2,59% 5,05% 8.287.683 34,70% 23,75% 17,19% 29,62% 3,93% -14,64% 25,31% 1,57% -14,55% 29,56% 838.881 -2,40% -11,08% 813.415 -4,92% -3,04% 730.906 -13,57% -10,14% 4.996.579 21,46% 20,90% 8,93% 22,21% 24,29% 3,49% 22,70% 23,44% 2,21% 21,15% Tabella 3. Vendite su MGP per fonte, mese e zona – Gennaio/giugno 2014. (Elaborazioni assoRinnovabili) 8 L’impatto del MOE sul PUN – Aggiornamento a Giugno 2014 Le considerazioni svolte nelle pagine precedenti, circa il positivo ruolo esercitato dalle rinnovabili nell’abbassamento del prezzo dell’energia elettrica, sono replicabili anche esaminando i risultati dell’analisi mensile. A titolo di esempio, nelle due figure sottostanti si riporta rispettivamente l’andamento dei valori medi orari del PUN in funzione delle vendite in MGP e del livello di previsione di produzione fotovoltaica e eolica, nonché l’andamento dei valori medi orari del PUN in funzione del livello di previsione di produzione eolica e fotovoltaica nei soli giorni feriali nel mese di giugno 2014. 0-2000 MW 8000-10000 MW 2000-4000 MW 10000-12000 MW 4000-6000 MW 12000-14500 6000-8000 MW 70 60 PUN [€/MWh] 50 40 30 20 10 18-22 22-25 25-28 28-31 31-34 vendite MGP [GW] 34-37 37-41 Figura 6. Andamento dei valori medi orari di PUN in funzione delle vendite in MGP e del livello di previsione di produzione fotovoltaica e eolica - Giugno 2014. (Elaborazione assoRinnovabili su dati Terna/GME) 0-2 GW 8-10 GW 2-4 GW 10-12 GW 4-6 GW 12-15 GW 6-8 GW 90 media PUN [€/MWh] 80 70 60 50 40 30 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ora Figura 7. Andamento dei valori medi orari di PUN in funzione del livello di previsione di produzione eolica e fotovoltaica - Giugno 2014 (solo giorni feriali). (Elaborazioni assoRinnovabili su dati TERNA/GME) 9 Stima del risparmio indotto dal MOE – Aggiornamento a Giugno 2014 Il report si propone, infine, di stimare con cadenza mensile il beneficio economico derivante dal MOE eolico e fotovoltaico. Le tabelle seguenti mostrano l’andamento della stima del risparmio derivante dal MOE a livello mensile, tendenziale, congiunturale e cumulato. Come si nota, il 2014 è in netta flessione rispetto all’anno precedente, nonostante l’aumento della potenza eolica e fotovoltaica installata. Ciò è dovuto al fatto che la progressiva diminuzione del carico - che sta continuando anche nel 2014 - determina una riduzione dei prezzi di riferimento rispetto a cui si stima il risparmio MOE. Rispamio MOE [k€] Tendenziale 2012 2013 2014 2013 2014 Gennaio -109.062 -116.983 -136.319 7,26% 16,53% Febbraio -226.169 -121.966 -104.264 -46,07% Marzo -333.407 -318.171 -264.775 Aprile -265.999 -319.053 Maggio -294.203 Giugno Congiunturale 2013 2014 -14,51% 4,26% -23,51% -4,57% -16,78% 160,87% 153,95% -131.566 19,95% -58,76% 0,28% -50,31% -459.355 -309.598 56,14% -32,60% 43,97% 135,32% -279.945 -385.019 -98.005 37,53% -74,55% -16,18% -68,34% Luglio -227.487 -198.322 -12,82% -48,49% Agosto -337.671 -186.334 -44,82% -6,04% Settembre -247.366 -265.626 7,38% 42,55% Ottobre -111.531 -149.820 34,33% -43,60% Novembre -97.428 -199.711 104,98% 33,30% Dicembre -140.316 -71.066 -49,35% -64,42% Totale -2.670.584 -2.791.425 -1.044.526 Tabella. 4 Andamento mensile della stima del risparmio dovuto al MOE per gli anni 2012, 2013 e 2014 e variazioni tendenziali e congiunturali per gli anni 2013 e 2014. (Elaborazioni assoRinnovabili su dati TERNA e GME) Rispamio cumulato MOE [k€] 2012 2013 2014 Gennaio -109.062 -116.983 -136.319 Febbraio -335.232 -238.949 -240.583 Marzo -668.639 -557.119 -505.358 Aprile -934.637 -876.173 -636.923 Maggio -1.228.840 -1.335.527 -946.521 Giugno -1.508.786 -1.720.546 -1.044.526 Luglio -1.736.272 -1.918.868 Agosto -2.073.943 -2.105.202 Settembre -2.321.309 -2.370.828 Ottobre -2.432.840 -2.520.648 Novembre -2.530.268 -2.720.359 Dicembre -2.670.584 -2.791.425 Tabella 5. Andamento cumulato della stima di risparmio indotto dal MOE per gli anni 2012, 2013 e 2014. (Elaborazioni assoRinnovabili su dati TERNA/GME) 10 Come emerge in maniera piuttosto evidente dalla Tabella 5 e dai grafici a seguire, le fonti eolica e fotovoltaica a decorrere dall’inizio 2012 a giugno 2014 hanno determinato su MGP un risparmio pari a circa 6,5 mld di euro. 0 -50.000 Stima rispamio MOE [k€] -100.000 -150.000 2012 -200.000 2013 -250.000 2014 -300.000 -350.000 -400.000 -450.000 -500.000 Figura 8.Stima del risparmio mensile derivante dal MOE per gli anni 2012, 2013 e 2014. (Elaborazioni assoRinnovabili su dati TERNA/GME) 0 Stima risparmio MOE [k€] -500.000 -1.000.000 2012 2013 -1.500.000 2014 -2.000.000 -2.500.000 -3.000.000 Figura 9.Stima del risparmio cumulato derivante dal MOE per gli anni 2012, 2013 e 2014. (Elaborazioni assoRinnovabili su dati TERNA/GME). 11