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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
Università degli Studi di Palermo
Convegno: Tecnologie, tecniche impiantistiche e mercato del fotovoltaico
15 ottobre
2012 Sala
Conferenze
Hotel LaeTorre.
Viadel
Piano
Gallo 11 –15Mondello
(PA) Mondello (PA)
IEEE- Convegno:
Tecnologie,
tecniche
impiantistiche
mercato
fotovoltaico
ottobre 2012
Sommario
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
Analisi e conclusioni
IEEE- Convegno: Tecnologie, tecniche impiantistiche e mercato del fotovoltaico 15 ottobre 2012 Mondello (PA)
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 costi
Fonte: A Strategic Agenda for Photovoltaic Solar Energy Technology –EU PV Platform Edition 2 - 2011
I costi dell’elettricità per l’utente finale
Costi dell’elettricità dell’utente finale – vs- distanza dalla rete
1,4
Electricity cost ($/kWh)
1,2
PV 10 $/W
1,0
0,8
0,6
PV 5 $/W
0,4
PV 2 $/W
0,2
0
0,3
3
5
10
20
50
100
300
Daily load (kWh/day)
La disponibilità di nuove tecnologie cost –effective per lo storage energetico darà al
PV una notevole opportunità di mercato (>80-85% riferito alla popolazione)
Fonte ENEA
Il Mercato PV mondiale
La produzione Mondiale
Fonte PV Status Report 2012.- : JRC.- Scientific and Policy Report Jarnulf Jaeger Waldau
Le tecnologie
Fonte: A Strategic Agenda for Photovoltaic Solar Energy Technology –EU PV Platform Edition 2 - 2011
Le installazioni mondiali
Fonte: PV Status Report 2012.- : JRC.- Scientific and Policy Report Jarnulf Jaeger Waldau
Le installazioni in Europa
Fonte: PV Status Report 2012.- : JRC.- Scientific and Policy Report Jarnulf Jaeger Waldau
Il mercato Italiano
Conto Energia
Feed--in tariff (FiT)
Feed
FiT)- Feed
Feed--in Premium (FIP)
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
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)
Conto Energia
Feed
FiT)- Feed
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
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
Conto Energia
Feed
FiT)- Feed
Quarto Conto energia D.M. 05/05/2011 Pubblicato il 12.05.2011
Ha 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
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 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 -
Conto Energia
Italian FiT-FiP law : Conto Energia
feed-in tariff (FIT
Istallazione di sistemi PV in Italia
10730 GWh (2011)
3.2% Total Energy demand
Il contatore Fotovoltaico
Al 10 Ottobre 2012
Stato attuale incentivi
Al 10 Ottobre 2012
Stato attuale incentivi
Al 10 Ottobre 2012
La filiera nazionale
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)
Totale filiera ~ 4400 mln€
La filiera Italiana PV (2008)
Totale filiera 2010 ~ +480% risp. 2008
Totale filiera 2011 ~ +330% risp. 2008
26
Andamento prezzi moduli PV multimulti-Si
Costo impianti PV dicembre 2011
Scomposizione costi impianti <3KWp
4.500 €/Kwp Gen 2011 -- > ~3100 €/Kwp (dic 2011)
-45%
Scomposizione costi impianti <1 MWp
2.800 €/Kwp Gen 2011 -- > ~1650 €/Kwp (dic 2011)
-41%
Lesson Learned
Il fotovoltaico ha mantenuto la promessa
Il fotovoltaico può sostenere più del 70-80% della
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
Tecnologia – vsvs- mercato
Tecnology – vs
vs-- market cycle
Come assicurare lo sviluppo della tecnologia?
tecnologia?
PV Road Maps Mondiali:
Mondiali:
IEA PV Road Map
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
Australia’s Solar Flagship Initiative
32
Come assicurare lo sviluppo della tecnologia?
tecnologia?
PV Road Maps Europee:
Europee:
The European Union’s Strategic Energy
Technology (SET) Plan
Solar Europe Industry Initiative
The European PV Technology Platform’s
Implementation Plan for Strategic Research
Agenda
33
NEDO PV2030+ Roadmap
EERE, Solar America Initiative
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:
Indicative PV RoadMap
Evoluzioni attese delle efficienze
Source IEA-PVPS www.iea-pvps.org
37
PV R&D Roadmap : Topic comuni
Aumentare gli sforzi di R&D per ridurre i costi (nella
produzione dei materiali e per le tecniche realizzative dei
dispositivi, le connessioni elettriche, l’incapsulamento,etc)
Supportare l’implementazione della tecnologia
esistente (short term) e per l’innovazione (long term
option)
Espandere ed ottimizzare la collaborazione
internazionale in R&D
Fare un migliore uso delle risorse scientifiche,
tecnologiche ed economiche nazionali/internazionali
38
Quale R&D in Italia sul PV?
R&D in Italia sul fotovoltaico
ISMAC
R&D in Italia sull’
sull’ 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
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
CdTe/CdS; CuGaInSe2/CdS. Technology trasfer
Production of II-VI thin films for the photovoltaic by direct ablation by
ultra-short high energy electron pulses
High efficiency and low cost crystalline silicon based solar cells
cSi Solar cells, multicrystalline and solar grade Si
Thin film Silicon and micromorph Solar cells
UNI-PR; UNI-VR
Siena Solar Nanotech
S.p.A
Uni-FE
Uni-MI-Bicocca
Uni-CT
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 su concetti avanzati inorganici
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)
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
solar cells (Dr. D. Wiersma)
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)
INOA-CNR &
LENS-FI
MATIS IMM-CNR-CT
IMEM-CNR-PR
IMIP-CNR-BA
ENEA
IMM-CNR
Quantum wells and quantum dots for solar photovoltaics, Improvement in manufacturing Solar CIGS solar(Dr. M.
Mazzer)
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)
All Si-QD Solar Cells, , CuO2 and Cu2(Zn,Fe)SnS4 based solar cells
III-V and II-VI Nanowire-based photovoltaics by MOVPE; III-V nanowires on Si; (Prof. N. Lovergine)
UNI-NA
IMM-CNR -BO
Uni-Camerino
Solar lab Srl
Uni-Ge
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)
Si QD nucleation via solid phase separation in SiO2 and Silicon Oxynitride matrices (Prof. Roberto Murri)
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 sulla Concentrazione
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
Norms
Multijunction solar cells based on III-V compounds (dr. R.Campesato)
CESI S.p.A.
RSE SpA
Uni-FE
Multijunction solar cells based on III-V compounds Indoor-Outdoor
Characterization of components and PV-C Systems.- Technical Norms (dr.
G.Timò),
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)
Pirelli Labs , Angelantoni,
Beghelli , C-Power, Opto-i
PV-Concentration Modules and Systems.
R&D in Italia sulle celle Organic e DSSC
Organization
CHOSE – Univ. Rome “Tor
Vergata”
Univ Milano-Bicocca
ENI SpA.- Donegani
Organic and DSSC Solar Cells
Dye Sensitized Solar Cells & Modules and panels (prof. A. Di Carlo)
ISOF-CNR-Bo
Uni-FE
DSC, polymer & small-molecule bulk heterojunction cells (prof. A.Abbotto)
Organic Solar Cells (Dr.R.Po) Photo-electrochemical Water Splitting by DSSC
(D.LMeda)
Dye sensitised solar cells (DSSC); Hybrid solar cells based on Colloidal inorganic
Nanocrystals; Organic/hybrid solar cells exploiting plasmonic effects (prof.
G.Gigli)
Theoretical and Experimental Modeling of Molecular and Nanostructured
Systems Design, Synthesis and Characterization of Precursors and Functional
Molecules (Dr. F. De Angelis)
All-organic and hybrid active layer Solar Cells, device assembly and photovoltaic
characterisation (Dr.S.Luzzati)
Organic bulk-heterojunction solar cells (Dr. N.Camaione)
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 )
NLL-ITT-LE
ISTM-CNR
ISMAC-CNR-Mi
R&D in Italia su BOS & Sistemi PV
Organization
ENEA
Poli-MI, UniRM2
BOS & PV systems
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.
Indoor-Outdoor Characterization of components and PV-C Systems.Build Integrated PV, Distributed energy generation & management ,
Technical Norms
BIPV, Outdoor Characterization of components and PV-C Systems
Uni-NA
Modelling and characterization of cSi Solar cells
RSE SpA
UNi-TO, Uni-PA Uni-SA,
CCR IES Ispra
BOS, DC-DC converter, DMPPT,
PV modules certification, Indoor-Outdoor Characterization of
components and PV-C Systems Technical Norms.
Attività ENEA sul PV:”value
PV:”value chain
chain””
Materials
- Thin Silicon film
- Thin Silicon on polimeric
substrates
- Epi-wafer approach
- Thin Polycrystalline (kesterites)
- Nanomaterials & Graphene
- Trasparent Conductive Oxide
- Advanced dielectric coating
Devices
- Tandem/micromorph Solar
Cells
- aSi/cSi Solar Cells
- High Efficiency cSi Solar Cell
(PVC)
- OPV & DSSC Solar cells
- Indoor/outdoor
characterization of Solar cells
Sistems
- PV Modules
Indoor/outdoor
Qualification
- Definition of standards
- Energy prediction
- Smart PV modules
- Reliability Analysis on
BOS Components
- Solar Tracking
- PV module Recycling
Applications
- Distributed generation
- Large plants
- Hybride Solar/Thermal
application
- Smart grid
- BIPV & Ecobuildings
design
- PV demo site
- Market&Incentives
Lesson learned
Eccellente qualità di svariati gruppi di ricerca italiani sui
materiali , meno sui dispositivi.
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
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
Strategia & Finanziamento
della R&D sul PV
R&D Road map in Italy :
PNR - Programma Nazionale di Ricerca :
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
Modalità di finanziamento
finanziamento::
Quasi tutti i fondi sono sotto la responsabilità del MIUR e del MSE
FIRB- Fondo Integrativo Ricerca di Base (Ricerca di base)
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
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)
Lesson Learned : 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
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
Si premia ancora poco la collaborazione e la
finalizzazione della ricerca per lo sviluppo del
prodotto.
Learned lesson:attività R&D
Frammentazione della R&D
Eccellente qualità di diversi gruppi di ricerca sui
materiali , 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)
Buon livello della ricerca di sistema
Conclusioni e proposte
Ridurre la numerosità dei meccanismi incentivanti a
favore dell’intensità degli stessi
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)
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
Francesco Roca
ENEA UTTP Portici
Tel:081-7723270
Fax:081-7723344
E-mail:
[email protected]
Enea Portici Technological Unit
European and International Project Coordination
Località Granatello,
Granatello, 80055 Portici, Naples Itally
www.portici.enea.it

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