Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


lunedì 4 marzo 2013

Il prezzo dell'energia solare: siamo già alla "grid parity"


Di Luis de Sousa. 25 febbraio 2013
Da “The Oil Drum” Traduzione di MR


In tutta Europa tariffe incentivanti e i sussidi per l'energia solare vengono tagliati o anche tolti. In Portogallo e Spagna queste azioni vengono giustificate con la crisi del debito o anche se questi espandono il loro deficit commerciale  degli Stati. Questo mee, il governo spagnolo ha fatto una mossa decisiva per spaventare gli investitori ed espellere gran parte delle energie rinnovabili dalla rete elettrica, in particolare il solare.

Reuters
Esclusivo: Gli investitori stranieri pensano di citare la Spagna sulla riforma energetica
14-02-2013

(Reuters) – Gli investitori stranieri in progetti di energia rinnovabile hanno assunto degli avvocato per preparare una potenziale azione legale internazionale contro il governo spagnolo sulle nuove regole che essi sostengono rompere i loro contratti.
Il Parlamento spagnolo ha approvato una legge giovedì che taglia i sussidi per le tecnologie energetiche alternative, facendo marcia indietro sulla spinta all'energia verde.
Questa misura, insieme ad altre leggi recenti compresa una tassa sulla generazione di energia che colpisce duramente in particolare gli investimenti sull'energia verde, cancellerà virtualmente i profitti per gli impianti fotovoltaici, di solare termico ed eolico, dicono i lobbisti del settore. 

Immergendosi fra i numeri quello che si scopre dietro alla politica di invesione di marcia è qualcosa di completamente diverso.

Più caro, dicono

In posti come il Lussemburgo i tagli di queste tariffe incentivanti vengono difesi in modo diverso, come ha fatto il ministro dell'economia Etienne Schneider lo scorso agosto presentando una nuova legge per l'energia rinnovabile:

Le Juedi
Il fotovoltaico è caduto in disgrazia
Sébastien Meinbach, 09-08-2012 
Sostenuto dall'analisi dei suoi servizi, il Ministro dell'Economia, Etienne Schneider, ha fatto un commento netto. Un'osservazione che tocca soprattutto tutto il settore fotovoltaico, “che è troppo caro per un debole risultato in termini di sviluppo di energie rinnovabili”. 
«In confronto, un megawatt/ora [sic] (mW/h) [sic] prodotto dall'eolico è 14 volte più economico di 1 mW/h [sic] prodotto dal fotovoltaico”, scende nei dettagli il ministro. Quindi per la stessa quantità di energia rinnovabile paghiamo 14 volte in più per il solare. Tutte le altre forme [di energia] sono a loro volta più economiche”. 

Così il Ministro dell'Economia lussemburghese ha completamente cancellato le tariffe incentivate sulle installazioni di fotovoltaico (FV) al di sopra dei 30 kWp e fortemente ridotto quelle sulle installazioni al di sotto dei 30 kWp. A parte la creatività giornalistica dei mili-watt ora, l'energia solare è davvero così cara? Questo post fornisce una risposta a questa domanda, mostrando che la vera ragione dietro a questa detrazione dell'energia solare è proprio il contrario di quanto dichiarato dal Ministro Schneider.

Investire in Energia Solare

L'investimento anticipato in un sistema FV ha tre componenti principali:

  • pannelli di celle solari, che raccolgono l'energia;

  • un inverter, che tratta la corrente continua in arrivo dai pannelli trasformandola  in una forma digeribile dalla rete elettrica;

  • e l'installazione, che comprende lavoro, incartamenti e qualsiasi altra cosa serva per avere il sistema attivato e funzionante.


La dimensione del pannello o la sua capacità, sono descritti come la quantità massima di potenza che essi possono raccogliere in situazioni di luminosità ottimali. Ciò viene misurato in Watt di picco (W/p). I prezzi dei pannelli sono quotati in €/Wp e siccome i costi sia dell'installazione sia dell'inverter sono vicini alla capacità del pannello, le aziende possono fornire un prezzo per l'insieme su una conveniente base €/Wp.

Ogni anno c'è una fiera ecologica in Lussemburgo ad ottobre, meglio conosciuta col termine lussemburghese di Oekofoire. Ci sono stato lo scorso anno ed ho passato il mio tempo agli stand delle imprese fotovoltaiche che di solito affollano l'evento. Lì, il prezzo che le imprese  chiedevano per un sistema solare era di 1,6 €/Wp. Quel prezzo comprendeva gli 0,6 €/Wp per i pannelli, gli 0,2 €/Wp per l'inverter e i rimanenti 0,8 €/Wp per l'installazione. Il fatto che l'hardware fondamentale costituisca ora solo la metà del prezzo di un sistema FV indica già che la realtà potrebbe non coincidere perfettamente coi discorsi politici. A dicembre ho avuto l'informazione che in Germania questi prezzi erano già sotto ad 1,3 €/Wp, in luoghi con con buon accesso e facilità di installazione. Ciò riflette l'implacabile declino dei prezzi sia delle celle solari sia degli inverter, le prime sono diminuite del 40% nel solo 2012.

Figura 1 – Prezzi dei sistemi FV (installazione più hardware) in Germania da gennaio 2006 a giugno 2012, che mostrano un declino lineare di 500 €/kWp/anno. Fonte:Solarwirtschaft.de.



In anni recenti li mercato solare ha subito la trasformazione imposta da ciò che viene normalmente chiamata economia di scala. Dalle piccole fabbriche in Europa, la produzione di solare FV è migrata in enormi fabbriche in Asia. E con questa trasformazione sono arrivati i soliti cicli nei grandi mercati dove la differenziazione del prodotto non è ovvia. Dalla metà del 2012, è stato detto che alcuni produttori asiatici vendono celle di circa 0,2 €/wp sotto costo, in un chiaro ciclo di distruzione dell'offerta. Ciò ha creato schiamazzi in Europa, coi produttori locali che chiedono tasse sui prodotti asiatici e gli investitori rivendicano che questa è la strada per l'elettricità che ci possiamo permettere. Anche se questa distruzione del ciclo dell'offerta fosse di fatto il motore del recente crollo dei prezzi, il ritorno dei prezzi di due, o anche di un anno fa, non è da attendersi. In primo luogo perché il mercato solare mostra una chiara similitudine col mercato dell'hardware dei computer, con un declino dei prezzi similmente mozzafiato. In entrambi i casi il prodotto finale è pura tecnologia, che può solo migliorare nel tempo, come il numero di transistor per unità di area. L'efficienza della tecnologia FV continua ad aumentare e miglioramenti come l'auto-raffreddamento devono ancora arrivare sul mercato. E in secondo luogo perché la produzione non tornerà in Europa, se è economico produrre uno smartphone o un laptop in Europa, sarà molto di meno così per una tecnologia più semplice come le celle solari.

Il prezzo base del FV – Scenario I

Allora, per venire al punto: qual è il prezzo dell'energia solare alle presenti condizioni di mercato? E' davvero così alto come dichiarano il Sig Schneider ed altri politici? Siccome con questa tecnologia gran parte dei costi si sostengono in anticipo, una ragionevole approssimazione può essere fatta. Nella sua forma più semplice, il prezzo dell'elettricità generata da un sistema solare è il rapporto fra i costi totali e la quantità totale dell'energia prodotta durante la sua vita:


P = C / E


I costi possono essere divisi in investimenti: pannelli (Ip), inverter (Ii), installazione (Il) e manutenzione. L'ultima può a sua volta essere divisa in ricambi dell'inverter, che normalmente hanno una vita inferiore dei pannelli, ed i costi annuali di altri compiti come la pulizia o la sostituzione di cavi (M). Mettendo tutto insieme in modo più formale:


C = Ip + Il + (Vp/Vi) * Ii + Vp * M


Dove Vp è la durata di vita e Vi la durata di vita dell'inverter, entrambi espressi in anni.

Per calcolare la quantità totale di energia prodotta dal sistema, per prima cosa dobbiamo sapere l'energia in uscita prevista per capacità dell'unità nel sito di installazione. Un pannello non produrrà permanentemente alla massima capacità, l'inclinazione dei raggi solari, la copertura nuvolosa e la quantità di radiazione diffusa variano durante il giorno e durante l'anno. Conoscendo alcuni indicatori climatici è possibile caslcolare con precisione la quantità di energia che un pannello può generare in un anno. Il Joint Research Centre ha creato un sistema di informazione che comprende mappe e piccole applicazioni web per fornire una stima accurata di questo valore (Ec), espresso in Wh/Wp/anno (per esempio, energia generata per capacità installata per anno – qui in Lussemburgo questa cifra è intorno ai 900 Wh/Wp/anno). Una seconda componente importante per calcolare la quantità totale di energia prodotta è il declino dell'efficienza della cella col tempo (d), che è indotta dalla stessa luce solare. Tornando alla formula:


E = sum[t=0,Vp-1][Ec * (1 - t * d)]


Sostituendo tutte queste figure coi numeri si può avere un'idea precisa del prezzo in €/kWh, le stesse unità usate per misurare il consumo alla rete e per fa pagare i consumatori. La Tavola sotto riassume tutti questi parametri e valori usati per ottenere un primo scenario del costo del FV:

Tabella 1 – Parametri e valori corrispondenti usati per costruire lo Scenario I – costi di base.

Costo d'investimento per i pannelli
Ip
0,6
/Wp
Costo d'investimento per l'inverter
Ii
0,2
/Wp
Costo d'investimento per l'installazione
Il
0,8
/Wp
Durata dell'inverter
Vi
10
anni
Costi di manutenzione
M
20
/Wp/anno
Diminuzione dell'efficienza del sistema
d
0,5
%/anno



La sola cifra qui alla quale non si era fatto riferimento prima è quella della manutenzione generale. Il sistema FV che ho installato in Portogallo ha quasi 3 anni e finora i costi di manutenzione sono stati di 0 €; se ne sta semplicemente lì e produce elettricità. So che dovrò sostituire l'inverter ad un certo punto, visto che la garanzia è valida per soli 10 anni ma, a parte questo, altri interventi di manutenzione sono difficili da prevedere in questa fase.

Giungendo finalmente al prezzo, il grafico sotto presenta i prezzi dell'energia solare come funzione della durata di vita del sistema (Vp) secondo le cifre della Tabella I in tre ipotetiche località: sud della Germania (1000 Wh/Wp/a), (1250 Wh/Wp/a) e sud del Portogallo (1500 Wh/Wp/a).

Figura 2 – Prezzi dell'energia solare come funzione della durata di vita del sistema per tre località di riferimento secondo lo Scenario I.


Nel sud della Germania, per la durata di vita di un progetto di 20 anni i costi dell'elettricità solare si trovano oggi a 0,10 €/kWh, in forte contrasto coi prezzi di rete molto più alti di 0,2 €/kWh. E' interessante anche osservare il peso di ogni percentuale nei costi complessivi:

Figura 3 – Percentuale di ogni componente del costo nello Scenario.

Considerare il finanziamento - Scenario II

Anche col recente declino dei prezzi un sistema FV è un investimento rilevante. E' ragionevole presumere che alcuni investitori potrebbero dover ricorrere a finanziamenti, quindi anche i servizi di debito dovrebbero essere inclusi nell'equazione del costo. I costi di finanziamento possono essere calcolati usando un altro orizzonte temporale (Fl) ed un tasso di interesse (Fr), applicato ad una frazione di costi anticipati (Ff). L'equazione del costo ora ha bisogno di altri elementi:
C = (Ip + Il + Ii) * (1 + Ff * Fr * Fl) + (Vp/Vi - 1) * Ii + Vp * M

Il grafico del costo come funzione della durata di vita ora è riprodotto coi costi finanziari, assumendo che l'80% dell'investimento anticipato sia finanziato per un periodo di 8 anni ad un tasso di interesse del 2%. Tutti gli altri parametri sono presi dallo Scenario I. In Lussemburgo, il finanziamento del FV può spuntare tassi di interesse fino a 1,2%, ma preferisco una cifra forse più rappresentativa del più ampio mercato europeo. 

Tabella 2 – Parametri e valori per il Finanziamento, comprendenti lo Scenario 
Orizzonte del finanziamento
Fl
8
anni
Tasso di interesse
Fi
2
%/anno
Frazione dell'investimento da finanziare in anticipo
Ff
80
%



Figura 4 – Prezzi per l'energia solare come funzione della durata di vita per tre diverse località secondo lo Scenario II.

E la composizione del costo:

Figura 5 – Percentuali dei costi di ogni componente nello Scenario II.


Queste cifre possono sembrare sorprendentemente basse, ma presentano un quadro preciso dell'attuale mercato del FV, almeno su scala domestica. Su scala industriale, pochi mesi fa un gruppo di investitori sono apparsi in Spagna offrendo elettricità alla rete ad un prezzo fissato di 0,06 €/kWh, sopprimendo qualsiasi sussidio o tariffa incentivante.

Finanzas.com
Diversi investitori interessati all'installazione di una centrale fotovoltaica a C.Real
19/09/2012 
Il Sindaco di Brazatortas, Pablo Toledano, ha valutato l'interesse che stanno mostrando vari gruppi di investitori stranieri all'installazione, in questo municipalità, di una centrale fotovoltaica di 200 0 400 megawatt. [...] 
Pablo Toledano ha detto che ci sono stati fino a 4 gruppi di investitori, che sono arrivati persino a prendere contatti coi proprietari dei terreni, coloro che hanno previsto una o varie centrali fotovoltaiche, nelle quali potrebbero investire fra i 200 e i 300 milioni di euro. [...] 
I gruppi investitori sono asiatici e centro europei e sarebbero disposti a installare le centrali fotovoltaiche con dei prezzi energetici sotto al prezzo di mercato di 6 centesimi di euro a kilowatt (ora), senza nessun incentivo per l'energia rinnovabile installata. 

Già questo mese, dettagli dell'acquisizione di un grande progetto solare nel Nuovo Messico, che ha un potenziale solare considerevolmente maggiore che in Spagna, puntano a cifre ancora minori:

Renewable Energy World
I dettagli del contratto dell'impianto Solar del Nuovo Messico puntano alla parità – e al dolore. 
James Montgomery, 01-02-2013
La First Solar ha acquisito un progetto solare di 50 megawatt (MW) in Nuovo Messico dalla divisione solare di Element Power. Il contratto è fatturato come il progetto solare più grande dello Stato. Esso solleva anche delle domande interessanti sul potere di acquisto dell'energia solare, secondo alcune informazioni insolitamente pubbliche rivelate in una compilazione del regolamento.  [...]
Infatti, una compilazione del regolamento della Commissione di regolamentazione Pubblica (Public Regulatory Commission – PRC) del Nuovo Messico è già di dominio pubblico e rivela esattamente ciò che paga El Paso Electric: 5,79 centesimi per kilowatt/ora (kWh)  [0.043 €/kWh]. E' quasi un terzo del prezzo di vendita dei progetti FV a film sottile (16.3 centesimi/kWh [0.12 €/kWh]), dice Bloomberg New Energy Finance e meno della metà dei 12,8 centesimi/kWh [0.096 €/kWh] del prezzo medio dei nuovi impianti a carbone. [...] 

La natura eccezionale dell'energia rinnovabile

Se i prezzi del solare ora sono a questi livelli, perché i governi europei apparentemente contrastano la crescita del FV connesso in rete? La risposta va indietro alle strategie di deregolamentazione e privatizzazione intraprese una decina di anni fa. Allo stesso tempo i governi stavano introducendo tariffe incentivanti e sussidi per le energie rinnovabili nei tardi anni 90 e nei primi anni 2000, stavano anche attuando un nuovo paradigma di mercato per l'elettricità, smantellando le società monopolistiche di stato, separando la produzione di energia dalla gestione della rete e generalmente privatizzando il settore. Ciò ha creato un nuovo mercato dove diverse aziende vendono elettricità a breve (mercato spot) e a lungo termine (mercato dei future), presumibilmente tutto nel miglior interesse dei consumatori. Le cose sono andate bene all'inizio, fino al punto che le rinnovabili hanno raggiunto una misura critica ed hanno semplicemente ucciso questo venerato mercato dell'elettricità. Per capire il perché bisogna comprendere due concetti essenziali dell'economia sulle energie rinnovabili.

In primo luogo viene la realtà che le tecnologie rinnovabili come vento, solare, maree o geotermia liberano da qualsiasi tipo di carburante per produrre elettricità. Un impianto a gas o diesel ha costi ogni volta che produce elettricità, l'operatore è permanentemente sul mercato per il combustibile, gestendo prezzi che possono essere piuttosto volatili. Oltre a questo, ci sono altri costi associati allo staff richiesto per mantenere l'impianto. Per contro, un impianto solare o eolico se ne sta semplicemente lì. Anche questi hanno costi di manutenzione, ma sono molto più bassi e possono essere previsti in modo piuttosto accurato all'inizio del progetto. Il risultato è che generare un kWh in più di elettricità da un pannello solare già installato costa quasi zero €/kWh. Questo è ciò che in economia è chiamato costo marginale (in questo caso la generazione di elettricità).

Il secondo aspetto importante di queste tecnologie rinnovabili è che generano elettricità, e una volta che questa viene immessa nella rete, un elettrone e uguale a qualsiasi altro. Inoltre, se ho un sistema FV sul mio tetto e il sole splende, posso essere sicuro che ogni altro vicino, o ogni altro investitore nella regione con un sistema FV, starà a sua volta generando elettricità. In economia, un mercato dove gli agenti dell'offerta non sono capaci di differenziare i loro prodotti l'uno dall'altro sono chiamati Mercati di Concorrenza Perfetta (Perfect Concurrency Markets). L'agricoltura dei cereali in Europa sono il classico esempio scolastico. Questo tipo di mercato ha una caratteristica molto importante: a lungo termine i prezzi combaciano coi costi marginali e gli agenti dell'offerta lottano per fare un profitto (questa è una delle ragioni per cui ci sono i sussidi in agricoltura).

Un mercato di concorrenza perfetta con un costo marginale di zero è qualcosa di totalmente al di fuori dello standard di studio e pratica in economia. E' al ragione per la quale i prezzi spot dell'elettricità collassano durante i giorni assolati d'estate o per la quale durante le tempeste autunnali ci possono persino essere prezzi negativi. Sono tutti sintomi di un mercato i cui prezzi si avvicinano sempre di più a zero, ma mano che aumenta il numero di sistemi ad energia rinnovabile collegati.

Clean Technica
Il solare tedesco abbassa il prezzo dell'elettricità pomeridiana, alla grande!
Zachary Shahan, 23-03-2012
Mentre i prezzi dell'elettricità aumentano nel primo mattino (dalle 4 alle 8) all'aumentare della domanda, circa dalle 8 del mattino alle 9 di sera il prezzo è abbastanza stabile.
Ora, andiamo velocemente a marzo 2012:
Vediamo ancora i prezzi aumentare dal primo mattino a circa le 8-9 del mattino, ma dopo guardiamo a quello che succede quando il sole comincia a picchiare (d i suoi 25 GW di capacità di potenza dei pannelli solari) – il prezzo crolla vertiginosamente, immergendosi anche più in profondità del prezzo dell'elettricità nel cuore della notte!

Il FV ora può guidare i prezzi dell'elettricità nel mercato a spot fino a livelli negativi di per sé e già da aprile. Ancora una volta dimostrando che ridurre i prezzi dell'elettricità per i consumatori non è esattamente ciò che motiva i governi:

Clean Technica
Le rinnovabili portano i prezzi dell'elettricità sotto 0 dollari durante alcuni pomeriggi
Nicolas Brown, 15-04-2012
Le fonti rinnovabili di energia come il solare e l'eolico hanno superato l'offerta di elettricità degli impianti di carico di base tradizionali (carbone, nucleare e un po' di gas naturale) durante le ore diurne, specialmente nel pomeriggio, in alcuni paesi degli ultimi paesi leader nelle rinnovabili. Una ragione per questo è che la domanda di elettricità tende ad aumentare durante le ore più assolate (e più calde) e gli impianti a energia solare generano più elettricità quando c'è più sole, il che avviene proprio al momento giusto. 
Non perfettamente, ma la produzione di energia dal sole tende a seguire la domanda di elettricità. Questo è particolarmente vero con le temperature più calde, visto che i condizionatori (che consumano molta elettricità) vengono alzati per compensare il caldo pomeridiano.

E ciò sta uccidendo i fornitori tradizionali di elettricità con modelli commerciali basati sull'energia dei combustibili fossili. Questi in un tale mercato non possono farcela, mercato che a pensarci bene sembra chiaramente mal concepito. I governi non hanno nulla di innato contro le energie rinnovabili, stanno semplicemente cercando di proteggere queste importanti imprese ed anche la reverenza filosofica per il mercato.

Particolarmente in Germania, lungi dall'essere il luogo più assolato o ventoso d'Europa, la discrepanza fra un mercato pienamente liberalizzato e la crescita dell'energia rinnovabile sta creando problemi di ogni genere. I gestori della rete non sono in grado o non vogliono aggiornare la rete, il voltaggio sale durante i giorni assolati, minacciando di far cadere la rete ed anche la manutenzione è un problema. In alcuni luoghi sta diventando così serio che il governo, composto da conservatori e liberali, sta pensando ad una completa nazionalizzazione della rete.

Der Spiegel
Giochi di potere: I politici richiedono la nazionalizzazione della rete elettrica
Frank Dohmen e Gerald Traufetter, 16-01-2013
Un membro del gabinetto del cancelliere tedesco Angela Merkel chiede una soluzione radicale all'espansione disperatamente necessaria delle linee ad alto voltaggio in tutto il paese, un progetto di infrastruttura cruciale che negli ultimi mesi è stato in stallo. Ilse Aigner vorrebbe vedere la parziale nazionalizzazione della rete elettrica nazionale per assicurare quelle massicce linee di potenza, richieste per trasportare l'energia verde dagli impianti eolici offshore e da altre fonti alle regioni dell'industria pesante nel sud della Germania, siano finalmente costruite.  
Il ministro per la protezione del consumatore, un membro del Christlich-Social Union (CSU), la sorella del partito conservatore della Merkel Christlich Democratische Union (CDU), sembra anche aver toccato una corda con questo richiamo. Molti esperti in affari e politica credono che la Germania sarebbe migliore con una rete elettrica nazionale che sia parzialmente o anche completamente di proprietà del governo – specialmente in tempi in cui il mercato elettrico tedesco drovà essere completamente rinnovato a causa dell'Energiewende, la politica di uscita da tutti gli impianti nucleari di Berlino entro il 2022 e di assicurazione che l'80% della fornitura elettrica del paese provenga da energia pulita entro il 2050. 

Con questi prezzi del FV in una tale impostazione di mercato, i governi possono fare ben poco per ostacolare la crescita dell'energia dal sole. Senza tariffe incentivanti gli investitori andranno semplicemente fuori rete.

Andare fuori rete - Scenario III

Con il prezzo dell'elettricità dal sole che ora è la metà di quello che i consumatori pagano alla rete, gli investitori possono facilmente contemplare uno scenario di investimento dove l'infrastruttura di accumulo può essere aggiunta al sistema, favorendo il consumo pieno dell'elettricità raccolta in loco. Calcolare i prezzi in queste condizioni è più complicato, ma si può ipotizzare uno scenario. Servono alcune assunzioni: per prima cosa la quantità di accumulo, qui presa come metà dell'energia generata durante le 24 ore al solstizio d'estate. A questo punto dell'anno il mio sistema genera l'equivalente di 5 ore a piena potenza, cioè 5 Wh/Wp/giorno, probabilmente sulla parte alta rispetto al resto d'Europa. L'assunzione è che metà di questa elettricità deve essere accumulata per essere usata più tardi nella giornata, questo equivale a 2.5 Wh/Wp. Probabilmente ancora sulla parte alta. Una batteria a 12 V 245 Ah che costa 450 € può accumulare circa 3 kWh; ancora una volta usando un buffer di sicurezza, per ogni altro hardware richiesto, mi resta un costo aggiuntivo per il sistema di accumulo (Ia) a 0.6 €/Wp. Si presume che la durata di vita della batteria (Va) sia di 10 anni ed abbia un'efficienza (Ea) del 90%. Ora la parte impegnativa è stimare la quantità di energia che viene accumulata durante l'anno (Fa), in inverno difficilmente ce ne sarà e quindi la metà nei giorni soleggiati d'estate; userò una cifra approssimativa del 30%. L'equazione del costo deve ora essere estesa per includere questi componenti di accumulo:


C = (Ip + Il + Ii + Ia) * (1 + Ff * Fr * Fl) + (Vp/Li - 1) * Ii + Vp * M + (Vp/Va - 1) * Ia


E così l'equazione del rendimento energetico:


E = sum[t=0,Vp-1][[Ec * (1 - t * d)] * [(1 - Fa) + (Fa * Ea)]]


I valori di accumulo usati per costruire questo terzo ed ultimo scenario sono riassunti nella Tabella 3, che si aggiunge ai valori della 1 e della 2.

Tabella 3 – Parametri e valori per l'accumulo, che comprendono lo Scenario III. 


Costo dei sistemi di accumulo
Ia
0,6
/Wp
Durata di vita del sistema di accumulo
Va
10
anni
Efficienza del sistema di accumulo
Ea
90
%
Frazione di energia accumulata
Fa
30
%

Figura 6 – Prezzi dell'energia solare come funzione della durata di vita del sistema per tre località di riferimento secondo lo Scenario III. 

Figura 7 – Percentuale del costo di ogni componente nello Scenario III. 

L'impatto è inevitabile

Ci sono due svantaggi essenziali con l'opzione off-grid. In primo luogo il sistema deve essere riportato su scala minore alla domanda estiva in situ, lasciando potenzialmente spazio sui tetti inutilizzato. E in secondo luogo c'è una perdita di efficienza imposta dall'accumulo, sarà sempre più efficiente immettere questa elettricità in rete e raggiungere una più ampia gamma di consumatori. Ma in sostanza, con 0.10 €/kWh o 0.12 €/kWh al di sotto del prezzo di rete, c'è una buon margine per andare off-grid con un po' di schemi di accumulo e risparmiare ancora qualche soldo. Ci sono già oggi nel mercato aziende che forniscono tali sistemi integrati – qualche pannello FV, batterie e un inverter/controllo – dichiarando prezzi al di sotto il riferimento della rete. Per le famiglie che possiedono un veicolo elettrico con il proprio sistema di accumulo, le cose vanno anche più lisce. 

Infatti, questo mercato è così paradossale, che gli investitori possono anche pensare di andare avanti senza accumulo, sprecare ulteriore elettricità generata durante i giorni estivi ed avere ancora un prezzo al di sotto di quello chiesto dagli operatori di rete. Alcuni analisti stanno progettando off-grid per crescere più rapidamente dei sistemi connessi alla rete. 

L'elettricità tedesca scivola ai mimini storici quando il solare ammortizza la domanda
Julia Mengewein, 16-01-2013
L'energia elettrica da consegnare nel 2014 per Germania e Francia è crollata mentre è previsto che l'output solare in aumento tagli la domanda di altre fonti di elettricità. [...]
L'energia elettrica tedesca per il prossimo anno ha perso 65 centesimo a 43,30 euro ($57.93) a megawatt/ora, il suo più grande declino dal 6 marzo, secondo i dati dei broker compilati da Bloomberg. L'equivalente francese ha perso 15 centesimo a 46.20 euro.
Il 18% della domanda di energia elettrica potrebbe essere sostituita dai pannelli solari non connessi alla rete tedesca, riducendo la domanda di altre fonti dal 6 al 10% dal 2020. Per Lekander, un analista che lavora a Parigi al UBS AG (UBSN), ha detto in un appunto di ricerca:
“La crescita del solare non sovvenzionato porta alla riduzione ulteriore dei prezzi all'ingrosso dell'energia”, ha detto.  

Ma questi prezzi del FV portano anche opportunità, specialmente per l'industria. Le aziende che sono in grado di spostare per concentrare i processi che consumano più energia durante la metà più soleggiata dell'anno possono avere accesso a prezzi per l'energia elettrica considerevolmente bassi ed acquisire così un vantaggio competitivo. Questo può richiedere un cambiamento rilevante nel modo in cui sono gestiti i processi industriali, ma col petrolio a 110 dollari al barile questo è un mondo che cambia. 

E qui sta il dramma che i fornitori tradizionali affronteranno in un prevedibile futuro. Potrebbero avere a che fare o con i prezzi in diminuzione o con la domanda in declino. In ogni caso gli impianti di carico di base funzioneranno al di sotto della capacità o anche messe fuori servizio durante l'estate e le stagioni ventose. Ridurre o eliminare le tariffe incentivanti è il proverbiale calcio alla lattina. E senza questi l'impatto sul mercato elettrico può essere nel tempo anche peggiore. Senza cambiamenti fondamentali al mercato, il futuro della generazione elettica da combustibili fossili e da nucleare è desolante.   

Tariffe incentivanti

I governi dovrebbero lavorare in direzione di una completa integrazione dei sitemi solari in rete, non alla loro esclusione. In primo luogo devono considerare che solo usando schemi come le tariffe incentivanti possono garantire la permanenza a lungo termine dei produttori del solare nella rete. Con costi marginali di generazione vicino a  0 €/kWh, Questi sistemi non saranno mai in grado di produrre flussi di cassa adeguati nel mercato elettrico liberalizzato. Se l'investimento in tecnologie solari connesse in rete deve continuare a provenire da investitori privato, devono essere garantiti in qualche modo dei redditi a lungo termine. Guardando le leggi in stati membri come il Lussemburgo alcuni cambiamenti vantaggiosi diventano ovvi: prima di tutto estendere le tariffe incentivate a tutta la durata di vita della tecnologia e quindi abbassare i loro valori. Usando l'esempio della Spagna, con un costo previsto di 0.06 €/kWp per sistemi industriali, lo stato può mettere una tariffa di 0.10 €/kWp per i primi 10 anni e di 0.04 €/kWp per l'ultimo decennio di produzione, preservando così anche il ruolo importante dell'anticipo di pareggio nel tempo in cui le tariffe incentivate lo svolgono.

Con tariffe incentivate appropriate in vigore, i governi possono concentrarsi sui monolitici fornitori del carico di base; essi non scompariranno, ma il loro ruolo cambierà radicalmente. Devono spostare la propria concentrazione dalla produzione all'accumulo ed al bilanciamento del carico. I governi possono forse aiutare con sussidi per avviare infrastrutture di accumulo su piccola e grande scala e, più importante, sterzare verso le tecnologie più efficaci , evitando sogni impossibili come l'idrogeno.

Infine una nota sul concetto di smart grid. Potrebbe essere un passo indispensabile per assorbire le energie rinnovabili su larga scala, fornendo informazione in tempo reale sul voltaggio della rete al quale possono essere ancorati i prezzi. Ma occorre prestare attenzione al suo impatto, le tecnologie solare ed eolica continueranno ad avere costi marginali zero in una mercato concorrenziale perfetto. Le smart grid potrebbero evitare i temuti episodi di aumento di tensione, ma non c'è garanzia che creeranno redditi rilevanti per le tecnologie rinnovabili.  

Riepilogo

Le azioni recentemente intraprese in Europa contro l'energia solare non sono un segno di fallimento ma piuttosto una conseguenza dei progressi di grande successo delle tecnologie FV. I governi cercano semplicemente di difendere i più grandi fornitori e il mercato elettrico che hanno creato nell'ultimo decennio. Con costi marginali di generazione vicini allo zero, le tecnologie come il solare FV portano devastazione nel mercato aperto una volta raggiunto un volume critico e minaccia di rubare redditi ai fornitori tradizionali di carico di base. 

Il prezzi reali dell'energia elettrica generata con Fv sono crollati senza tregua negli ultimi anni ed ora sono parificati con la generazione con gas a circa 40° del Nord Europa. Anche in paesi membri più a nord come la Germania, il costo dell'elettricità solare ora è quasi la metà di quello che i consumatori pagano alla rete. Con questi prezzi l'installazione dei pannelli solari può solo crescere, sia in rete sia off-grid, a meno che l'installazione non sia messa fuori legge. 

Le attuali strategie dei governi di tenere fuori dal mercato elettrico queste tecnologie possono al massimo ritardare il processo. E' necessario un canviamento fondamentale nel modo in cui è gestita la rete e in cui vengono stabiliti i prezzi, altrimenti la generazione elettrica e il complesso della distribuzione rimane soggetto a grandi interruzione, sia fisiche sia finanziarie. 

In grande misura la tecnologia richiesta per realizzare la Energiewende è già presente. Infatti la scalabilità e i bassi prezzi del FV possono significare che questa transizione ora sia inevitabile. Ma la crescita dell'energia solare si scontra con le strutture e i concetti di mercato tradizionali della nostra società in modo tale da rendere i risultati finali piuttosto incerti. Gli ostacoli rimasti per la Energiewende ora sono di natura sociale ed economica e questa potrebbe non essere la cosa più facile da superare. 

Ulteriori letture

Riconoscimenti
Grazie ai miei colleghi Oli O'Naggy e Daniel Koster per le molte discussioni stimolanti su questo tema.
Nota: potete trovare la versione interattiva dei grafici nel mio blog.








4 commenti:

  1. Salve a tutte/i,
    chiedo scusa, per un problema del quale non conosco la natura, montando l'articolo sono venuti fuori diversi errori sui numeri, in particolare sulle tre tabelle. Grazie ad una segnalazione, ho provveduto a correggerli tutti, ora dovrebbero essere a posto.

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  2. Molto bello, un collage di grande interesse. Può essere che stia arrivando il momento in cui le rinnovabili potranno essere scelte dai cittadini con o senza il consenso dei governi?

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  3. QUi stiamo parlando di grandi temi, quali l'energia e di come e' strutturata la nostra economia. Semplicemente, bisogna pensare che uno dei paradigmi economici su cui abbiamo fondato gli ultimi secoli, l'economia di mercato, stia entrando in crisi con questo fatto nuovo di una risorsa estremamente abbondante e catturabile con metodi relativamente economici. Per questa tecnologia, l'unico limite che ora vedo per il futuro e' l'occupazione di aree di suolo. Siccome siamo agli albori, e' un problema inesistente per ora.

    La tecnologia fotovoltaica punta direttamente all'autarchia, inutile negarlo. Mio padre ha installato finora tre impianti di dimensioni crescenti in questi ultimi 5 anni, ma gia' stiamo ragionando su come fare per tenerci in accumulo, a medio termine, la produzione ed usarla in loco. Quest'ultimo passo e' dovuto al mio contributo: prevedendo che la crisi petrolifera si esacerbera' in futuro e portera' a interruzioni sempre piu' gravi di erogazione elettrica, sara' prioritario aumentare la resilienza familiare.

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  4. Articolo esemplare. l'unico motivo di critica, semmai ce ne fosse uno, è la stima della durata e del costo delle batterie, non facilmente quantificabile. personalmente raddoppierei i costi stimati dell'autore, raddoppiando la capacità, per far si che la scarica delle batteria scenda dal 50% al max il 25%. In questo modo la durata delle batteria nell'articolo menzionata più che raddoppia, passando dai 1.000 cicli ai 2.100; ma è una questione di lana caprina.

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