Ingegneria Energetica

La produzione di energia, il caso Italia

Introduzione

In questo articolo si esamineranno i dati numerici relativi alla produzione di energia elettrica, per singola fonte, allo scopo di andare a capire come – l’Italia – sia uno dei paesi più inclini alla transizione energetica.

Verranno identificate inoltre le Regioni più virtuose e la diffusione di impianti che sfruttano FER ( Fonte a Energia rinnovabile) per la produzione di energia, per conferire al lettore una conoscenza tutt’altro che superficiale di come il nostro fabbisogno energetico venga soddisfatto.

Un’ulteriore precisazione è necessaria, sebbene i dati analizzati siano quelli dal 1990 al 2018, per rendere i dati fruibili a primo sguardo, non sempre sono stati riportati i dati completi, ma solo una porzione di questi.

Qualora il lettore volesse avere i dati in formati Excel per poterli visionare o per poterli inserire in un lavoro di carattere personale, basterebbe fare richiesta alla nostra mail. Oltre ai dati possono essere richieste anche tutte le immagini con qualità migliori rispetto a quelle riportate nel presente articolo.

Come è cambiato il parco energetico in Italia?

Dal 1990 l’energia elettrica di origine termica rappresenta la quota prevalente della produzione elettrica nazionale. Tuttavia a partire dal 2007, si è messo in atto un costante declino dell’apporto di energia termoelettrica, fino a giungere ad un 63% nel 2014 ( il punto di partenza era un 78% circa di produzione elettrica da fonte fossile).

Negli ultimi anni si è registrata, però, una ripresa che nel 2017 raggiunge il 69,8%.

Questo fenomeno è da attribuirsi alla caratteristica intrinseca che contraddistingue le fonti rinnovabili, rispetto alle fonti energetiche tradizionali: l’imprevedibilità.

Infatti il contributo della fonte idroelettrica, fonte rinnovabile più diffusa in Italia, presenta fluttuazioni legate al regime pluviometrico.

L’Italia ha investito in una rapida diversificazione del parco energetico, infatti le fonti non tradizionali – eolico, solare, rifiuti, biocombustibili – presentano una rapida crescita nell’ultimo decennio sebbene negli ultimi anni mostrino un arresto se non una sensibile riduzione come per il fotovoltaico. Il contributo complessivo nel 2016 è pari al 20,5% e aumenta lievemente rispetto all’anno precedente grazie all’incremento del contributo della fonte eolica. La produzione di origine geotermica mostra un andamento in lieve crescita con una quota media pari a 1,7% della produzione elettrica lorda nazionale. La produzione di origine eolica e fotovoltaica mostra una crescita esponenziale, coprendo complessivamente il 13,7% della produzione nazionale del 2016 (6,1% da eolico e 7,6% da fotovoltaico).

Tabella 1: Produzione elettrica lorda per fonte dal 2010 al 2017, espressa in TWh

Composizione del parco energetico per fonte energetica

Energia elettrica di origine termica

 Fino alla prima metà degli anni ’90 i prodotti petroliferi, in particolare l’olio combustibile, rivestivano un ruolo prevalente nella generazione elettrica, contribuendo alla produzione di circa il 50% dell’energia elettrica di origine termica. Dalla seconda metà degli anni ’90, in seguito all’effetto combinato di politiche ambientali mirate alla riduzione delle emissioni inquinanti -l’aumento del prezzo del petrolio e la maggiore efficienza dei cicli combinati rispetto alle caldaie tradizionali – si assiste a una progressiva diminuzione dell’impiego di prodotti petroliferi nel settore termoelettrico e ad un contestuale incremento della quota di gas naturale. Nel mix di combustibili fossili un ruolo non trascurabile è ricoperto dal carbone con un contributo medio del 12,3% alla produzione elettrica nel periodo dal 1990 al 2016.

Il gas naturale rappresenta invece la risorsa fossile prevalente per la generazione termoelettrica, che negli anni è riuscita a soppiantare i prodotti petroliferi. Anche se quest’ultimo deve dividere la scena con le FER, di cui si osserva negli ultimi anni un crescente contributo – sebbene nel 2016 si sia assisto, come detto in precedenza, a  una ripresa del gas naturale che giunge a quota 43,5% sulla produzione elettrica totale (63,3% dell’energia elettrica di origine termica).

Andamento della quota di energia termoelettrica prodotta per tipo di combustibile

I combustibili utilizzati nel settore elettrico sono caratterizzati da differente potenzialità di conversione elettrica. L’efficienza di conversione di ciascun combustibile dipende sia dalle proprietà del combustibile, principalmente il potere calorifico (PCI o PCS), sia dalla tecnologia utilizzata per la produzione elettrica. Il gas naturale è il combustibile con il più elevato rendimento in termini di rapporto tra energia elettrica lorda prodotta e contenuto energetico, seguito dai gas derivati (gas di acciaieria, di altoforno e di cokeria, che trovano applicazioni per esempio nell’impianto produttivo dell’ILVA di Taranto).

Andamento dell’efficienza elettrica del parco da fonti fossili

L’incremento dell’efficienza media di tutti i combustibili, che si è registrata negli anni, è dovuto principalmente alla diffusione degli impianti a ciclo combinato e alla diffusione di impianti a cogenerazione con produzione di energia elettrica e calore, quindi ad una maggiore produzione di energia a parità di unità di combustibile bruciato.

Incremento dell’istallazione del parco cogenerativo

Energia di origine rinnovabile

 Il consumo finale lordo di energia da fonti rinnovabili rilevato in Italia nel 2018 ammonta a 21,61 Mtep, equivalenti a circa 905.000 TJ (251 TWh). Il 49,4% dei consumi si concentra nel settore Termico (10,67 Mtep) ed è associato principalmente agli impieghi di biomassa solida (legna da ardere, pellet) per il riscaldamento e alla notevole diffusione di apparecchi a pompa di calore.

Molto rilevante è anche il ruolo delle FER nel settore Elettrico (9,68 Mtep, per un’incidenza del 45% circa sul totale dei consumi); in questo caso, oltre alla tradizionale fonte idroelettrica (4,02 Mtep, dato normalizzato), assumono un ruolo significativo tutte le altre fonti rinnovabili: solare (1,95 Mtep), bioenergie (1,64 Mtep), eolica (1,54 Mtep, dato normalizzato) e geotermica (0,52 Mtep).

Il contributo del settore dei Trasporti (1,25 Mtep), infine, costituito dal consumo di biocarburanti sostenibili, è pari al 5,8% del totale FER.

In confronto al 2017 si rileva una contrazione dei consumi totali di energia da FER di circa 400 ktep (-1,8%). Tale dinamica interessa il settore Termico (-4,8%) e, in misura molto più contenuta, il settore Elettrico (-0,5%), mentre per il settore Trasporti si osserva invece una crescita significativa rispetto (+17,9%).

Tabella 2: Dati di consumo di energia da FER nei settori Elettrico, Termico e Trasporti, calcolati applicando le definizioni e i criteri di calcolo previsti dalla Direttiva 2009/28/CE ai fini del monitoraggio degli obiettivi europei sulle rinnovabili

A fine 2018, la Lombardia è la regione con la più alta concentrazione di potenza installata di impianti FER per la produzione elettrica (15,4% della potenza complessiva a livello nazionale); al Nord è seguita da Piemonte (8,7%) e Veneto (6,4%).

La Toscana, grazie principalmente allo sfruttamento della risorsa geotermica, è invece la regione con maggior potenza installata nel Centro Italia (4,2%).

Nel Mezzogiorno la prima regione per potenza installata è la Puglia (10,2% della potenza nazionale); seguono a distanza la Sicilia (6,5%) e la Campania (5,2%).

A fine 2018, Brescia risulta la provincia con la maggiore potenza installata di impianti FER per la produzione elettrica (5,3% della potenza complessiva installata a livello nazionale). Al secondo posto figura Foggia (4,7%), grazie soprattutto alla diffusione di impianti eolici che la posizionano al primo posto per potenza eolica installata; seguono Sondrio (4,3%), Bolzano (3,8%) e Trento (3,4%).

L’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili nel 2018, pari a 114.415 GWh, rappresenta il 39,5% della produzione lorda complessiva del Paese, in aumento rispetto al 35,1% del 2017. La fonte principale si conferma quella idroelettrica (43% della produzione complessiva, in notevole aumento rispetto al 35% del 2017); seguono solare (20%), bioenergie (17%), eolica (15%) e geotermia (5%).

Distribuzione Nazionale degli impianti di produzione da fonte rinnovabile, divisa per fonte

Dal grafico sopra riportato, in cui si osserva a sinistra la distribuzione su territorio Nazionale del numero di impianto e a destra i MW istallati,  si può osservare una tendenza che può sembrare strana, dove a barre a destra più pronunciate, non corrisponde una colorazione più vivida della regione. In realtà, se si osserva bene, ciò vuol dire solo che in alcune regioni si hanno un numero di impianti maggiore, ma una potenza totale istallata minori ( i.e. La Puglia per quanto concerne il fotovoltaico, infatti a destra vediamo che la regione ha un colore meno acceso di altre come la Lombardia, sebbene abbia invece un numero di MW istallati di gran lunga maggiore rispetto alla sopra citata regione del nord).

Conclusioni

Dai dati di cui sopra risulta evidente come, nel nostro Paese, il tema della transizione energetica abbia avuto particolare interesse negli ultimi decenni, questo è dovuto soprattutto ad un bisogno fisiologico di distacco dalle fonti energetiche tradizionali, di cui il nostro Paese è scarsamente provvisto, a favore di una fonte di origine non fossile.

A seguito di ciò risulta evidente una buona diffusione di impianti di generazione distribuita, rispetto agli impianti tradizionali di grandi dimensioni. Ciò in accordo con i possibili sviluppi di tecnologie integrate, come le Smart-Grid. La speranza per il futuro è quella di veder crescere la quantità di potenza da fonte rinnovabile istallata e una progressiva decarbonizzazione del sistema Paese Italia.

Fonti

1 Rapporto statistico 2018 ( Fonti rinnovabili)- GSE

2 Fattori di emissione atmosferica di gas effetto serra ed altri gas – ISPRA

Leggi anche

1 L’idroelettrico in Italia

2 Energia dal vento – La turbina eolica

3 Smart-Grid

4 L’energia geotermica

5 L’ILVA: Problematiche ambientali e peso economico del colosso dell’acciaio

 

Marco Ciancarini
Dottore in Ingegneria Energetica presso l'Università di Roma "Tor Vergata". Sostenitore delle Green Energy e del raggiungimento dell'autosufficienza energetica, per utenze domestiche, attraverso l'impiego di fonti rinnovabili.

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