Il principio di funzionamento della rete elettrica, caratterizzato da un flusso di energia elettrica mono-direzionale, che si muove dai punti in cui essa viene generata a quelli in cui è consumata, è rimasto sostanzialmente invariato sin da quando fu concepito. Tuttavia, la rete elettrica è attualmente interessata da un fenomeno che determina la necessità di una sua evoluzione, che taluni chiamano “rivoluzione”, ossia la diffusione pervasiva delle fonti rinnovabili. La diffusione delle fonti rinnovabili è promossa con forza, in primo luogo, a livello comunitario, grazie al famoso “Pacchetto Clima-Energia”, altrimenti noto come “Pacchetto 20-20-20”, con il quale la Comunità Europea ha spinto sull’acceleratore verso la ridefinizione del mix energetico in favore delle fonti rinnovabili. Di riflesso, politiche incentivanti piuttosto “generose”, specialmente in riferimento al solare fotovoltaico, hanno promosso e tuttora promuovono in Italia la diffusione delle fonti rinnovabili. Tuttavia, essa hanno una natura di non prevedibilità, specialmente con riferimento alle tecnologie del fotovoltaico e dell’eolico, le più diffuse in Italia, che come è faci¬le intuire causa squilibri e complessità gestionali per un sistema elettrico che è stato proget¬tato e realizzato coerentemente con le carat¬teristiche ed i requisiti di un modello di ge¬nerazione centralizzata. Per risolvere queste complessità, diventa fondamentale che si re¬alizzi un’evoluzione non solo delle modalità di esercizio della rete elettrica, quanto piuttosto dell’intero “sistema” elettrico, comprendendo cioè sia i centri di produzione dell’energia elettrica che, soprattutto, i centri di consumo. Scopo del presente lavoro di tesi sarà, per l’appunto, quello di studiare gli “stru¬menti” necessari al policy maker ed ai vari operatori industriali al fine di promuovere l’evoluzione virtuosa del sistema elettrico italiano verso un modello “intelligente”. Questo tipo di analisi mette nelle mani di operatori e stakeholder del settore elettrico uno strumento molto utile per valutare come, al variare delle condizioni di contesto (tra cui, in particolare, il quadro regolatorio e normativo), possa mutare il grado di diffusione atteso e quindi il potenziale di mercato delle principali soluzioni che abilitano l’affermarsi del paradigma “Smart Grid” in Italia. A valle della definizione della nuova configurazione di sistema elettrico definita dal concetto di “Smart Grid” e delle macro-funzionalità che esso garantisce, lo studio offre una mappatura completa delle soluzioni tecnologiche e delle normative che ad oggi nel nostro Paese interessano l’adozione di questo paradigma. Inoltre l’analisi riporta i risultati di una serie di interviste con operatori del settore che hanno permesso di stimare il potenziale di mercato in Italia delle soluzioni “smart” e di mappare il pro¬cesso di adozione delle stesse ed i driver che ne influenzeranno la diffusione nei prossi¬mi anni, con particolare riferimento anche all’impatto che la mobilità elettrica potrà ave¬re sul sistema elettrico italiano. Innanzitutto è emerso come sia necessaria la compresenza di due fattori fondamentali per l’evoluzione del sistema elettrico: la volontà degli attori della filiera elettrica e, soprattutto, il ruolo del soggetto regolatore. Risulta, inoltre, interessante sottolineare la presenza di forti interazioni tra l’adozione e l’uso di diverse soluzioni tecnologiche “smart”, che suggerisce l’importanza di un approccio “sistemico” al problema della transizione verso un modello intelligente di sistema elettrico. La maggior parte delle tecnologie alla base delle soluzioni “smart” sono commercialmente disponibili e mature, anche se non standardizzate. Tale assenza di prodotti “a scaffale”, unita alla scarsità di applicazioni reali, determina una forte incertezza sui tempi e costi di realizzazione, nonché sull’integrabilità tra le diverse soluzioni. Risulta indispensabile ampliare la “dimensione” delle applicazioni concrete, oggi limitate a progetti pilota su scala ridotta. L’analisi porta a stimare un potenziale di mercato enorme, da oggi al 2020 e per il complesso delle soluzioni abilitanti considerate nel presente studio, compreso tra i 15 ed i 60 Mld €, in funzione degli scenari che si verificheranno. Infine, con lo specifico obiettivo di valutare le ricadute sul sistema elettrico italiano derivanti dalla diffusione delle vetture elettriche, emerge innanzitutto come al 2020 il consumo elettrico addizionale, imputabile ai veicoli elettrici, sarebbe pari a quasi 8 TWh (considerando lo scenario di diffusione più ottimistico), determinando un incremento del fabbisogno di circa il 2,5% rispetto al fabbisogno elettrico nazionale al 2010. Per quanto riguarda invece gli effetti indotti sull’adozione delle soluzioni “smart” derivanti dalla diffusione della mobilità elettrica, emerge come l’incremento dei punti di prelievo e dell’imprevedibilità di tali carichi renda decisamente più necessaria l’adozione di alcune soluzioni “smart”.

La smart grid in Italia : analisi delle soluzioni abilitanti, della normativa di riferimento, del quadro dell'offerta e del mercato potenziale

CHIESA, MARCO
2011/2012

Abstract

Il principio di funzionamento della rete elettrica, caratterizzato da un flusso di energia elettrica mono-direzionale, che si muove dai punti in cui essa viene generata a quelli in cui è consumata, è rimasto sostanzialmente invariato sin da quando fu concepito. Tuttavia, la rete elettrica è attualmente interessata da un fenomeno che determina la necessità di una sua evoluzione, che taluni chiamano “rivoluzione”, ossia la diffusione pervasiva delle fonti rinnovabili. La diffusione delle fonti rinnovabili è promossa con forza, in primo luogo, a livello comunitario, grazie al famoso “Pacchetto Clima-Energia”, altrimenti noto come “Pacchetto 20-20-20”, con il quale la Comunità Europea ha spinto sull’acceleratore verso la ridefinizione del mix energetico in favore delle fonti rinnovabili. Di riflesso, politiche incentivanti piuttosto “generose”, specialmente in riferimento al solare fotovoltaico, hanno promosso e tuttora promuovono in Italia la diffusione delle fonti rinnovabili. Tuttavia, essa hanno una natura di non prevedibilità, specialmente con riferimento alle tecnologie del fotovoltaico e dell’eolico, le più diffuse in Italia, che come è faci¬le intuire causa squilibri e complessità gestionali per un sistema elettrico che è stato proget¬tato e realizzato coerentemente con le carat¬teristiche ed i requisiti di un modello di ge¬nerazione centralizzata. Per risolvere queste complessità, diventa fondamentale che si re¬alizzi un’evoluzione non solo delle modalità di esercizio della rete elettrica, quanto piuttosto dell’intero “sistema” elettrico, comprendendo cioè sia i centri di produzione dell’energia elettrica che, soprattutto, i centri di consumo. Scopo del presente lavoro di tesi sarà, per l’appunto, quello di studiare gli “stru¬menti” necessari al policy maker ed ai vari operatori industriali al fine di promuovere l’evoluzione virtuosa del sistema elettrico italiano verso un modello “intelligente”. Questo tipo di analisi mette nelle mani di operatori e stakeholder del settore elettrico uno strumento molto utile per valutare come, al variare delle condizioni di contesto (tra cui, in particolare, il quadro regolatorio e normativo), possa mutare il grado di diffusione atteso e quindi il potenziale di mercato delle principali soluzioni che abilitano l’affermarsi del paradigma “Smart Grid” in Italia. A valle della definizione della nuova configurazione di sistema elettrico definita dal concetto di “Smart Grid” e delle macro-funzionalità che esso garantisce, lo studio offre una mappatura completa delle soluzioni tecnologiche e delle normative che ad oggi nel nostro Paese interessano l’adozione di questo paradigma. Inoltre l’analisi riporta i risultati di una serie di interviste con operatori del settore che hanno permesso di stimare il potenziale di mercato in Italia delle soluzioni “smart” e di mappare il pro¬cesso di adozione delle stesse ed i driver che ne influenzeranno la diffusione nei prossi¬mi anni, con particolare riferimento anche all’impatto che la mobilità elettrica potrà ave¬re sul sistema elettrico italiano. Innanzitutto è emerso come sia necessaria la compresenza di due fattori fondamentali per l’evoluzione del sistema elettrico: la volontà degli attori della filiera elettrica e, soprattutto, il ruolo del soggetto regolatore. Risulta, inoltre, interessante sottolineare la presenza di forti interazioni tra l’adozione e l’uso di diverse soluzioni tecnologiche “smart”, che suggerisce l’importanza di un approccio “sistemico” al problema della transizione verso un modello intelligente di sistema elettrico. La maggior parte delle tecnologie alla base delle soluzioni “smart” sono commercialmente disponibili e mature, anche se non standardizzate. Tale assenza di prodotti “a scaffale”, unita alla scarsità di applicazioni reali, determina una forte incertezza sui tempi e costi di realizzazione, nonché sull’integrabilità tra le diverse soluzioni. Risulta indispensabile ampliare la “dimensione” delle applicazioni concrete, oggi limitate a progetti pilota su scala ridotta. L’analisi porta a stimare un potenziale di mercato enorme, da oggi al 2020 e per il complesso delle soluzioni abilitanti considerate nel presente studio, compreso tra i 15 ed i 60 Mld €, in funzione degli scenari che si verificheranno. Infine, con lo specifico obiettivo di valutare le ricadute sul sistema elettrico italiano derivanti dalla diffusione delle vetture elettriche, emerge innanzitutto come al 2020 il consumo elettrico addizionale, imputabile ai veicoli elettrici, sarebbe pari a quasi 8 TWh (considerando lo scenario di diffusione più ottimistico), determinando un incremento del fabbisogno di circa il 2,5% rispetto al fabbisogno elettrico nazionale al 2010. Per quanto riguarda invece gli effetti indotti sull’adozione delle soluzioni “smart” derivanti dalla diffusione della mobilità elettrica, emerge come l’incremento dei punti di prelievo e dell’imprevedibilità di tali carichi renda decisamente più necessaria l’adozione di alcune soluzioni “smart”.
ING II - Scuola di Ingegneria dei Sistemi
26-lug-2012
2011/2012
Tesi di laurea Magistrale
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