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Massimo Gallanti La ricerca nel settore elettrico Riunione Annuale GUSEE Pisa, 15 luglio 2014 1.

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Presentazione sul tema: "Massimo Gallanti La ricerca nel settore elettrico Riunione Annuale GUSEE Pisa, 15 luglio 2014 1."— Transcript della presentazione:

1 Massimo Gallanti La ricerca nel settore elettrico Riunione Annuale GUSEE Pisa, 15 luglio

2 2 Il sistema elettrico (power system) è considerato un settore maturo Quale sarà il suo ruolo negli anni a venire all’interno settore energetico ?

3 3 Bolletta annua del sistema elettrico italiano 2012 M€ Costo energia Costi di dispacciamento uplift mancata prod. Eolico 411 Unità essenziali 437 Funzionamento Terna 162 capacity payment 58 interrompibili 468 Commercializzazione e Vendita Costi di rete (T&D) Trasmissione Distribuzione e misura Oneri di sistema A2 150 A A4 - Regimi tariffari 295 A5 41 Ecc. 120 Contributo per CB 237 AE - Accise TOTALE M€ Costo medio Energia elettrica IVA esclusa - c€/kWh 16,4 3,6% del PIL

4 4 Scenari energetici UE Fonte: EU ENERGY, TRANSPORT AND GHG EMISSIONS TRENDS TO 2050 – REFERENCE SCENARIO

5 5 Fonte: EC - Energy Roadmap 2050 (COM/2011/885) Dicembre 2011 Scenari energetici UE Andamento in % del consumo di elettricità in Europa Il peso del vettore elettrico in Europa è destinato ad aumentare

6 6 Scenari energetici per l’Italia Andamento consumi finali di energia Nello scenario Roadmap è atteso un calo rilevante della domanda finale per effetto dell’efficienza energetica

7 Scenari energetici per l’Italia 7 Andamento dei consumi elettrici Fonte: ENEA – Rapporto Energia Ambiente 2013 ma, anche negli scenari per l’Italia il consumo di energia elettrica risulta in crescita

8 8 Scenari energetici per l’Italia Elettrificazione dei consumi finali 27% L’incremento in percentuale dell’elettricità nei consumi finali è ancora più evidente

9 9 Negli anni a venire il sistema elettrico è destinato a giocare un ruolo ancor più rilevante nello scenario energetico internazionale Le esigenze di innovazione tecnologica sono molto più rilevanti di quanto possa sembrare a prima vista Innovazione tecnologica nel settore elettrico -> importanti ricadute per la competitività del Paese

10 Le esigenze di ricerca per il sistema elettrico – la lettura data dalla UE - 10 Energy Efficiency Competitive Low Carbon Energy Smart cities and communities Horizon 2020 – Secure, Clean and Efficient Energy (within «Societal Challanges» Area) Work Programme Structure The European Strategic Energy Technology Plan (SET Plan) La Integrated RoadMap in fase di preparazione (disponibile a fine anno) ricalca la struttura tematica di H SCEE

11 Le esigenze di ricerca per il sistema elettrico – la lettura data dalla UE - 11 Energy Efficiency Competitive Low Carbon Energy Smart cities and communities Horizon 2020 – Secure, Clean and Efficient Energy (within «Societal Challanges» Area Work Programme Structure Competitività Sicurezza Sostenibilità

12 La ricerca nel settore elettrico: due punti di vista da collimare 12 Produzione Trasmissione e dispacciamento Distribuzione Usi finali L’articolazione classica del Sistema Elettrico Energy Efficiency Competitive Low Carbon Energy Smart cities and communities Horizon 2020 – Secure, Clean and Efficient Energy Work Programme Structure

13 I driver per un nuovo sistema elettrico Competitività e sviluppo del mercato – Mercato dell’energia elettrica e dei servizi di dispacciamento – Incremento della capacità di trasporto e la flessibilità delle reti elettriche Sicurezza della fornitura – Sfruttamento delle FER e incremento dell’efficienza energetica – Prevenzione dei rischi che compromettono la sicurezza del sistema elettrico a breve termine Sostenibilità ambientale – Incremento della produzione da fonti rinnovabili non programmabili, anche di piccola taglia – Riduzione delle emissioni di CO2 in atmosfera – Miglioramento dell’efficienza energetica negli usi finali e impiego del vettore elettrico per nuovi servizi 13

14 Le esigenze di ricerca e di innovazione del sistema elettrico 14 Produzione Trasmissione e dispacciamento Distribuzione Usi finali I settori tecnologici La dimensione di sistema (integrazione di sistema) Elettrotecnica Materiali Elettronica Processi elettrochimici Automazione Modellistica ……. ICT Biotecnologie Elettrotecnica Materiali Elettronica Processi elettrochimici Automazione Modellistica ……. ICT Biotecnologie I task Progettazione Esercizio Monitoraggio Diagnostica Miglioramento delle prestazioni Predizione del comportamento …… Progettazione Esercizio Monitoraggio Diagnostica Miglioramento delle prestazioni Predizione del comportamento …… Regolazione frequenza potenza Bilanciamento Integrazione di sistemi geograficamente estesi Sicurezza del sistema (fisica, elettrica, informatica) Mercato dell’energia ……. Regolazione frequenza potenza Bilanciamento Integrazione di sistemi geograficamente estesi Sicurezza del sistema (fisica, elettrica, informatica) Mercato dell’energia …….

15 Esigenze di ricerca e di innovazione nella produzione 15 La nuove tecnologie per la produzione da fonti rinnovabili – FV, CSP, eolico (on-shore, off-shore, energia dal mare, geotermico, biomassa). Sostenibilità economica e «integrazione» nel sistema elettrico La cattura e il sequestro della CO2 – Meccanismi di cattura efficienti (pre-post combustione) – Mitigazione dei rischi dello stoccaggio La flessibilizzazione degli impianti a ciclo combinato – Fast start-up /shut down, rampa carico, ecc. Ruolo chiave per i servizi di sistema. L’integrazione tra produzione e consumo – sfruttamento rinnovabili e opportunità di efficienza energetica.

16 Esigenze di ricerca e di innovazione nella trasmissione 16 Tecnologia di trasporto HVDC per le «autostrade elettriche» – Incremento capacità di trasporto della tecnologiaVSC – Interruttori in DC – Reti magliate in DC Nuovi conduttori per linee aeree e cavi – Conduttori ad elevata portata di corrente Incremento dinamico della capacità di trasporto – Dynamic line rating – WAMS – Dispositivi per il controllo dei flussi di potenza attiva (es., phase shifter) e del reattivo (es., SVC ) Diagnostica dei componenti e lavori sotto tensione

17 Esigenze di ricerca e di innovazione nel dispacciamento e controllo della rete 17 Modelli per la valutazione della sicurezza dinamica del sistema elettrico – Approccio «risk based» considerando dinamicamente le differenti fonti di incertezza (superamento della logica N-1) Algoritmi per la valutazione della stabilità di sistemi di grandi dimensioni (es. oscillazioni inter area) Modelli per il calcolo della quantità ottima delle diverse tipologie di riserva Modelli per la gestione del bilanciamento anche tra diversi TSO Sistemi di previsione della generazione non programmabile Previsione e controllo della generazione distribuita

18 Esigenze di ricerca e di innovazione nella distribuzione 18 Reti di distribuzione attive (smart grids) – ICT per il controllo delle risorse distribuite. Canali e protocolli di comunicazione. Smart metering. Telecontrollo rete MT e BT – Integrazione GD, inverter. Supporto della GD al sistema elettrico – Algoritmi per il controllo e il dispacciamento delle generazione distribuita – Automazione dell’esercizio: protezioni di rete, isolamento del guasto, regolazione tensione, gestione in isola intenzionale, gestione «ad anello» – Cabine elettriche «multiservizi» Elettronica di potenza per l’esercizio della rete e la connessione Applicazioni della superconduttività ad alta temperatura – Limitatore di corrente SFCL, SMES Fornitura di servizi di sistema da parte della risorse distribuite

19 Esigenze di ricerca e di innovazione negli usi finali 19 Mobilità elettrica Auto elettrica Infrastrutture di ricarica Usi termici Pompe di calore per climatizzazione ambienti Cottura a induzione Riscaldamento nell’industria Infrarossi per impieghi nell’industria Compressione meccanica del calore Azionamenti/inverter Sistemi di illuminazione a led Home and building automation Gestione della domanda Integrazione cliente- rete Sistemi in corrente continua Microreti in CC Distribuzione in cc

20 Esigenze di ricerca e di innovazione per la flessibilità del sistema elettrico 20 Produzione Trasmissione e dispacciamento Distribuzione Usi finali Soluzioni per incrementare la flessibilità del Sistema Elettrico Sistemi di accumulo elettrochimico per servizi di rete (riserva, inerzia sintetica) per incrementare l’autoconsumo di energia da fonti rinnovabili A servizio degli usi finali (taglio picchi di potenza) A servizio degli impianti di produzione (fornitura servizi di rete) Sistemi di accumulo elettrochimico per servizi di rete (riserva, inerzia sintetica) per incrementare l’autoconsumo di energia da fonti rinnovabili A servizio degli usi finali (taglio picchi di potenza) A servizio degli impianti di produzione (fornitura servizi di rete) Flessibilizzazione del parco di produzione esistente Flessibilizzazione dei consumi elettrici e gestione della domanda Incrementare l’integrazione del sistema elettrico Flessibilizzazione della rete di trasmissione e distribuzione Altre forme di accumulo: Accumulo meccanico (volani, CAES) Accumulo elettromagnetico (SMES) Altre forme di accumulo: Accumulo meccanico (volani, CAES) Accumulo elettromagnetico (SMES)

21 L’atteggiamento dell’industria nazionale nel settore dell’energia nei confronti dell’innovazione 21 Risultati indagine conoscitiva svolta da I-Com in collaborazione con RSE RAPPORTO I-Com sull’Innovazione Energetica – Maggio 2014 Risultati indagine conoscitiva svolta da I-Com in collaborazione con RSE RAPPORTO I-Com sull’Innovazione Energetica – Maggio 2014 Preferenza per collaborazio ni con partner nazionali

22 L’atteggiamento dell’industria nazionale nel settore dell’energia nei confronti dell’innovazione Quasi il 50% del campione avvia la collaborazione con la struttura di ricerca in quanto «complementare» rispetto all’impresa

23 L’atteggiamento dell’industria nazionale nel settore dell’energia nei confronti dell’innovazione Proattività delle aziende Collaborazione su progetto

24 L’atteggiamento dell’industria nazionale nel settore dell’energia nei confronti dell’innovazione Giudizio largamente positivo

25 Conclusioni 25 Il sistema elettrico ha un ruolo sempre più rilevante nel quadro energetico Nuove esigenze che richiedono l’integrazione di nuove tecnologie Garantire flessibilità al sistema elettrico agendo su tutti i segmenti (generazione, reti e domanda) Le opportunità della ricerca europea: occorre saperle «leggere» e coglierle Il sistema industriale italiano è aperto alla collaborazione con il mondo della ricerca

26 Grazie per l’attenzione! 26


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