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Francesco Gracceva Elena De Luca ENEA
Le sfide della transizione energetica italiana Una valutazione quantitativa
Le sfide per la transizione energetica del futuro Milano, 1 dicembre 2017, Sala Azionisti Edison
1. Urgenza vs inerzia del sistema: • Slow rates of change in capital (and
infrastructure) intensive energy systems. Historical energy transitions have taken many decades: changeover times 80 to 130 years (Grubler 2012)
• Inertia of socio-technical configurations: disruptive technologies co-evolve with shifts in markets, regulations, infrastructure, user practices, industrial networks, cultural meaning and scientific understanding (Geels 2002)
• Nuove frontiere tecnologiche il cui successo dipende dall’interdipendenza delle decisioni degli operatori nelle diverse fasi delle nuove filiere produttive. (…) Per ogni filiera un reticolato di mille decisioni sequenziali e iterative (Clô 2017)
Interrogativi e sfide della transizione (1/3)
Geels, 2002
Grubler, 2012
2. Incentivi: • Low-carbon transition could not imply lower
costs and better quality of energy services: ‟Historically, the important drivers for the energy transitions were the opportunity to produce cheaper and/or better energy services. In a majority of cases, a successful new energy source or technology provided the same service (i.e. heating, power, transport or light) with superior or additional characteristics (e.g. easier, cleaner or more flexible to use)” (Fouquet 2016)
• Diversamente da altre disruptive technologies come internet o telefonia mobile i consumatori possono non vederne i benefici nel breve termine (Clô 2017)
• Necessarie politiche al di fuori di logiche di mercato per assicurare redditività agli enormi investimenti? (Clô 2017)
Interrogativi e sfide della transizione (2/3)
Fouquet, 2016
3. Fattibilità tecnologica e trade-offs • A number of challenges were not addressed at the time of the 2009 climate and energy package. (…) The
management challenges linked to the introduction of renewables (…). The Third Energy package (…) did not address the issue of whether the market offered the necessary incentives to invest in a system with greater shares of RES.
• The current climate and energy targets were designed to be mutually supporting and there are indeed interactions between them. (…) There are obvious synergies but there are also potential trade-offs. (…) the lack of overall consistency between policies (…) the need to improve the cost-efficiency of various climate and energy measures (…). The policies have been criticised for having a negative impact on energy prices, adversely impacting affordability of energy for vulnerable households and the competitiveness of energy intensive sectors (COM(2013) 169 final).
Interrogativi e sfide della transizione (3/3)
Jacobson et al, 2017
• Modelli e scenari • Indicatori:
– Indice ISPRED/ENEA: indice sintetico del trilemma (interdipendenze e trade-off); confronto con target 2020 e 2030; scomposizione sicurezza energetica; confronto con principali Paesi UE; dati infra-annuali
– Indicatori Energy Union: no indice sintetico; 5 dimensioni (trilemma + efficienza energetica + R&S); valutazione decarbonizzazione vs target 2020
– WEC: indice sintetico del trilemma (interdipendenze e trade-off); ottica globale, confronta la posizione relativa di oltre 100 Paesi; non include valutazione trend vs target nazionali; componente di contesto Paese
Valutare la transizione
Boston, 2013
6
Indice Sicurezza energetica, Prezzo Energia e Decarbonizzazione, 27 indicatori, 3 dimensioni • Ultimi due anni discontinuità nella transizione energetica italiana. Ragioni strutturali (insieme a fattori
congiunturali) dietro al rallentamento della decarbonizzazione: ritorno alla crescita, caduta prezzi petrolio/gas; frenata dell’incentivazione delle rinnovabili elettriche
• Alcuni risvolti positivi: miglioramenti sui prezzi; effetti positivi della ripresa del gas sul mercato elettrico. Ma con la parziale ripresa della domanda di gas riemerse fragilità dei sistemi elettrico e gas
• Negli anni 2011-2016 indicazioni di possibili trade-off fra le tre dimensioni del trilemma
ISPRED – Le tre dimensioni del trilemma
0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0
I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Decarbonizzione Sicurezza Prezzi energia industria
Fine recessione e leggera ripresa; Calo prezzo petrolio e gas naturale 2015 e 2016 meno caldi del 2014
TRADE-OFF DECARB./PREZZI
Forte aumento accise
TRADE-OFF DECARB./SICUREZZA SISTEMA ELETTRICO E PETROLIF.
Progressi mercati elettricità/gas; Chiusura centrali e raffinerie
PEGGIORANO DECARB. E SICUREZZA DEL SISTEMA ELETTRICO E GAS
Forti cali di PIL, prod. Ind. (2012-13) e traffico merci (2011-12); Alto prezzo del petrolio
Forte crescita FRNP (2011-14); calo prod. el., alto idro (2013-14) I e IV trimestre 2014 molto miti
Aumento oneri di sistema
Crisi nucleare FR Calo idro
ACP applicata agli indicatori ISPRED – anni 2011-2016
7
• ISPRED: soddisfazione parziale del trilemma, valore assoluto < 0.5 (range 0-1); trend in miglioramento dal 2011 al 2015, in peggioramento dal 2015 ad oggi
• Indice WEC: buona soddisfazione del trilemma, tripla A costante (range A-D); indice in leggero miglioramento dal 2015 al 2017
Valutare il trilemma energetico
-30%
-20%
-10%
0%
10%
20%
30%
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Variazione % tendenziale (asse dx) ISPRED (asse sin)
8
Energy markets / Energy prices / Competitiveness
• ISPRED: confronto dei prezzi italiani pagati dall’industria con i prezzi degli altri principali Paesi UE; situazione stabilmente critica soprattutto per le fasce di consumo basse, in particolare per l’energia elettrica
• Indicatori Energy Union: variazione prezzi (legati ai mercati internazionali energia); includono concentrazione mercato e prezzi per i consumatori
• WEC: dimensione più critica delle tre; include accesso all’energia e qualità dell’offerta
2016 7%
2014-16 0%
2015 815
2005-2015 -60.5%
2015 2924
2011-2015 39.7%2015 52.3
2013-2015 -16.9%2015 22.2
2013-2015 -20.9%
2015 8%
2009-2015 6%
2015 6.1%
2009-2015 4.8%
2014 7.1%
2005-2014 n.a.
cons
umer
sIn
terc
onne
ctio
n &
who
lesa
le m
arke
t fu
nctio
ning
IM1: Electricity interconnection capacity
IM3: Market concentration index for wholesale gas supply
IM4: Wholesale electricity prices
IM5: Wholesale gas prices
IM2: Market concentration index for power generation
IM6: Annual switching rates -electricity (household customers)
IM7: Annual switching rates - gas household customers)
IM8: Energy affordability - energy expenditure share in final consumption expenditure for the lowest quintile
A fu
lly in
tegr
ated
inte
rnal
ene
rgy
mar
ket
9
Energy security
2014 75.9%
2005-2014 -7.5%
2014 13.3
2005-2014 -2.32016 105.5%
2009-2016 -18.5%Gas
Impo
rt
depe
nden
ce SoS1: Net import dependency
SoS2: Aggregate supplier concentration index
SoS3: N-1 rule for gas infrastructureEner
gy se
curit
y,
solid
arity
and
trus
tValore II 2017
Valore indicatore
Tendenza breve
periodo
Tendenza medio
periodoDipendenza ponderata con
% petrolio su CIL33.2% 0.49 ↔ ↔
Diversif icazione approvvigionamenti (HHI)
0.14 0.76 ↑ ↑
Approvvigionamento prodotti petroliferi
Copertura domanda benzina-gasolio 1.4 0.90 ↔ ↔
Margini di raff inazione ($/bl) 3.9 0.64 ↑ ↑
Utilizzo impianti (%) 77% 0.47 ↑ ↑Dipendenza dall'import
ponderata con il peso del 35% 0.00 ↓ ↓
Diversif icazione approvvigionamenti (HHI) 0.27 0.63 ↔ ↓
Adeguatezza sistema gas
Eccesso capacità import su domanda (%)
18% 0.40 ↓ ↑
Spread PSV-TTF (€/MWh) 2.5 0.00 ↓ ↑
Liquidità PSV (TWh) 214 0.19 ↔ ↑Adeguatezza
sistema elettricoIndice capacità in eccesso 41% 0.53 ↓ ↓
Flessibilità sistema elettrico
Indice ENTSO-E 9.9% 0.51 ↔ ↓
Adeguatezza mercato elettrico
Spark spread (€/MWh) 7.59 0.42 ↑ ↓
Competitività raff inazione
Sicurezza del sistema energetico
Adeguatezza mercato gas
Resilienza sistema
petrolifero
Resilienza sistema gas
naturale
• ISPRED: quadro variegato per la multidimensionalità della sicurezza energetica pluralità di mercati, segmenti supply chain e orizzonti temporali: indicatori di resilienza e flessibilità per il breve termine, indicatori di adeguatezza dei segnali del mercato per gli investimenti nel lungo termine
• Indicatori Energy Union: confrontabilità per i 28 paesi UE, rappresentazione sintetica; mancano raffinazione e sistema elettrico (intermittenza), indicatori di adeguatezza
• WEC: confrontabilità per i 92 paesi WEC, manca dettaglio su raffinazione, adeguatezza sistemi elettrico e gas, intermittenza sistema elettrico
10
Decarbonisation / Environmental sustainability
DecarbonizzazioneValore II 2017
Valore indicatore
Tendenza breve
periodo
Tendenza medio
periodoProiezione emissioni CO2 al 2020
distanza dal target (Mt)-8 0.62 ↓ ↑
Proiezione emissioni CO2 non-ETS 2020 distanza dal target (Mt)
-14 0.83 ↓ ↑
Proiezione sviluppo FER al 2020 19% 0.95 ↓ ↑
Proiezione emissioni CO2 al 2030 distanza dal target (Mt)
3 0.55 ↓ ↑
Proiezione emissioni CO2 non-ETS 2030 distanza dal target (Mt)
14 0.44 ↓ ↑
Proiezione sviluppo FER al 2030 22% 0.26 ↓ ↓
DE1: GHG emissions reductions (base year=1990)
1990-2015 -16.3%
DE2: Gap between GHG emissions projections and 2020 target in Effort Sharing sectors
gap 2020 -5.4%
DE3: Gap between latest (proxy) inventory of Effort Sharing emissions and interim targets
gap interim 2015
-9.4%
2015 2841990-2015 -28.6%
2014 17.1%2014 -8.2%2014 -0.1%
DE4: GHG intensity of the economy
GHG
em
isio
ns
DE5: Renewable energy shareRESDe
carb
onis
atio
n of
eco
nom
y
• ISPRED: proiezione emissioni totali e settori ESD al 2020 e al 2030 vs obiettivi; proiezione sviluppo FER al 2020 e al 2030 vs obiettivi
• Indicatori Energy Union: scostamenti di GHG e FER rispetto al target 2020; dati relativi al 2014 (confermati nel 2016)
• WEC: indici di intensità delle emissioni e dei consumi finali (storicamente bassi in Italia); no FER; no confronto con obiettivi 2030 (ottica globale)
• ‟Nel 2016, in un contesto internazionale segnato da un rafforzamento dell’attività economica mondiale e da bassi prezzi delle materie prime, l’Italia ha proseguito il suo percorso di rafforzamento della sostenibilità sociale ed ambientale, dell’efficienza e della sicurezza del proprio sistema energetico”
Gli obiettivi al 2030 in linea con il Piano dell’Unione dell’Energia: • raggiungere e superare gli obiettivi ambientali e di decarbonizzazione UE:
– Phase-out carbone entro il 2025 – FER al 28% via politiche abilitanti e semplificazioni (dal 2020), veicoli elettrici (5 mln) – 10 Mtep/a di efficienza via riqualificazione edifici, riduzione mobilità, standard emissivi
• migliorare la competitività del Paese: – Convergenza mix generazione con altri UE – Corridoio liquidità
• continuare a migliorare la sicurezza di approvvigionamento e la flessibilità di sistemi e infrastrutture: – Capacity market – Piano Terna di investimenti per flessibilità – Nuovi gasdotti senza contributi a carico della finanza pubblica, nuovi stoccaggi attesi
Strategie per la transizione: la SEN 2017 ?
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• Boston A., Delivering a secure electricity supply on a low carbon pathway, Energy Policy 52(2013) • Clack C.T. M. et al., Evaluation of a proposal for reliable low-cost grid power with 100% wind, water, and
solar, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), June 27 2017
• Clô A., Energia e clima, Il Mulino, 2017 • EC, GREEN PAPER, A 2030 framework for climate and energy policies, COM(2013) 169 final • EC, Second Report on the State of the Energy Union, COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT,
Monitoring progress towards the Energy Union objectives – key indicators, SWD(2017) 32 final, Brussels, 1.2.2017
• ENEA, Analisi trimestrale del sistema energetico italiano, (http://www.enea.it/it/seguici/pubblicazioni/analisi-trimestrale-del-sistema-energetico-italiano/analisi-trimestrale-del-sistema-energetico-italiano)
• Fouquet R., Lessons from energy history for climate policy: Technological change, demand and economic development, Energy Research & Social Science 22 (2016) 79–93, 2016
• Geels F.W., Technological transitions as evolutionary reconfiguration processes: a multi-level perspective and a case-study, Research Policy 31 (2002) 1257–1274, 2002
• Grubler A., Energy transitions research: Insights and cautionary tales, Energy Policy50(2012)8–16, 2012
• Jacobson et al., 100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World, Joule 1, 108–121 September 6, 2017
• WEC, World Energy Trilemma Index 2017
Bibliografia