Desert Power...Desert Power 2050 | Dii GmbH Desert Power 2050 La regione del Medio Oriente e Nord Africa (MENA, secondo l’acronimo inglese) e l’Europa hanno entrambe bisogno di

Prospettive per un sistema di energia elettrica sostenibile per la regione EUMENA Sintesi

D e s e r t P o w e r2050

Renewable energybridging continents

Dii

Desert Power 2050 | Dii GmbH

Pubblicato da:Dii GmbHKaiserstr. 1480801 Monaco, GermaniaPhone: +49. 89. 340 77 05-00Fax: +49. 89. 340 77 05-11E-Mail: [email protected] [email protected]

Prima edizione:Giugno 2012

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D e s e r t P o w e r2050

La regione del Medio Oriente e Nord Africa (MENA, secondo l’acronimo inglese) e l’Europa hanno entrambe bisogno di un approvvigionamento energetico sicuro, economico e pulito

Domanda e offerta di energia rinnovabile sono complementari tra Nord e Sud in tutte le stagioni

Una mutua dipendenza ed una com-plementarietà tecnica attraverso la re-gione EUMENA potenziano la sicurezza dell’approvvigionamento energetico

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Entrambe le regioni sono partner naturali e possono dare vita insieme ad una trasformazione fondamentale, in quanto regione EUMENA

Tutti gli stati traggono vantaggio dall’avere accesso ad energia rinnovabile ad un prezzo accessibile, la creazione di nuove imprese e costi ridotti per la decarbonizzazione

E’ essenziale agire insieme, oggi, come EUMENA, per realizzare questo enorme potenziale entro il 2050

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RiNgRAziAMENti

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Dii GmbH è un consorzio industriale internazionale fon-dato nellóttobre del 2009. Oggi, la Dii ha 21 Azionisti e 35 Compagnie Partner Associate da 16 stati in Europa, Medio Oriente e Nord Africa (MENA). Insieme ad un am-pio gruppo di stakeholders, la Dii si impegna a favore dello sviluppo di un mercato su scala industriale dellénergia da fonti rinnovabili nella regione MENA. Per raggiungere questo scopo, la Dii sta creando una visione di lungo ter-mine che vuole tradurre in valutazioni specifiche per ogni stato, in un quadro regolamentare e concreti progetti di riferimento.

Pubblicato in Giugno 2012 da

Dii GmbHKaiserstr. 1480801 MonacoGermania

Per ulteriori informazioni: [email protected]

Autori: Florian Zickfeld, Aglaia Wieland (Dii)

Co-autori: Julian Blohmke, Matthew Sohm, Ahmad Yousef (Dii)

Collaboratori: Frank Buttinger, Angelika Denk, Patrik Erroi, Philipp Godron, Jürgen Neubarth, Alexander Rietz, Fabian Wigand (Dii) Gli Azionisti di Dii e i Partner Associati, così come numerosi altri esperti hanno apportato contributi significativi in tutte le fasi di redazione di questo rapporto.

Autori Scientifici: Martin Pudlik, Mario Ragwitz, Frank Sensfuß (Fraunhofer ISI)

Sin dalla sua creazione nel 1972, il Fraunhofer ISI (LÍstituto Fraunhofer per la Ricerca su Sistemi e Innovazi- one) ha avuto unínfluenza rilevante nel modellare il pa-norama delle innovazioni in Germania e in tutto il mondo. LÍstituto di Ricerca Fraunhofer ISI conduce ricerche ap-plicate in sette Centri di Competenza con un totale di 22 Business Units e si considera un istituto indipendente per la società, la politica e líndustria .

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LE RAgiONi pER cREDERE iN DESERt pOwER

Creare un’offerta di elettricità sicura, pulita e ad un prezzo accessibile è

una delle sfide cruciali per il Nord Africa, il Medio Oriente e l’Europa.

Come possono il Medio Oriente e il Nord Africa garantire un’elettricità sicura e ad un prezzo accessibile alle loro eco-nomie in crescita? Come può l’UE raggiungere i suoi target ambiziosi di riduzione delle emissioni dei gas serra in un modo che sia sostenibile e allo stesso tempo fattibile sotto un profilo dei costi?

Desert Power 2050 esamina le sfide energetiche future che l’Europa dovrà affrontare, quelle stesse sfide che anche la regione MENA dovrà fronteggiare. Questo studio mostra come queste sfide possano essere affrontate con più chan-ces di successo se andiamo al di là della comune percezione che considera le due regioni come entità separate. Invece, Europa e MENA non solo sono vicine, ma sono anche unite da una lunga storia di scambi commerciali e culturali; in un mondo di energia rinnovabile, dovremmo parlare di un’unica regione EUMENA.

Un sistema elettrico integrato nella regione EUMENA per-mette all’Europa di raggiungere i suoi obiettivi di riduzio-ne delle emissioni di diossido di carbonio (CO₂) nel settore energetico (riduzione del 95%) in un modo più efficiente ed economico, importando sino al 20% del proprio fab-bisogno energetico dalla regione MENA. L’Europa in que-sto modo risparmierebbe un totale di 33 miliardi di euro, o 30€/MWh di elettricità importata dalla regione MENA. Allo stesso tempo, Desert Power fa sì che gli stati della regione MENA possano soddisfare i propri bisogni energetici in un modo continuativo, sfruttando le risorse solari ed eoliche nella regione. L’area MENA può dunque contribuire ad una riduzione del 50% delle emissioni di CO₂ nel proprio settore elettrico, nonostante un massiccio aumento della propria domanda. Allo stesso tempo, la regione MENA può trarre vantaggio dalle esportazioni di energia elettrica, il cui valore si aggira attorno ai 63 miliardi di euro all’anno. Inoltre, l’Eu-ropa così come la regione MENA può avvantaggiarsi di un calo del 40% nel costo marginale delle riduzioni di emissio-ni di CO₂ nel settore elettrico.

Lídea che lélettricità derivante da risorse rinnovabili deb-ba essere prodotta in aree che ne posseggano una dotazio-ne ottimale e successivamente esportata in regioni con un

alto fabbisogno energetico è diventata famosa con il nome di visione Desertec. Intuitivamente, questo termine indica che l’Europa dovrebbe fare affidamento per una parte del-la propria produzione elettrica sui deserti del Sud del Me-diterraneo, considerata la loro dotazione eccellente di ri-sorse solari, eoliche e la popolazione relativamente scarsa. Desert Power 2050 (DP 2050) mostra come aspetti chiave della visione Desertec potrebbero operare concretamente, ma allo stesso tempo come si possa andare oltre. Questo studio dimostra come, sulla base di tecnologie ormai col-laudate, fonti di energia solari e eoliche possano essere combinate con reti elettriche per fornire energia sicura, sostenibile e ad un costo accessibile a Nord Africa, Medio Oriente ed Europa. Questa idea prende le mosse da cor-renti di pensiero precedenti e considera la regione MENA come un consumatore di energia rinnovabile e non solo come produttore.

La necessità di muoversi verso questa visione si sta facendo sempre più urgente: è infatti prevista una crescita del 45% della popolazione della regione EUMENA, popolazione che toccherà quasi 1,2 miliardi nel 2050. A quel punto, la do-manda energetica potrebbe superare gli 8000 TWh. Se pensiamo che la regione MENA cresce più rapidamente dell’UE, ci rendiamo conto come sia nell’interesse dell’in-tera regione, concepita come un insieme, sostituire la pro-pria dipendenza dai prezzi imprevedibili dei combustibili fossili con un sistema energetico stabile e sostenibile.

Desert Power 2050 mostra il perché un sistema elettrico in-terconnesso, basato su fonti rinnovabili nell’area EUMENA, sia importante per ragioni di competitività, sostenibilità e sicurezza energetica. Questo richiede un cambiamento nel paradigma attuale, dove Nord e Sud del Mediterraneo non sono strettamente interconnessi e si affidano ai combu-stibili fossili. Dobbiamo invece muoverci verso un sistema integrato e sostenibile. Creare le condizioni per facilitare questa transizione sarà l’argomento della seconda parte della strategia della Dii per il 2050, Desert Power: Getting Started.

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Gli ampi territori inutilizzati e le condizioni climatiche favorevoli rendono

la regione MENA una collocazione ideale per la produzione di energia

elettrica da fonti rinnovabili.

DALLE RiSORSE ALLÉNERgiA ELEttRicA

La Figura 1 mostra la disponibilità di ottime risorse solari nella regione MENA . Collocazioni valide possono essere trovate ovunque nella regione, dall’Alto Atlante all’Atlante Telliano nel Maghreb, alle Montagne dell’Asir in Arabia Saudita.

Il potenziale eolico, forse meno conosciuto, ma non per questo meno importante caratterizza quest’area. Infatti,

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Figura 1: Risorse solari nella regione EUMENA

la regione MENA ha condizioni di vento molto favore-voli, come si evince dalla Figura 2. Si possono trovare risorse eoliche eccezionali, per esempio, nella costa atlantica del Marocco e nel Mar Rosso. Inoltre, l’intero continente, allungandosi tra le due coste, offre colloca-zioni molto attraenti per la produzione di energia eolica.


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Figura 2: Risorse eoliche nella regione EUMENA

Di certo, la semplice abbondanza di risorse rinnovabili non si traduce automaticamente in una produzione di energia elettrica continuativa per 24 ore al giorno, 365 giorni allánno. Per questo la Dii ha unito le forze con Fraunhofer ISI per modellare un sistema di produzione di energia elettrica EUMENA in alta risoluzione spaziale e temporale. Questa analisi si è anche avvalsa del conti-nuo coinvolgimento di esperti del settore, in particolare dalla rete della Dii (56 compagnie partner nella regione EUMENA). Usando un modello consolidato, PowerACE dellÍSI, dimostriamo il potenziale delle tecnologie so-lari ed eoliche per rispondere al fabbisogno energetico dell’intera regione EUMENA ad un costo vantaggioso, per ogni ora di un anno intero. La Figura 3 mostra la base di queste analisi: paragonato alla domanda di energia elet-trica, il potenziale solare ed eolico della regione EUMENA è virtualmente infinito (il potenziale solare ed eolico per meno di 50€/MWh nel 2050 ammonta a 10.000 TWh).


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Con il 2050 come orizzonte temporale, il nostro scopo è quello di creare un quadro finale ottimizzato, basato su proiezioni di costi per le quattro tecnologie considerate. Come mostra la Figura 4, sono attese per tutte le tecno-logie significative riduzioni dei costi, all’incirca del 50% o più, all’infuori dei costi dell’eolico on-shore, per cui è prevista una riduzione che si aggira attorno al 20-30%, dal momento che questa è una tecnologia già matura ed efficiente sotto un profilo economico. Solo pochi anni fa, queste proiezioni sarebbero apparse azzardate, ma gli sviluppi recenti nel fotovoltaico e nell’eolico on-shore mostrano che queste supposizioni sono possibili. Inoltre, gli sviluppi dei costi dipendono dalle evoluzioni del mercato. Questo rapporto mostrerà che sostenere la cre-scita di tali mercati per il solare e l’eolico è nell’interesse dei governi che cercano di offrire energia competitiva, sostenibile e sicura.

Lúso di tecnologie collaudate assicurerà la fattibilità tecnica di un sistema di energia elettrica sostenibile. Le tecnologie al centro di questo rapporto sono oggi am-piamente utilizzate: tecnologie fotovoltaiche di taglia in-dustriale (Utility PV) e a concentrazione solare (CSP) così come l’eolico on-shore e off-shore. La capacità mondiale installata di queste tecnologie è arrivata alla scala gigawatt (GW), con installazioni in continua attività da più di due decenni.

La fattibilità economica, comunque, non è ancora stata raggiunta su una scala sufficientemente ampia. Le ener-gie rinnovabili hanno mostrato considerevoli riduzioni di costi negli anni passati, ma non sono ancora competitive se paragonate alle tecnologie energetiche convenzionali in molti mercati. Uno degli scopi principali di questo stu-dio è di mostrare come l’energia dal deserto ottimizzi i costi e aiuti a rendere fattibile da un punto di vista eco-nomico un sistema di energia elettrica derivante da fonti rinnovabili.

Figura 3: Potenziali di energia rinnovabile e domanda di elettricità nel 2050 nella regione MENA e in Europa


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1.3

Per valutare il valore aggiunto dell’integrazione del si-stema elettrico nella regione Mediterranea, è utile met-tere a confronto due scenari. La visione target per il 2050 nello Scenario Interconnesso esamina un sistema di energia elettrica integrato nella regione EUMENA. Lo Scenario di Riferimento, invece, ritrae una situazione in cui ogni regione, Europa e MENA, ha un sistema piena-mente competitivo al proprio interno, ma senza coope-razione tra Nord e Sud del Mediterraneo. In altre parole, entrambi gli scenari DP 2050 presuppongono uno spo-stamento ad un sistema energetico basato sulle fonti rin-novabili, con considerevoli investimenti in reti elettriche e nella produzione di energia rinnovabile. Sia lo Scenario Interconnesso che quello di Riferimento sono ottimizzati per costi minimi di sistema, con una prospettiva di un limite di emissioni di CO₂ di 0.25 Gtonnes annuali, cioè all’incirca 30 g per KWh di domanda1. Così, nello Scenario di Riferimento, solo la parte europea è simile ai sistemi elettrici ottimizzati analizzati nella Energy Roadmap 2050 della Commissione Europea; la differenza principale è che l’Europa beneficia di un limite comune alle emissioni di CO₂ con la regione MENA.

Figura 4: Percorsi di riduzione dei costi per tecnologie eoliche e solari sino al 2050

1 Il sistema minimo di costo include il costo della produzione di elettricità e di trasmissione, ma non il costo delle emissioni di gas serra


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Desert Power 2050 adotta i tre pilastri principali della politica energetica

europea per valutare i risultati chiave di questo studio.

i BENEfici Di DESERt pOwER

Questa analisi mostra come un sistema energetico inte-grato EUMENA abbia ricadute positive per la competiti-vità di tutta la regione, dia un segnale evidente per una sostenibilità ad un costo accessibile e migliori la sicurez-za dell’offerta energetica.

CoMpETiTiviTà

Desert Power aiuta a migliorare la competitività del si-stema dell’energia elettrica nella regione EUMENA, ren-dendo meno costoso il raggiungimento degli ambiziosi target di riduzione delle emissioni di CO₂. Il vantaggio competitivo di un sistema elettrico che collega tutta la regione EUMENA deriva da uno scambio di energia elet-trica annuale di 1110TWh, di cui 1087TWh dalla regio-ne MENA all’Europa e 23TWh dall’Europa alla regione MENA2. In questo modo le esportazioni annuali nette dalla regione MENA all’Europa ammontano a 1064TWh. Lo Scenario Interconnesso fa sì che si possano rispar-miare 33 miliardi di euro annui in costi di sistema. Se ipotizziamo circa 1100TWh di scambio annuale di ener-gia elettrica tra MENA e l’Europa, questo si traduce all’incirca in 30€/MWh.

Dal momento che l’energia elettrica si sposta principal-mente da Sud a Nord, l’Europa importa sino al 20% del-la sua elettricità dal Nord Africa. Un minimo del 70% di autosufficienza nella produzione di energia elettrica è stato imposto su base nazionale per assicurare che nes-suno stato dipenda eccessivamente dall’energia elet-trica importata. L’Europa chiaramente beneficia del suo

ruolo come importatore netto, per un risparmio di costi di 30€/MWh nelle sue importazioni nette (Figura 5). Metà di questo risparmio, 15€/MWh, deriva dal vantag-gio diretto di costo di Desert Power, come è dimostrato dalla Figura 5: il costo medio di ogni MWh addizionale generato nella regione MENA nello Scenario Intercon-nesso è 58€/MWh quando arriva in Europa3. Questo dato può essere confrontato con il costo medio di 73€/MWh per ogni MWh addizionale prodotto in Europa nel-lo Scenario di Riferimento. L’altra metà del risparmio de-riva dal fatto che un sistema elettrico di più ampia scala offre più opzioni per equilibrare i carichi e la produzione degli impianti solari ed eolici. Si dovrebbero costruire meno impianti a gas per rispondere al consumo energe-tico nelle ore di punta e si arriverebbe ad una situazione con meno produzione in eccesso di energia elettrica da fonti rinnovabili, la cosiddetta produzione RES4 tagliata. Questa riduzione di capacità porta ad un risparmio di ul-teriori 15€ per MWh di esportazioni dalla regione MENA all’Europa.

E’ cruciale distinguere tra queste due forme di risparmio sui costi. Produrre energia elettrica nella regione MENA che arrivi in Europa ad un costo approssimativo del 20% al di sotto delle alternative domestiche europee offre un valido business model: può essere realizzato dagli attori del mercato e dagli investitori. In questo modo, questa parte di benefici in termini di costi attrarrà gli operatori del settore una volta che saranno adottati i limiti alle emissioni di CO₂ e le tecnologie rinnovabili si troveranno nella parte discendente delle curve di costo.

2 I dati relativi allo scambio di energia si riferiscono all’energia che arriva sia in Europa o nella regione MENA, cioè le perdite che avvengono nella trasmissione sono già state sottratte da questi dati3 58€/MWh include i costi per la produzione di energia elettrica, la sua trasmissione e le perdite di trasmissione4 RES = Renewable Energy Sources


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Dall’altro lato, nessun operatore di mercato può operare fornendo benefici (basati su sinergie a livello di sistema) al sistema stesso, così come i 220 TWh di elettricità che non ci sarà più bisogno di produrre nello Scenario Inter-connesso. Queste sinergie sono, comunque, un consi-derevole beneficio economico, che può aumentare, tra gli altri fattori positivi, la competitività della regione EU-MENA nell’economia globale. Governi e organismi rego-latori dovrebbero considerare seriamente questi benefi-ci a livello di sistema: le istituzioni dovrebbero offrire le strutture appropriate e gli incentivi al mercato per pote-re usufruire di questo potenziale.

Superare questa situazione, un classico equilibrio di Nash, è un compito impegnativo in un’economia di mer-cato. E‘ parte della ragione per cui le estensioni della rete elettrica stanno facendo così lenti progressi oggi in Euro-pa, nonostante il generale consenso che servano più reti elettriche. In questa prospettiva, servono urgentemente politiche ben congegnate, affidabili e significative sia per le tecnologie rinnovabili che per le reti elettriche, al fine di integrare il sistema. Il coinvolgimento di governi e po-teri regolamentari in quest’area, a sua volta, stimolereb-be maggiori investimenti.

I benefici risultanti per Europa e MENA sono significa-tivi: l’Europa otterrebbe risparmi di costi per circa €33 miliardi annuali, mentre la regione MENA darebbe vita ad un’industria per l’esportazione di energia elettrica rinnovabile, per circa €63 miliardi all’anno – un valore che supera le attuali esportazioni complessive di Egitto e Marocco insieme.

Figura 5: Risparmi sui costi di sistema per MWh di esportazioni di energia elettrica netta dalla regione MENA all’Europa


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SoSTENibiliTà

Le nostre analisi confermano che un sistema di energia elettrica basato su fonti rinnovabili per più di un 90% è tecnicamente ed economicamente possibile. L’effetto dell’integrazione del sistema EUMENA sui costi mar-ginali delle riduzioni di emissioni di CO₂ nel settore dell’energia elettrica è notevole: questi costi infatti calano del 40%, da 192€/tonnellata nello Scenario di Riferimento a 113€/tonnellata nello Scenario Intercon-nesso. L’integrazione dei sistemi elettrici può così svol-gere un ruolo cruciale nel tracciare un cammino chiaro ed economicamente vantaggioso verso la decarbonizza-zione. Il costo inferiore della riduzione delle emissioni di CO₂, riduzione dovuta all’integrazione del sistema, de-riva dal mix ottimizzato di tecnologie rinnovabili, dove l’energia del sole e del vento è prodotta nei luoghi più favorevoli della regione EUMENA.

Il mix elettrico di Desert Power 2050 è composto per un 91% da rinnovabili e per un 9% da gas naturale. Léolico contribuisce ad un 53% del mix, di cui un 48% è on-shore e un 5% off-shore ed impianti di energia eolica sono in-stallati ovunque nella regione EUMENA, come dimostra la Figura 6 5. Il solare contribuisce per un altro 25% con una concentrazione di installazioni nel Sud Europa e nel-la regione MENA. Mentre un 16% di CSP nel mix ener-getico si trova quasi interamente nella regione MENA, il 9% della parte di produzione di Utility PV è installato nella regione MENA, così come nell’Europa meridiona-le6. Le installazioni solari, ulteriormente a Nord, special-mente in Germania, sono basate sui NREAPs7 dei rispet-tivi stati membri dell’UE. In poche parole, un sistema elettrico economico e sostenibile richiede l’installazione di centinaia di gigawatts delle quattro tecnologie solari ed eoliche: Utility PV, CSP, eolico on-shore e off-shore. La parte restante del mix energetico consiste di energia idroelettrica, biomasse, geotermica e poche altre tecno-logie rinnovabili.

Questo mix energetico, vantaggioso sotto un profilo dei costi, si affida in modo massiccio all’uso di linee di tra-smissione ad alta tensione a corrente continua (HVDC). Senza questa rete, diventa impossibile trasportare ener-gia dai siti più dotati di potenziale solare, eolico e idroe-lettrico (le aree scarsamente abitate del Nord e del Sud) verso il centro del sistema, dove la domanda è ben più vasta.

Il Maghreb e la Libia sono le centrali elettriche meridio-nali della regione, mentre la Scandinavia, soprattutto la Norvegia, gioca lo stesso ruolo nel Nord. L’elettricità scor-re dal Sud, raggiunge l’Europa attraverso sette corridoi di trasmissione sub-mediterranei e poi passa a Nord attra-verso la Spagna, Francia, Italia, Grecia verso la Gran Bre-tagna, il Benelux, Germania, Austria e Repubblica Ceca. Nella cintura dal Benelux alla repubblica Ceca, Desert Po-wer incontra a quel punto i flussi energetici della Norvegia che passano attraverso la Danimarca, Svizzera e Polonia. Un ottavo corridoio Nord-Sud porta l’energia dall’Egitto all’Arabia Saudita sino alla Turchia.

5 L’eolico off-shore è solo considerato per l’Europa, dal momento che le condizioni nella regione MENA non sono abbastanza favorevoli

7 National Renewable Energy Action Plans

6 Le installazioni di fotovoltaico distribuito non sono trattate dalla metodologia utilizzata per analizzare i benefici di un ampio sistema elettrico integrato. Ciò detto, installazioni di fotovoltaico distribuito possono contribuire ad uno scenario di domanda ridotta nella rete elettrica, che è lo scenario dal costo più basso analizzato nel DP 2050

Un aspetto enfatizzato dal nostro studio è il forte bisogno di energia nella parte Sud-Est del sistema. Infatti, Turchia ed Egitto potrebbero avere la popolazione più numerosa e la domanda più vasta di energia nel 2050. A causa di alti consumi energetici per capita, l’Arabia Saudita potrebbe probabilmente presentare gli stessi numeri in termini di domanda energetica. Questi tre stati, insieme a Giorda-nia e Siria, contribuiranno approssimativamente ad un 33% della domanda completa della regione EUMENA, così come le quattro più grandi economie dell’UE: Germania, Francia, Gran Bretagna e Italia. Contrariamente alla mag-gior parte delle più importanti economie nell’Europa cen-trale, la regione ha buone condizioni solari ed eoliche e non deve dipendere dalle importazioni. Considerata l’alta domanda nel Medio Oriente e in Egitto, la maggior parte dell’energia solare prodotta in loco sarà anche consumata localmente. Se pensiamo alla scarsa popolazione e alla re-lativa abbondanza di risorse rinnovabili, gli stati del Magh-reb e della Libia possono esportare una grande quantità di energia in Europa.


Figura 6: Capacità di produzione e interconnessione, Scenario Interconnesso

Figura 7: Flussi di elettricità nello Scenario Interconnesso

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L’Europa ha bisogno di costruire reti elettriche per ren-dere possibile un sistema energetico basato su fonti di energia rinnovabile ed economicamente vantaggioso, indipendentemente dal fatto che questo sistema finisca ai confini europei o vada al di là. Il beneficio per l’Europa di una tale espansione della rete elettrica è un’energia sostenibile, economica e sicura; più la rete elettrica è in-tegrata, più i benefici diventano concreti.

Figura 8: Capacità della rete elettrica nello Scenario Interconnesso e nello Scenario di Riferimento

La capacità complessiva delle connessioni sub-mediter-ranee e della connessione via terra tra Siria e Turchia ammonta a 222 GWNTC

8, si veda la parte a sinistra del-la Figura 8. Attorno ai 1100 TWh di elettricità per anno scorrono attraverso queste connessioni, tra MENA ed Europa. Grazie agli alti tassi di utilizzo degli interconnet-tori, la trasmissione di energia tra le due sponde del Me-diterraneo può avvenire ad un costo accessibile.

I 557.000 GWNTC*1000km di capacità necessari non sono solo molti di più di quelli che attualmente connettono il sud con il nord del sistema9, ma sono anche molti di più di qualsiasi altro collegamento esistente in Europa e nella regione MENA oggi. Paragonando questa possibi-lità allo Scenario di Riferimento dai due sistemi di costi ottimizzati separati, la maggior parte delle infrastrutture aggiuntive di trasmissione via terra (misurate in km di capacità) deve essere realizzata nella regione MENA, non nelle aree europee, molto più densamente abitate, come mostrato nella parte destra della Figura 8.

8 GWNTC si riferisce ai GW di capacità di trasferimento netto

9 250MW Turchia/Siria (non sincronizzati) e 900 MW Spagna/Marocco


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SiCUrEzzA dEll’ApprovvigioNAMENTo ENErgETiCo

La sicurezza dell’approvvigionamento energetico com-prende sia complementarietà tecniche che politiche. Come la nostra analisi suggerisce, l’integrazione del si-stema rende un sistema di energia elettrica sostenibile non solo più economicamente vantaggioso, ma anche più affidabile. Al fine di mostrare come questo sia possibile, guardiamo in primo luogo alle complementarietà tecni-che e poi ci sposteremo ad esaminare il meccanismo di reciproco bisogno che si creerebbe con un sistema elet-trico integrato.

Intuitivamente, più il sistema è connesso, più alta è la probabilità che il sole splenda e il vento soffi in qualche parte della regione che stiamo esaminando. Questo fat-to è fondamentale per un sistema energetico basato per un 90% su energie rinnovabili, dal momento che evitare il blackout significa assicurare che ci siano sufficienti risorse solari o eoliche per soddisfare la domanda 24 ore al gior-no, 365 giorni all’anno. La Figura 9 mostra come questa

Figura 9: Domanda e conusumo giornaliero e stagionale nella regione EUMENA

intuizione non solo sia corretta, ma anche come la corre-lazione naturale di sole e vento sia favorevole da un pun-to di vista energetico. Per capire la disponibilità di energia elettrica nel tempo, è necessario guardare ai cambiamen-ti giornalieri così come alle variazioni stagionali.

La Figura 9 mostra un giorno medio estivo e uno inver-nale nella regione EUMENA in termini di domanda e offerta energetica, in una risoluzione oraria. In una gior-nata, il sole e il vento si combinano bene: meno energia eolica è nel sistema durante le ore di sole di mezzo- giorno, quando la domanda è alta. Comunque, durante queste ore, l’energia solare è in grado di fornire l’energia elettrica necessaria. Su una scala stagionale, la produ-zione di energia eolica è maggiore in inverno, mentre quella solare è maggiore in estate.


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1.5

Figura 10: Domanda e consumo giornaliero e stagionale in Europa e nella regione MENA

I ruoli dei singoli stati in questo sistema integrato sono essenziali per capire come un sistema diventi stabile e competitivo. Distinguiamo tra tre tipi principali di stati: super produttori di energie rinnovabili, importatori e stati con produzione di energie rinnovabili che bilan- ciano la domanda interna. Mentre ciascuno di questi tre tipi trae vantaggio dal sistema integrato a vari livelli, tut-ti beneficiano dall’essere parte di un sistema di energia elettrica di ampie dimensioni e sostenibile. Allo stesso tempo, i loro ruoli complementari fanno sì che si crei una situazione di fiducia reciproca, in cui nessuno sta-to sia dipendente dall’altro, ma, al contrario, ogni stato dipende dal sistema nel suo complesso.

> Super produttori. Sono quegli stati con ottime dota-zioni di risorse rinnovabili e una domanda relativamente scarsa. Di conseguenza, hanno un potenziale di ener-gie rinnovabili non costoso che consentirebbe un livello significativo di esportazioni. Esempi di super produttori sono, nel Sud, il Maghreb e la Libia e, nel nord, la Nor-vegia. I super produttori beneficiano dell’integrazione del sistema in due modi: da una ampia industria di esportazione di elettricità proveniente da fonti rinnova-bili e dall’abbondanza di capacità in eccesso di energia rinnovabile (comparata al carico domestico) come mezzi per assicurare il loro approvvigionamento sicuro in qualsiasi momento dell’anno.

La Figura 10 rivela che la buona combinazione di do-manda, sole e vento mostrata nella Figura 9 è il risultatodella complementarietà di domanda e offerta nella re-gione MENA e in Europa. Mentre in Europa il carico è più alto in inverno che in estate, il contrario è vero per la regione MENA dove condizioni meteorologiche più estreme prevalgono durante l’estate calda, al contra-rio del freddo inverno nelle aree europee. Allo stesso tempo, mentre la produzione eolica è più alta in inverno in Europa, è stabile durante tutto l’anno nella regione MENA. A causa della sua incredibile dotazione solare, la regione MENA può offrire all’Europa l’energia elettrica di cui ha bisogno durante l’estate, seguendo la curva di do-manda giornaliera con l’aiuto dello stoccaggio di energia consentito dalla tecnologia CSP. La disponibilità di gene-razione attraverso il gas è strettamente limitata dal tetto comune alle emissioni per la regione MENA e l’Europa. La marcata allocazione in Europa della produzione elet-trica da gas non solo assicura un sistema energetico ben funzionante; è anche la ragione del 40% di riduzione dei costi marginali della riduzione delle emissioni nocive.


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> Importatori. Sono quegli stati con una domanda ele-vata e uno scarso potenziale di energie rinnovabili che possa rispondere a questo bisogno. Questo gruppo di stati include Germania, Italia e, sebbene in misura meno pronunciata, anche Francia e Turchia. Questi stati impor-tano energia rinnovabile durante tutto il giorno e tutto l’anno per assicurarsi un approvvigionamento energe-tico economico e sostenibile. Beneficiano non solo del vantaggio di costo dell’elettricità importata, ma anche dell’allocazione ottimizzata della restante produzione di energia dal gas convenzionale. Dal momento che il gas, e quindi il tetto alle emissioni (in un quadro in cui questo limite sia comune), sono collocati dove sono maggior-mente necessari, gli stati con limitate risorse rinnovabili possono usare più gas che in un sistema isolato.

> Gli equilibratori. Hanno livelli di domanda e dota-zione di risorse rinnovabili che sono proporzionali l’una all’altra. Includono Egitto, Arabia Saudita, Siria, Spagna, il Regno Unito e la Danimarca. Come già accennato, una valutazione dei potenziali di energia rinnovabile non deve essere solo basata sul costo medio di produzione dell’elettricità (LCOE) ma anche sulla corrispondenza tra questi potenziali e la domanda energetica da soddisfare in qualsiasi punto della giornata. Questo è uno dei motivi per cui anche gli equilibratori traggono vantaggio dal si-stema: costruiscono una capacità di energia rinnovabile fino al punto in cui è economicamente vantaggioso per coprire la maggior parte del loro carico domestico. Sod-disfare la parte rimanente della domanda con energie rinnovabili domestiche diventa meno vantaggioso, dal momento che l’energia in eccesso verrebbe tagliata. Di conseguenza, questi stati importano energia al bisogno e la esportano quando la loro produzione eccede la do-manda domestica. In questo modo evitano di dover svi-luppare al massimo la loro capacità di produzione, i cui surplus costano cari.

Avendo affrontato i diversi ruoli che gli stati svolgono in un sistema energetico integrato, diventa chiaro che questo sistema è ampiamente interconnesso e ha van-taggi per tutte le parti che partecipano. Questa affida-bilità reciproca e interdipendenza è una delle ragioni per cui un sistema energetico integrato e sostenibile au-menta la sicurezza dell’approvvigionamento energetico non solo da un punto di vista tecnico ma anche politico e geopolitico.

Desert Power contribuisce alla sicurezza dell’approvvi-gionamento energetico in diversi modi. In primo luogo, la maggior parte degli stati europei e della regione MENA al momento si affida alle importazioni di combustibili

fossili per la loro elettricità. Desert Power facilita la tran-sizione della regione ad un sistema pulito e basato sulle energie rinnovabili. Questa transizione renderà que-sti paesi indipendenti dai combustibili fossili e dai loro prezzi imprevedibili: in un sistema di energia sostenibile con più del 90% di energia rinnovabile, meno del 7% dei costi di sistema sono costi del combustibile. Pensiamo solo che oggi, negli impianti a gas quasi il 70% dei costi sono costi per il combustibile, negli impianti a carbone il 30% e in quelli nucleari circa il 15%. In questo modo, un’esposizione ridotta a prezzi volatili renderebbe i prezzi per l’elettricità più stabili, fungendo quindi da base per un’economia più stabile e competitiva.

Un sistema integrato rende possibile anche un’offerta energetica più diversificata per tutti i paesi. Gli impor-tatori in Europa, per esempio, comprano energia da diversi stati; al contrario di oggi, non ci sarebbe un solo esportatore che coprirebbe più di un 10% del fabbiso-gno energetico europeo. Inoltre, l’appartenenza ad un comune sistema, farebbe sì che importatori ed espor-tatori si fidino reciprocamente. Gli esportatori in Nord Africa, per esempio, si affidano agli importatori in Euro-pa per gli effetti equilibratori che ha la capacità europea di gas. Cambiando il paradigma attuale dominante per andare verso un sistema elettrico basato sulle energie rinno-vabili, Desert Power dà un importante contributo per l’autosufficienza energetica dei paesi nella regione EU-MENA. In un sistema integrato, anche gli importatori in Europa offriranno più energia elettrica nel 2050, più di quanto non facciano oggi. Senza questo cambio di para-digma, gli effetti negativi della dipendenza da combusti-bili fossili peggioreranno per la regione EUMENA nel suo complesso, per gli importatori dei combustibili fossili in particolare. Un sistema integrato EUMENA, dall’altro lato, incoraggerà una transizione che beneficia tutte le parti, promuove un’affidabilità reciproca nella regione e ha il potenziale di andare al di là del settore energetico. Un tale aumento della cooperazione con le regioni vi-cine è già un target esplicito della politica energetica europea10.

10 Si veda per esempio il comunicato della Commissione Europea La politica energetica dell’UE: coinvolgere partners al di là dei nostri confini (2011), che sottolinea l’importanza di una partnership energetica tra l’UE e il Sud del Mediterraneo, con un’attenzione particolare per le energie rinnovabili


LE pROSpEttivE DiDESERt pOwER

Come disse Niels Bohr, fisico e Premio Nobel, “le predizioni sono

difficili, specialmente sul futuro”.

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Figura 11: Scenari valutati sul livello di integrazione del sistema EUMENA

Analizzare la struttura di un sistema energetico costruito per includere più di un 90% di rinnovabili tra 40 anni nel futuro è un processo necessariamente soggetto ad ampie incertezze su molti dei propri presupposti. L’unico modo per affrontare queste incertezze è di analizzare le cosiddette sensitività, o prospettive, per mostrare come i risultati cambino con parametri modificati.

Oltre agli Scenari Interconnesso e di Riferimento, ab-biamo analizzato un totale di 16 ulteriori prospettive in materia di offerta energetica nella regione EUMENA nel 2050, si veda la Figura 11. Coprono un ampio range di fattori che possono essere rilevanti per l’attrattività del sistema energetico integrato.


Figura 12: Importazione europee nette e capacità di interconnessione

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Le sensitività sono state raggruppate in tre categorie. La prima categoria, Cambi di Paradigma, è dedicata a quattro percorsi sostanzialmente differenti per dare forma al sistema elettrico del domani. Tra tutte queste sensitività, lo Scenario Interconnesso Domanda Debole è di particolare importanza. Le altre sensitività mostra-no cosa succederebbe se la società riuscisse a stabilire prerequisiti favorevoli per un sistema energetico inte-grato e sostenibile nella regione EUMENA. Questi undici scenari sono stati raggruppati in base alla loro influenza sull’attrattività di un sistema energetico EUMENA inte-grato. Ora riassumiamo le conclusioni generali e sottoli-neiamo i dettagli chiavi dell’analisi di sensitività.

Il messaggio principale dall’analisi di questi differenti casi non potrebbe essere più chiaro: l’integrazione della rete elettrica nel Mediterraneo assume un valore im-portante in tutte le condizioni prevedibili. Anche nello Scenario Emissioni di CO₂ Illimitate, con un mix ener-getico dominato dal carbone e dalle emissioni di CO₂ 2,5 volte più alte dei valori attuali, un totale di 35GWNTC viene realizzato attraverso le capacità di interconnes-sione tra l’intera ampiezza Est-Ovest del Mediterraneo, si veda la parte destra della Figura 12. In tutti gli scenari che prevedono un tetto alle emissioni, è ottimale sotto un profilo dei costi la costruzione di almeno 86 GWNTC di

interconnessione mediterranea. Almeno 301TWh nettidi Desert Power sono esportati dalla regione MENA all’Europa, si veda la parte sinistra della Figura 12.

Lo Scenario Interconnesso Domanda Debole assume che l’Europa riesca a mantenere la porzione della sua domanda di energia elettrica allo stesso livello della produzione di energia elettrica su scala industriale atti-va oggi, risultato possibile grazie a misure di efficienza energetica o attraverso la generazione decentralizzata di energia rinnovabile e il suo stoccaggio. Questo scenario mostra come, anche con un 40% di domanda inferiore ai 4900TWh per anno per la regione EUME-NA, vengono costruiti 114 GWNTC di interconnessione e 548 TWh di esportazioni annuali nette all’Europa sono ottimali da un punto di vista dei costi. Questo scenario quindi mostra che il risparmio energetico e la produ-zione di energia elettrica decentralizzata, da una parte, e l’integrazione dei sistemi elettrici dell’area EUMENA, dall’altra, non si escludono a vicenda ma si complemen-tano l’un l’altro di buon grado. Lo Scenario Interconnes-so Domanda Debole è anche lo scenario con i costi più bassi di tutti i casi analizzati, incluso lo Scenario Emis-sioni Diossido di Carbonio Illimitate, che è più caro di €97 miliardi annuali.


Sarebbe un enorme passo avanti nella giusta direzio-ne se l’Europa riuscisse a sfruttare ad alti livelli il suo migliore potenziale di risorse rinnovabili, anche in aree normalmente non ritenute adatte per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili. Uno scenario ba-sato su questo presupposto, chiamato Alto Tasso di Sfruttamento Territorio Europeo, significherebbe per esempio che la Germania da sola installerebbe 180GW di eolico on-shore in metà dei siti eolici potenziali con-siderati più favorevoli. Il risultato è che la soluzione ot-timale da un punto di vista dei costi in questo scenario include all’incirca 700TWh di esportazioni annuali nette dalla regione MENA all’Europa. Così, massimizzando l’efficacia delle installazioni in energia rinnovabile non si eliminerebbero i benefici delle importazioni di Desert Power. Invece, entrambi gli sforzi si dovrebbero com-binare per ottenere l’approvvigionamento migliore di energia elettrica per la regione EUMENA.

Le tecnologie solari ed eoliche hanno costantemente soddisfatto o ecceduto le aspettative per quel che riguarda la riduzione dei costi e la crescita del mercato. Sfor-tunatamente, non si può dire lo stesso per l’estensione della trasmissione della rete elettrica in Europa. Non-ostante tutti gli sforzi per superare questa grande sfida nel costruire i sistemi elettrici del futuro, sembra pru-dente analizzare l’impatto di Estensione Rete Ritardata. Già i presupposti di costo nello Scenario Interconnesso

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Figura 13: Capacità di produzione e di interconnessione, Scenario Estensione Rete Cara e Ritardata

sono basati sull’assunzione che dal 2050, il 50% di tutta la trasmissione installata via terra sarà costituita da cavi elettrici sotterranei HVDC. Questa previsione tiene conto degli aumenti di costi relativi alle questioni legate all’ap-provazione pubblica di linee elettriche aeree. Lo Scenario Estensione Rete Ritardata presuppone che nessuna connessione tra due stati nella regione EUMENA possa superare i 20GWNTC. Questa assunzione limita severamen-te i più appetibili interconnettori sub-mediterranei, se fac-ciamo un paragone con lo Scenario Interconnesso. Ad ogni modo, questo non ha nessun impatto sulla rete elettrica in Europa, eccezion fatta per la connessione tra Spagna e Francia. Nello Scenario Estensione Rete Cara e Ritardata, viene mantenuto il limite dei 20GWNTC e il costo delle lineedi trasmissione aumenta del 50%, oltre ai costi ritenuti realistici dagli esperti del settore. Questo causa solo un minimo calo nella capacità dell’interconnettore attraverso il Mediterraneo, da 157GWNTC a 138GWNTC. Il risultato in questo scenario è che qui, gli interconnettori sub-mediter-ranei non usati sino al massimo della loro capacità nello Scenario Interconnesso, sono espansi sino al massimo consentito. Si rimpiazzerebbe così la capacità di importazione persa, si veda la Figura 13. In altre parole, l’attrattività di Desert Power non dipende dall’uso di specifici intercon-nettori. Invece, tutti gli interconnettori possono sostan-zialmente contribuire ad abbassare il costo dell’energia sostenibile in Europa.


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Un altro ben noto ostacolo alla diffusione più rapida delle tecnologie di energia rinnovabile sono i fondi ne-cessari per la costruzione di questo tipo di impianti, ad alto impiego di capitale. Il finanziamento di questi impianti dipende dalla percezione di rischio tra gli in-vestitori, che chiedono più ampi ritorni di capitale per investimenti in rinnovabili e in stati in via di sviluppo. Lo Scenario Costo Elevato di Capitale MENA analizza l’impatto di un 9% annuo di costi medi ponderati del capitale per le installazioni degli impianti nella regione MENA, mentre lo standard 7% annuo è sufficiente per l’Europa. Nonostante l’effetto dei più alti costi di capita-le nella regione MENA sull’attrattività di Desert Power, rimangono 847TWh (80%) delle esportazioni annuali nette dello Scenario Interconnesso. Per cui, anche se gli investimenti nell’energia rinnovabile della regione MENA continuano ad essere considerati ad alto rischio, le ragioni per credere in un sistema integrato nell’area EUMENA rimangono forti.

Nucleare e CCS11 sono spesso considerati opzioni alter-native per la decarbonizzazione del settore energetico. Diventa quindi importante esaminare il rapporto tra queste tecnologie e le energie rinnovabili. Il risultato di uno Scenario Nucleare/CCS mostra come un 55% di tut-ta l’energia elettrica sia prodotta da fonti rinnovabili e che 301TWh di importazioni di Desert Power all’Europa sono una scelta ottimale sotto un profilo di costi. Inoltre né il nucleare, né il CCS sono economicamente compe-titivi se paragonati alle fonti rinnovabili in tutto il Nord Africa, che continua ad affidarsi ad un mix di energia solare ed eolica.

Nonostante il loro limitato impatto sul sistema, la con-clusione degli scenari Impatto Debole rimane comun-que molto rilevante: l’attrattività del sistema integrato EUMENA e di Desert Power per l’Europa non dipendo-no dalla prospettiva che le tecnologie possano o meno ridurre i propri costi ai livelli preventivati. Allo stesso tempo, l’impatto dello stoccaggio di energia quotidiana economica con impianti di accumulo non è rilevante. In conclusione, nello scenario Cooperazione Massimalenessun limite minimo è imposto nei valori di auto-pro-duzione. L’impatto limitato che ha la rimozione di queste restrizioni mostra come l’atteggiamento cauto di molti stati verso le importazioni di elettricità abbia solo un effetto molto circoscritto sul valore di Desert Power. Lo scenario No NREAPs sottolinea che l’attuale politica Eu-ropea sulle rinnovabili non è in forte contrasto con l’idea di Desert Power anche se, certamente, non è ottimale sotto un profilo dei costi.

Date le solide ragioni per credere in Desert Power, nell’ampio quadro di prospettive considerate, la pros-sima domanda si concentra ovviamente su quello che serve per far sì che questa visione si trasformi in realtà.

11 Carbon Capture and Storage


Oltre a questa strategia di lungo periodo, la Dii sta svi-luppando strategie a livello dei singoli stati, i cosiddetti country studies, strategie che a loro volta costituiranno la base per i concreti Progetti di Riferimento. Questi country studies presentano analisi sui luoghi, sulle reti elettriche, sugli aspetti regolamentari, di mercato e socio-economici che sono decisivi per il successo delle fonti rinnovabili nei singoli stati MENA. La prospettiva di lungo periodo di Desert Power 2050 assicura che questo focus di breve e medio periodo contribuisca ad un sistema elettrico soste-nibile nella regione EUMENA.

Nel settore dell’energia elettrica, il 2050 è a due cicli di investimenti. Quindi, le scelte politiche intraprese oggi determineranno se sia possibile incamminarsi verso un sistema sostenibile. Con il prossimo studio, Desert Power 2050: Getting Started, la Dii vuole formulare raccomandazioni sulle tecnologie appropriate e le scelte politiche che devono essere fatte oggi.

Desert Power 2050: Getting Started offrirà una pro-spettiva ravvicinata sulla tecnologia e sulla geografia dei primi gigawatts di Desert Power che porteranno ai centinaia di gigawatts mostrati in questo studio. Valu-teremo anche le azioni necessarie nelle reti elettriche e nelle interconnessioni tra l’Europa e la regione MENA. Questa analisi ha lo scopo di offrire un input per i piani di sviluppo dei prossimi dieci anni, come quelli della Eu-ropean Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E).

Inoltre è cruciale mostrare come questi prerequisiti tecnici per Desert Power possano essere implementati politicamente. In Desert Power 2050: Getting Started, la Dii modellerà l’impatto di diversi schemi di supporto nel tempo per assicurare che possano offrire valore agli azionisti. Questa analisi quantitativa sarà combinata con una valutazione qualitativa della concreta possibilità po-litica di questi meccanismi di supporto. Allo stesso tem-po, queste due analisi, sfoceranno in raccomandazioni concrete e fattibili per i politici di oggi.

Entrambe le parti di Desert Power 2050 riflettono la con-vinzione della Dii che Desert Power non riguarda solo l’elettricità. Per questo fine, Desert Power 2050: Getting Started presenterà i risultati della valutazione socio-economica della Dii. Non solo Desert Power produrrà elettricità stabile e ad un costo accessibile, chiave per la crescita economica, ma potrebbe creare fino da un milione di posti di lavoro da qui al 2050. Capire gli effetti che Desert Power potrebbe avere sul PIL e sul mercato del lavoro è un altro input per i politici, input su cui la Dii sta lavorando. Raggiungere l’obiettivo di un sistema di energia elettrica EUMENA integrato e sostenibile richiederà gli sforzi di tutti gli stati coinvolti. Oggi, possiamo scegliere di fare il primo passo verso un mercato comune per l’elettricità da fonti rinnovabili nell’area EUMENA. E’ la visione che la regione EUMENA auto-produca la propria energia elettrica, sostenibile e non costosa, per le prossime ge-nerazioni.

cONcLUSiONi: è ORA Di iNiziARE

Desert Power 2050 dimostra il perchè l’obiettivo di un sistema di

energia elettrica integrato e sostenibile nella regione EUMENA sia

importante.

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Figura 14: La piramida strategica della Dii

Italiano 07/2012

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Desert Power...Desert Power 2050 | Dii GmbH Desert Power 2050 La regione del Medio Oriente e Nord Africa (MENA, secondo l’acronimo inglese) e l’Europa hanno entrambe bisogno di