Newsgroup: it.discussioni.auto
Titolo: Il sistema elettrico italiano cosa offre OGGI


 
A pagina 3 troviamo una tabella del parco esistente (ed ancora
mi riferisco ai valori "netti" a disposizione della rete):
 
Eolico             10,6795 GW
Fotovoltaico       20,8653 GW
Idroelettrico      22,5411 GW
Geotermoelettrico   0,7672 GW
Termoelettrico     61,5818 GW
 
Non faccio la somma, perche' non ha alcun significato, sia perche'
le varie tecnologie non possono generare quando si vuole, sia
perche' mai potremo avere tutte le centrali in linea (anche il
termoelettrico ha fermi programmati per manutenzione, senza
dimenticare i guasti).
 
Quello di cui invece potremo fare la somma e' la generazione
mediamente attesa da ogni centrale elettrica per arrivare al
massimo generabile in un anno in Italia se c'e' la richiesta.
A partire da oggi, su due piedi.
 
Possiamo presumere ragionevolmente che eolico, fotovoltaico e
geotermoelettrico siano spremuti al massimo, quindi possiamo
prendere i valori di generazione nella prima tabella come valori
"pratici" di massima producibilita' (quello del geotermoelettrico
nel 2019 e' stato di 5,6888 TW·h, un po' meno del 2018).
 
Quindi poniamo l'attenzione sul termoelettrico. A pagina 32 il
censimento al 31 dicembre 2019 (potenza efficiente netta):
 
motori a combustione interna fino a 25 MW  1'157,4 MW (gasolio)
motori a combustione interna oltre 25 MW     108,3 MW (olio di palma)
turbine a gas                              2'652,9 MW
turbine a vapore                          10'713,3 MW
ciclo combinato (turbine gas+vapore)      21'378,0 MW
turbina a espansione                         177,8 MW
altro genere fino a 25 MW                     72,3 MW
a celle di combustibile fino a 25 MW           0,2 MW (sic!)
 
Ci sono poi a pagina 34 gli impianti di cogenerazione (oltre ad
elettricita' producono calore per riscaldamento e usi industriali):
 
motori a combustione interna fino a 50 MW  3'548,3 MW (gasolio)
turbine a gas                              1'004,6 MW
turbine a vapore                              zero MW
ciclo combinato (turbine gas+vapore)      18'264,3 MW
turbine altre tecnologie                   2'504,2 MW
a celle di combustibile fino a 25 MW           0,2 MW
 
A pagina 20 del primo documento che ho linkato, quello della
produzione, troviamo i dati di produzione per tecnologia:
 
motori a combustione interna                4,4572 TW·h
turbine a gas                               1,2231 TW·h
turbine a vapore                           21,0458 TW·h
ciclo combinato (turbogas+turbovapore)     56,4186 TW·h
a celle di combustibile fino a 25 MW        0,0001 TW·h
-------------------------------------------------------
totale netto elettrico puro                83,1448 TW·h
 
in funzionamento in cogenerazione:
 
motori a combustione interna               17,2606 TW·h
turbine a gas                               5,1442 TW·h
ciclo combinato (turbogas+turbovapore)     74,7212 TW·h
altro a vapore                              6,4764 TW·h
a celle di combustibile fino a 25 MW        0,0004 TW·h
-------------------------------------------------------
totale netto elettrico puro               103,6029 TW·h
 
Totale termoelettrico                     186,7476 TW·h
 
manca qualcosa per arrivare ai 193,0058 TW·h della prima
tabella (forse il geotermico ?), ma non e' rilevante.
 
Questi sono tutti dati reali, la situazione al 31 dicembre
2019 per quanto riguarda le installazioni a disposizione
dell'Italia. Per non tediarvi con un esame completo, mi
limitero' ad una sola tecnologia, quella di maggiore
presenza in Italia: il ciclo combinato. Il totale
installato tra elettrico pure e cogenerazione, e relativa
produzione, e' di:
 
Elettrico puro: 21'378,0 MW (56,4186 TW·h)
Cogenerazione:  18'264,3 MW (74,7212 TW·h)
 
e gia' cosi', a colpo d'occhio, i piu' attenti avranno notato
che un maggiore installato come elettrico puro ha generato
meno elettricita' della cogenerazione. Vediamo di spiegare il
mistero. Ogni tecnologia ha un suo "fattore di capacita'"
che potremo definire "la capacita' di produrre energia elettrica
in tutto l'anno tenendo conto della fonte, dei fermi per
manutenzione e imprevisti vari".
 
Per esempio, il fotovoltaico puo' produrre elettricita' solo
quando splende il Sole, cosi' il fattore di capacita' annuo
medio si agira intorno al 20% perche' nell'altro 80% delle
ore non c'e' abbastanza Sole ovvero e' notte.
 
Una centrale termoelettrica ha un fattore di capacita' molto
altro, che arriva fino al 90% (valore tipico nelle centrali
nucleari, dove si tende ad usarle il piu' possibile).
Una centrale a ciclo combinato e' un caso speciale di
centrale termoelettrico piuttosto complesso, e quindi un
tipico fattore di capacita' si agira intorno all'80%.
 
Ma vediamo come e' messa la realta' italiana.
 
Terna non ci vuole dire il fattore di capacita' delle varie
tecnologie, e si ferma solo ai consumi specifici di combustibile
(il che ci dice quanto e' efficiente la centrale termoelettrica).
 
Ma, per chi conosce la definizione, e' facile calcolarla. Si
prende la potenza della centrale, la si moltiplica per 24 ore
per 365 giorni (o 366 giorni se il dato di produzione e' di
un anno bisestile) e si usa il risultato come denominatore
sotto la produzione reale misurata.
24 ore per 365 gg fa 8760 ore, quindi i due denominatori
sono:
 
Elettrico puro: 21'378,0 MW x 8'760 = 187'271'280 MW·h = 187,27 TW·h
Cogenerazione:  18'264,3 MW x 8'760 = 159'995'268 MW·h = 160,00 TW·h
 
e i relativi fattori di capacita' per il 2019:
 
Elettrico puro: 56,4186/187,27 = 0,3013 --> 30,13%
Cogenerazione:  74,7212/160,00 = 0,4670 --> 45,70%
 
Questo significa che il grosso del parco termoelettrico italiano
e' fortemente sotto utilizzato ed e' la ragione per cui l'elettricita'
termoelettrica in Italia costa cosi' cara (costo industriale intorno
ai 5 centesimi al kW·h, quando a pieno utilizzo, considerando anche
quanto poco costava il gas, non si dovrebbe superare il centesimo di
euro).
 
La questione e' che non si puo' pagare un operaio di una centrale
termoelettrica "part-time", ovvero i costi fissi di gestione "corrono"
anche quando la centrale e' ferma, da un terzo a meta' delle ore
della giornata, per mancanza di richiesta dalla rete.
 
 
La colpa e' di una programmazione di installazione di fotovoltaico senza
solare termodinamico con accumulo in appoggio, e che non permette di
spegnere un certo numero di centrali termoelettriche onde aumentare il
fattore di utilizzo delle restanti e cosi' ridurre i costi.
E gli operaio di questa "ristrutturazione" non hanno nulla da temere,
perche' le loro competenze nella gestione delle turbine a vapore e'
richiesta anche negli impianti a solare termodinamico. Quindi gli unici
a rimetterci in questa conversione da "n" centrali a ciclo combinato
a solare termodinamico (magari anche usando le stesse macchine, al
limite spostandole se non c'e' abbastanza spazio per il campo solare)
sono i venditori di gas. Invece i posti di lavoro per i tecnici delle
turbine a vapore, aumenterebbero (dato che gli impianti a solare
termodinamico saranno piu' numerose).
 
 
Ma bando alle critiche e andiamo a cosa possono le centrali a ciclo
combinato che abbiamo in Italia al 31 dicembre 2019. Preciso, a
scanso di equivoci, che il fattore di capacita' non e' il rendimento,
che in una centrale a gas arriva al 60% (il rendimento ha a che fare
semmai con il consumo specifico di combustibile), anche se un 50% e'
un valore piu' realistico. Attualmente molti unita' a ciclo combinato
non sono utilizzate al massimo, per esempio negli Stati Uniti abbiamo
un fattore di capacita' medio nel 2019 del 56% (ancora basso, ma
decisamente meglio di quello italiano). Questo e' dovuto al fatto che
spesso le centrali a ciclo combinato vengono "sprecate" per fare
da stampella alle rinnovabili intermittenti. In questa funzione,
vengono utilizzate solo le turbine a gas (la turbina a vapore
resta ferma) e l'efficienza media della centrale crolla al 30%
(quella della sola turbina a gas). Ma non c'e' alcun ostacolo
tecnico affinche una centrale a ciclo combinato possa funzionare
in modalita' "baseline" (cioe' senza alcun fermo, salvo per
manutenzione programmata o guasti) con un 75% di fattore di
capacita' realistico.
 
E qui possiamo gia' fare una ipotesi: non e' che se la domanda elettrica
aggiuntiva causata dalle auto elettriche e' quasi tutta notturna, che
cosi' possiamo dedicare un certo numero di centrali a ciclo combinato
per il servizio "baseline" ovvero 24h/24h, il che significa un
fattore di capacita' reale del 75% (e la massima efficienza del 50%
su tutta la produzione elettrica relativa) ?
Per "spingere" i consumi elettrici per auto elettriche verso le ore
notturne e' sufficiente, trattandosi per la maggior parte di consumatori
domestici, una tariffa opportunamente incentivante, sia in termini di
prezzo dell'energia, che di prezzo della potenza impegnata (come fatto
in Spagna dal 1 giugno 2021). Se ti do' 10 kW di potenza, tra le 24:00
e le 8:00, a pochi euro all'anno di quota fissa, pagando l'energia
pochi centesimi, quanti consumatori domestici resisterebbero ad una
ricarica a potenza media di 10 kW da fare rigorosamente durante
quelle ore che oggi sono di minimo assorbimento dalla rete ?
Tre quarti degli automobilisti hanno almeno un box auto e quindi
l'opzione diventa realistica per milioni di futuri acquirenti di EV
(o chi ha convertito l'auto da motore a pistoni a elettrico).
 
Ma vediamo tutti e due i scenari. Primo scenario, l'aumento dei
consumi per auto elettriche e' in ordine sparso, confuso, quello
che si puo' fare e' arrivare ad un 56% di fattore di capacita', che
significa, sulla base delle potenze censite:
 
Elettrico puro: 21'378,0 MW che rendono 187,27 TW·h * 0,56 = 104,9 TW·h
Cogenerazione:  18'264,3 MW che rendono 160,00 TW·h * 0,56 =  89,6 TW·h
 
L'energia cosi' aggiunta ammonta a:
 
Elettrico puro: 21'378,0 MW --> 104,9 - 56,4 = 48,5 TW·h
Cogenerazione:  18'264,3 MW -->  89,6 - 74,7 = 14,9 TW·h
--------------------------------------------------------
Totale incremento                              63,5 TW·h
 
questo e' quello che puo' dare in piu' in un anno, il solo parco
centrali a ciclo combinato, a partire da oggi, senza altro preavviso.
 
Ma se il passaggio alle auto elettriche e' gestito da ARERA in modo
attento, incentivando e premiando il consumo domestico 24:00-8:00,
allora possiamo accedere al 75% di fattore di potenza:
 
Elettrico puro: 21'378,0 MW che rendono 187,27 TW·h * 0,75 = 140,5 TW·h
Cogenerazione:  18'264,3 MW che rendono 160,00 TW·h * 0,75 = 120,0 TW·h
 
L'energia cosi' aggiunta ammonta a:
 
Elettrico puro: 21'378,0 MW --> 140,5 - 56,4 = 84,1 TW·h
Cogenerazione:  18'264,3 MW --> 120,0 - 74,7 = 45.3 TW·h
--------------------------------------------------------
Totale incremento                             129.4 TW·h
 
La bellezza di 129 TW·h in piu', senza costruire neanche una sola
centrale elettrica. Lo scenario realistico, considerando quanti in
Italia stanno puntando i piedi, anzi sabotando la conversione,
e' una via di mezzo tra +64 e +129 TW·h, ma anche solo +64 TW·h
sarebbe gia' un apporto piu' che sufficiente nei primi dieci
anni, anche avendo gia' 5-6 milioni di auto elettriche.
 
Del resto, con l'auto elettrica, il calcolo e' facile, perche' il
consumo e' in massima parte chilometrico (non c'e' consumo
degno di nota quando l'auto e' ferma ai semafori), quindi se
prendiamo il valore di riferimento di 0,2 kW·h/km e' facile
calcolare che per la percorrenza media italiana di 11'200 km bastano
2'240 kW·h = 2,24 MW·h. Quindi a 6 milioni di vetture sono:
2,24 * 6'000'000 = 13'440'000 MW·h = 13,44 TW·h !!!
 
Ragazzi, le centrali a ciclo combinato esistenti possono sputare
fuori, anche se di fronte una richiesta "disordinata", altri
64 TW·h. e la reale esigenza nei prossimi 10 anni e' meno di 15 TW·h ?
 
Ma questi signori Toyoda da dove prendono la loro compotenza ?
 
Ma sono certo che qualcuno strillera': ma dopo questi primi dieci anni,c
cosa succede ?!!! Risposta: ma avete guardato il PNIEC ? C'e' un piano
di costruzione di nuova potenza rinnovabile che e' impressionante,
ben piu' di quella necessaria per aggiungere altri 100 TW·h per sfizi
vari. Anzi, credo che in futuro si tornera' ad andare in giro con
l'auto solo per svago, per sentire l'aria sul viso, mentre il motore
ronza tranquillo e  il bel paessaggio italiano scorre sotto i vostri
occhi, campi di grano da una parte e l'azzurro del mare dall'altra ...

 occhi, campi di grano da una parte e l'azzurro del mare dall'altra ...
 
E dimenticavo, all'aumentare del fattore di utilizzo delle centrali
a ciclo combinato, diminuisce anche il costo industriale della
elettricita' prodotta ...
 
E tutto questo solo con la parte "ciclo combinato" del parco
elettrico italiano. Ci sono anche i 21 GW di impianti semplici a
vapore da valutare ...