Servizi a Rete TOUR Torino 2017

1. 1

2. Enrico POCHETTINO
Nuovi modelli di interazione tra reti
e vettori energetici
Direttore
Internazionalizzazione e Innovazione
2

3. L’evoluzione dei sistemi energetici e del ruolo di produttori e
consumatori
 Produzione decentralizzata in corrispondenza dei punti di
consumo
 Produzione centralizzata e consumi distribuiti. Le reti,
unidirezionali, collegano produttori a consumatori
 Grande produzione centralizzata, piccola produzione
decentralizzata e consumi distribuiti. Nasce il concetto di
prosumer e le reti diventano bidirezionali
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Nuove Infrastrutture
di rete
Integrazione tra reti
differenti
Microgrid

4. L’evoluzione del parco produttivo nazionale
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Fonte: Terna – Dati storici

5. L’evoluzione del ruolo delle fonti rinnovabili in Italia
5
Evoluzione della potenza
fotovoltaica ed eolica installata
dal 2006 al 2016 (dati provvisori).
La potenza installata nel
2016 è 15 volte quella
installata nel 2006.
Fonte: Terna - Piano di Sviluppo 2017

6. 6
Ruolo attuale e futuro delle fonti rinnovabili non
programmabili (VRE) nei paesi del G20 (2014-2020-
2030)
È previsto un ruolo sempre maggiore delle
rinnovabili non programmabili (Variable
Renewable Energy, VRE) nella produzione di
energia elettrica.
In Italia, secondo IEA ed IRENA, si prevede che
nel 2030 le VRE concorreranno per oltre il
20% della produzione di energia elettrica.
È pertanto necessaria una sempre maggiore
integrazione tra sistemi e reti.
Il ruolo delle fonti rinnovabili sul sistema elettrico mondiale
2014-2020-2030

7. 7
Il TYNDP è sviluppato
dall’associazione di 41 gestori di rete
europei (European Network of
Transmission System Operators for
Electricity – ENTSO-E)
“The EU has set itself the targets,
by 2030, of reducing domestic
greenhouse gas emissions by
40% […], reaching at least 27%
energy savings, [and]at least 27%
renewable energy (RES)
penetration at EU level” (Energy
Union Package)
L’evoluzione del sistema elettrico europeo definito dall’ENTSO-E
Previsioni target al 2030
Fonte: Executive report 2016 ENTSO-E

8. 8
Fonte: Terna
La situazione attuale italiana: aree di criticità della RTN
Aree a maggiore criticità per la sicurezza sulla rete primaria a 400 – 220 kV

9. 9
Mancata Produzione Eolica (MPE) Gennaio-
Novembre 2016 – dati provvisori impianti
connessi rete AT.
Negli ultimi anni si è assistito ad un
aumento della mancata produzione
di energia da fonte eolica.
Fonte: Terna
La situazione attuale italiana: l’esempio dell’eolico
AAT: 400/220 kV - AT: 150/132/60 kV

10. La gestione attuale: il Mercato dei Servizi di Dispacciamento
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CAPACITY MARKET
Programmazione (MSD ex-
ante) e Mercato del
Bilanciamento (MB).
Anno Energia [TWh] * Costo [mld€] *
2016 16 1,32
* Costi e volumi totali 2016 MSD-Ex ante

11. La gestione attuale: il Mercato dei Servizi di Dispacciamento
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LA FASE DI PROGRAMMAZIONE DI MSD («MSD EX-ANTE») RI-PRESENTAZIONE DELLE OFFERTE PER IL TEMPO REALE
(MB)

12. Da MSD per soli produttori a MSD aperto anche a consumatori
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Condizioni necessarie per l’abilitazione al MSD
attuale:
 Impianto di produzione ≥ 10 MVA (rilevante)
 Escluse le fonti non programmabili
 Gradiente minimo di 10 MW in 15 minuti
Condizioni necessarie per l’abilitazione al MSD
futuro:
 Unità Virtuali Abilitate ≥ 10 MW (rilevante)
 Incluse le fonti non programmabili
 Gradiente minimo di 10 MW in 15 minuti
Diventano UVA (punti di dispacciamento per unità virtuali abilitate)
 Rispetto di criteri di localizzazione geografica (provincia)
 Abilitati a servizio asimmetrico (solo a salire o solo a scendere)
 Le UVAC (unità virtuali abilitate di consumo) potranno essere
abilitate a:
 Riserva terziaria di potenza a salire;
 Bilanciamento.
Delibera 5 Maggio 2017 300/2017/R/EEL
Fonte: Ricerca sul Sistema Energetico – RSE

13. 13
Le strade da percorrere per una completa integrazione
Interconnessione tra reti
esistenti di vettori diversi
Sistemi di conversione di
energia elettrica in altri
vettori energetici
Sfruttamento della capacità
residua di altre reti
Gli impianti programmabili
intervengono per compensare
la produzione degli impianti
non programmabili.
Investimenti sulla rete:
 Potenziamenti / espansioni
 Sistemi di accumulo di
energia elettrica
Mercato dei Servizi di
Dispacciamento
Gestione delle risorse a
disposizione

14. Le infrastrutture di rete esistenti
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15. L’integrazione tra le reti: esigenze ed opportunità
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 Massimizzazione dello sfruttamento dei
vettori energetici, riducendo eventuali
sprechi;
 Ottimizzazione del soddisfacimento della
domanda e del match con l’offerta;
 Riduzione degli investimenti per le singole
reti.

16. Le interazioni tra il termico e l’elettrico: il caso delle reti di
teleriscaldamento 1/2
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PrezzoEEMGP[€/MWh]
VolumiEEvenduta[MWh]
Volumi - Centro Nord [MWh] MGP - Centro Nord[€/MWh]
Il sistema Torino
• 3 impianti cogenerativi a ciclo combinato
• 4 siti di caldaie di integrazione e riserva
• 4 siti di stoccaggio calore
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17. Attraverso i sistemi di accumulo, è possibile stoccare calore durante le ore in cui il fabbisogno è
ridotto per renderlo disponibile nelle ore in cui la domanda è elevata o si vuole produrre più energia
elettrica.
Le interazioni tra il termico e l’elettrico: il caso delle reti di
teleriscaldamento 2/2
Termico ed elettrico sono strettamente
correlati – Gli accumuli di calore sono
il trait d’union.
Gli accumuli di calore rendono
possibile la massimizzazione della
produzione di energia elettrica del
ciclo combinato, continuando a
soddisfare la domanda termica delle
utenze.
L’impianto cogenerativo è flessibile
nonostante il vincolo termico.
[€/MWh]
17

18. Altri esempi di integrazione tra reti e vettori
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Accumuli di EE
Vehicle to Grid
Power to Heat
Pompe di Calore
Power to Gas
Elettrolizzatori
Pompaggi
Ricarica veicoli
elettrici
Cicli Rankine
Organici
Accumuli di ET
Turboespansori
Biometano da
fanghi di
depurazione
Biometano per
trazione da fanghi
di depurazione
Vehicle to Grid
INPUT
OUTPUT

19. Un esempio: l’impianto di Prenzlau
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Fonte: Strategueplattform Power to Gas
Impianto di Hybridkraftwerk Prenzlau
Prenzlau - Brandenburg
Stato:
• Pianificazione
• Progettazione
• Costruzione
• In esercizio
Interconnessione tra rete gas, rete elettrica, rete teleriscaldamento ,
mobilità e ciclo rifiuti.
“I drive to my local petrol station and fill up with 50 litres of wind…!!!”

20. Un esempio: il progetto Store&Go
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Progetto H2020
η<55%
Store&Go è un progetto Horizon 2020 che ha l’obiettivo di studiare sistemi di Power-to-Gas.
In Italia, nel Comune di Troia, verrà realizzato un pilota dove, partendo dall’energia da fonte rinnovabile si
produrrà idrogeno, che verrà convertito tramite un processo chimico in metano.

21. Interconnessione delle reti come valorizzazione degli scarti (1/2)
Il biometano da fanghi di depurazione
Gli impianti di depurazione producono
biogas come sottoprodotto del
trattamento biologico dei fanghi.
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• Quota parte del biogas viene
bruciato in caldaie per alimentare il
processo;
• L’eccedenza bruciata in torcia;

22. Biogas
CH4=50-80% | CO2=45-15%
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Interconnessione delle reti come valorizzazione delle
risorse (2/2)
Purificazione e Upgrading
Biometano
CH4=97-98% | CO2=3-2%
Il biometano prodotto può essere adoperato per:
• immissione nella rete gas (in sostituzione del gas
naturale);
• combustibile per autotrazione;

23. Progetto H2020 Pump-Heat
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HRSG~ GT
ST ~
Cond
Cogeneration
&
Warm TES (120°C)
Pow+
Pow+
(optional)
HP
Pow-
Cold TES
(5°C)
Air/Exhausts
Steam
Low temperature heat
High temperature heat
(2)
(2)
(1)
(1)
(1) HP integrated in Power Oriented CC
(2) HP integrated in CHP CC (e.g. DHN)
Installazione di pompe di calore in cicli combinati
cogenerativi e non per aumentare la flessibilizzazione
degli stessi.
Utilizzo di soluzioni Power to Heat a servizio del mercato
elettrico:
- Mercato dei servizi ancillari
- Riduzione degli sbilanciamenti
- Incremento delle rampe
Con l’utilizzo di sistemi di accumulo, è possibile stoccare
il calore / freddo e utilizzarlo quando richiesto
dall’utilizzatore (shift produzione / domanda).

24. 24
Il concetto di Vehicle to Grid (V2G) si fonda
sulla possibilità di creare una sistema
flessibile e dinamico di accumulo elettrico
grazie all’utilizzo bidirezionale dell’energia
stoccata nei veicoli elettrici connessi a
infrastrutture di ricarica dedicate.
Tale sistema, assimilabile ad un prosumer
distribuito, potrà offrire servizi di supporto e
stabilizzazione delle reti elettriche e
diventare un attore dei futuri mercati
elettrici.
Schema del Vehicle to Grid
Vehicle to grid

25. 25
Sviluppo di tecnologie e analisi dei vincoli
regolatori per lo sfruttamento sinergico delle
reti di distribuzione (elettriche, gas e
termiche)
• Modellazione di tecnologie di accumulo e
conversione
• Simulazione di sistemi intelligenti di
gestione automatizzata multigrid
• Creazione di nuovi business model
Progetto H2020 - PLANET

26. GRAZIE
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