Analisi di supporto allo Strategia Energetica Nazionale: lo Scenario Energetico Intermedio

M. Gaeta, M. R. Virdis

Al fine di fornire primi elementi di discussione nella preparazione della Strategia Energetica Nazionale, l’ENEA, con il supporto di RSE ed ISPRA, ha quantificato, tra gli altri a supporto del Ministero dello sviluppo economico, uno scenario energetico, con il modello tecnico-economico TIMES_Italia28, utile alla definizione dei contenuti e obiettivi della SEN29: lo Scenario Intermedio.

Lo scenario è stato costruito in maniera da essere coerente con il quadro delle politiche Europee su clima ed energia all’orizzonte 2030 ed in particolare con la prima bozza del Clean Energy Package nella prospettiva di una progressiva de-carbonizzazione dell’economia nazionale. Dunque lo scenario mira ad ottenere una evoluzione del sistema energetico che rispetti gli obiettivi comunitari che si presumono saranno vincolanti per l’Italia, in particolare:

 Riduzione al 2030 delle emissioni dei gas serra del 33% rispetto al 2005 dei settori non-ETS (che si traduce nel modello nella riduzione della sola CO2 al 2030 sui principali settori energetici non-ETS di poco più del 36%30 rispetto al 2005)

 riduzione dei consumi finali di energia dal 2021 in poi dell’1,5% annuo come indicato sulla bozza della nuova direttiva dell’efficienza energetica31, usufruendo dei criteri dell’ Art. 7 comma 3 della direttiva EED per l’individuazione del minimo risparmio energetico.

In questa prima fase esplorativa si è scelto di non imporre un obiettivo sulla quota di rinnovabili, ma di lasciare che tale quota venga determinata dal modello come risultato degli altri due vincoli suddetti.

Un’analisi di scenario richiede la definizione di uno scenario di riferimento. Questo agisce come un benchmark che tiene conto nel lungo termine di azioni e politiche già definite ed implementate in un determinato sistema e serve come termine di confronto per valutare gli effetti di uno scenario alternativo, spesso uno scenario“di policy”. Uno scenario di riferimento, di seguito chiamato scenario “Base”, costruito su ipotesi omogenee con quelle dello scenario

di riferimento della Commissione Europea (EUref201632) è stato elaborato nel 2016 da un gruppo di lavoro di

27 _{Faiella e Mistretta, 2014 “Gli effetti della riduzione delle quotazioni del greggio sulla spesa energetica e sull’attività economica”} Questioni di economia e finanza, Banca d’Italia, n. 279.

28 _{“Il modello energetico Times-Italia. Struttura e dati”, Rapporto Tecnico ENEA-RT-2011-09, ISSN 0393-3016,}

http://opac.bologna.enea.it:8991/RT/2011/2011_9_ENEA.pdf 29

Durante la fase di analisi della SEN è stato istituito presso il Mise un Gruppo di lavoro tecnico (tavolo scenari) composto dai rappresentanti delle seguenti amministrazioni: MISE, MATTM, ENEA, ISPRA, RSE, GSE e Politecnico di Milano. La quantificazione dello scenario energetico/emissivo/elettrico è stata effettuata da esperti di tre Istituti di ricerca pubblici (ENEA, ISPRA, RSE). 30 _{Indicazioni fornite da ISPRA}

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Proposta di direttiva che modifica della direttiva 2012/27/Ue sull’efficienza energetica - Presentata dalla Commissione UE il 30 novembre 2016 (COM(2016)761 final)

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EU Reference Scenario 2016 - Energy, Transport and GHG Emissions: trends to 2050. Report prepared for the European Commission, DG Energy, DG Climate Action and DG Mobility and Transport. July 2016. Gli scenari energetici della Commissione

64 scenaristi italiani (ENEA, ISPRA, PoliMi e RSE) nell’ambito del Tavolo Decarbonizzazione dell’Economia coordinato dalla

Presidenza del Consiglio. Nella definizione dello scenario di riferimento si è partiti dal presupposto che gli obiettivi vincolanti già adottati dall’UE per il 2020 vengano raggiunti e che tutte le politiche energetiche già concordate a livello comunitario e degli Stati membri entro il dicembre 2014, siano implementate. Il calo delle quote emissive per i settori ETS è stato esteso al 2030.

Entrambi gli scenari sono costruiti sulla base di ipotesi di evoluzione di variabili esogene che guidano la crescita della domanda di energia nei vari settori. Per agevolare il confronto dei risultati con quelli emersi dagli strumenti europei, sono stati utilizzati dati socio- e macro-economici di input (PIL, popolazione, prezzo dei combustibili e della CO2 ETS) coerenti con quelli dello scenario EUref2016 (Tabelle 21 e 22).

Negli scenari Base il prezzo della CO2 per il settore ETS è esogeno ed è un risultato dello scenario EUref2016. Invece neello scenario SEN Intermedio tale prezzo è stato mutuato dallo scenario di policy EUCO3033,34, quantificato, come il precedente, col modello PRIMES.

Nella proiezione del sistema energetico dello Scenario Intermedio di decarbonizzazione emerge una significativa riduzione dei consumi primari rispetto allo scenario Base, circa 10 Mtep. Questa evoluzione è guidata dalla contrazione del 10% dei consumi di combustibili fossili al 2030 rispetto al Base, riduzione pari al 16% rispetto al dato registrato nel 2015. L’obiettivo di efficienza energetica primaria è determinato rispetto ai valori del precedente scenario di riferimento EUref2007 elaborato in occasione della preparazione del pacchetto clima-energia 20-20-20. I dati di EUref2007 sono stati messi in discussione dalla crisi economica cominciata nel 2008 in seguito alla quale sono crollati i consumi energetici di molti Paesi tra cui l’Italia, ma restano il riferimento ufficiale per gli obiettivi di efficienza energetica. In termini di obiettivi di efficienza energetica al 2030 lo scenario Intermedio presenta una riduzione del 39% rispetto allo scenario EUref2007.

Europea sono elaborati con l’ausilio di un sistema modellistico il cui nucleo centrale è costituito dal modello PRIMES dell’E3Lab dell’Università di Atene. Il PRIMES rappresenta il sistema energetico dei 28 paesi europei.

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SWD/2016/247 final. Impact Assessment to the Proposal for a Regulation on binding annual greenhouse gas emission reductions

by Member States from 2021 to 2030 … 34

SWD(2016) 418 final PART 3/4 Impact Assessment to the Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council

on the promotion of the use of energy from renewable sources (recast)

Tabella 3.21 – Evoluzione di popolazione e PIL in Italia, tassi medi annui

2015-20 2020-25 2025-30

Popolazione 0,3% 0,3% 0,3%

PIL 1,37% 1,18% 1,19%

Fonte: EU Reference Scenario 2016

Tabella 3.22 – Evoluzione del prezzo delle commodity energetiche

Prezzi Internazionali dei combustibili (€'13 per boe) 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Petrolio 37,6 48,6 62,6 48,2 75,0 85,1 93,8

Gas (NCV) 26,2 32,5 39,5 38,8 48,3 52,2 56,8

Carbone 10,4 13,7 16,7 11,5 14,3 17,1 20,5

Fonte: EU Reference Scenario 2016

Tabella 3.23 – Evoluzione attesa del prezzo della CO2 nel settore ETS

Carbon value (€'13/ t of CO2) 2010 2015 2020 2025 2030 Settore ETS Scenario Base 11,2 7,5 15,0 22,5 33,5

Settore ETS Scenario SEN 11,2 7,5 15,0 22,5 27,0

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Mentre il settore elettrico vede la penetrazione di una quota sempre maggiore di fonti rinnovabili, riscontrabili anche nel fabbisogno primario (+26.5% rispetto al 2015), la principale causa di riduzione dei combustibili fossili è da ricercare nell’efficienza energetica nei settori di uso finale. L’analisi mostra che esistono importanti opportunità in tutti i settori di impiego per contrarre in modo sostanziale la domanda di energia: l’evoluzione nello Scenario Intermedio evidenzia, infatti, la fattibilità, per il nostro sistema energetico, di una riduzione dei consumi finali di poco più di 9 Mtep rispetto all’evoluzione Base.

Seppur in misura diversa, la riduzione dei consumi finali è conseguibile grazie ad uno sforzo in tutti i settori finali anche se è guidata dal settore Civile con circa 6.5 Mtep di risparmio energetico al 2030. Tale riduzione sarebbe imputabile in primo luogo agli usi termici (riscaldamento, produzione di acqua calda ed usi cucina), che nell’evoluzione di Base sono responsabili di oltre i ¾ del fabbisogno energetico del settore per l’intero periodo di analisi.

E’ bene ricordare che la ripartizione della riduzione dei consumi energetici è il frutto della scelta di ottimizzazione del modello utilizzato che si trova ad operare su uno scenario Base che assume già un forte efficientamento dell’industria guidato dall'ETS per cui ulteriori risparmi di questo settore assumono costi marginali significativi. Nonostante questa considerazione, nello scenario Intermedio il settore industriale ricorre a ulteriori miglioramenti dei processi industriali e delle tecnologie connesse (motori elettrici ad alta efficienza, illuminazione a LED, sistemi di cogenerazione, e soprattutto recupero dei cascami termici dai processi).

Figura 3.10 – Evoluzione dell’Energia Primaria (Mtep)

Fonte: Elaborazione ENEA

14 13 13 13 10 9 69 ₅₇ 54 53 _{51 45} 68 55 57 _{54 56} 51 23 26 31 _{30 31} 33 4 4 3 _{3 3} 2 178 156 158 _{154 151} 141 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

BASE Interm BASE Interm

2010 2015 2020 2030

Mtep

Net import elettrico Rinnovabili Gas nturale Prodotti Petroliferi Carbone

Energia Primaria

Figura 3.11 – Evoluzione dei consumi finali (Mtep)

Fonte: ENEA 26,0 27,1 26,3 32,5 32,0 _27,6 18,2 19,0 16,8 40,4 40,7 38,5 117 121 118 119 112 119 ₁₀₉ 0 20 40 60 80 100 120 140

Base Interm Base Interm Base Interm

2015 2020 2025 2030 Mtep Trasporti Terziario Residenziale Industria Consumi finali

66 L’effetto combinato dell’obiettivo di riduzione dei consumi dell’1.5% all’anno con l’obiettivo -33% di riduzione

emissioni nei settori non ETS spinge il sistema verso interventi che soddisfano entrambi i vincoli. Gli interventi e le opzioni tecnologiche per la decarbonizzazione necessitano però di adeguate forme di incentivazione a causa dei rilevanti costi e investimenti, che in una evoluzione tendenziale senza vincoli non sarebbero altrimenti presi in considerazione. Nell’evoluzione Base è già incluso un miglioramento delle prestazioni medie dei dispositivi d’uso finale, per effetto di innovazione tecnologica, fattori di mercato e standard di prestazione minimi (certificazioni di prodotto, ecolabeling, etichettatura energetica, prestazioni minime degli edifici) che permette di ridurre le intensità dei consumi energetici ma che non è sufficiente per soddisfare i vincoli emissivi a cui deve sottostare il settore non- ETS.

Nel settore Civile, in particolare, un importante sforzo di riqualificazione energetica degli edifici e degli impianti di riscaldamento costituisce il principale intervento per soddisfare gli obiettivi di efficienza e decarbonizzazione. Circa 4.5 Mtep di risparmio al 2030 sono imputabili agli interventi integrati, con forti miglioramenti delle prestazioni medie del sistema edificio–impianto, conseguibili per l’effetto combinato della diffusione di impianti ad alta efficienza e di interventi sull’involucro, sia nell’edilizia privata che pubblica.

Secondo l’evoluzione dello scenario Intermedio, la crescente richiesta di “servizi elettrici” ipotizzata, viene più che compensata, rispetto al caso Base, dal miglioramento delle prestazioni medie delle appliances (in particolare climatizzatori ed elettrodomestici): e questo nonostante la diffusione di nuove tecnologie elettriche per gli usi termici (pompe di calore e cucine elettriche) conduca ad un nuovo aumento del fabbisogno di elettricità.

Nello scenario intermedio sono inclusi ambiziosi obiettivi in termini di diffusione nei trasporti di combustibili alternativi in particolare GNL35 e biometano che aiutano verso il soddisfacimento di vincoli emissivi o ambientali ma non nella riduzione del fabbisogno di energia. Nello Scenario Intermedio si può invece ridurre il fabbisogno energetico con la diffusione di veicoli ibridi, il miglioramento delle prestazioni dei veicoli ad alimentazione tradizionale, e lo shift ipotizzato di parte della mobilità passeggeri verso il trasporto collettivo. In questo senso, favorire l’intermodalità attraverso il potenziamento del trasporto pubblico locale, migliorandone l’offerta, aumentandone l’affidabilità e garantendo livelli di prestazioni elevati, rappresenta una delle leve di intervento di maggior interesse nel settore per l’abbattimento delle emissioni.

Lo scenario Intermedio, come detto prima, non considera obiettivi vincolanti in termini di fonti rinnovabili. Dalle analisi effettuate si evince che gli obiettivi di efficienza energetica e di decarbonizzazione per il settore non-ETS possono essere raggiunti con una quota di fonti rinnovabili sui consumi finali lordi pari al 25.2%, ma si ricorda che nel recente documento SEN in consultazione l’Italia intende superare tale quota e raggiungere una penetrazione minima di fonti rinnovabili del 27% al 2030.