Il mercato
I paesi che utilizzano questa fonte di energia acquisiscono due benefici che difficilmente si trovano abbinita: economico ed ambientale.
Stiamo parlando di volume di affari che ha visto l’istallazione di quasi 157,9 Gigawatt nel 2009.
Con il processo di liberalizzazione del mercato elettrico è pienamente giustificata l’aspettativa di ottenere ulteriori benefici dal ricorso all’energia eolica, in termini di diversità e sicurezza dell’approvvigionamento dell’elettricità e stabilità dei prezzi.
L’evoluzione della tecnologia con unità sempre più performanti, le politiche di sostegno dei governi nazionali, una conoscenza sempre più diffusa di questa fonte energetica e una sensibilità crescente verso tutto ciò che è rinnovabile stanno trainando questo settore. E’ estremamente utile per capire quanto questo business globale sia dinamico ricordare che fino al 1998 l’energia prodotta in tutto il mondo da fonte eolica era solo 2000MW e da allora sono stati fatti passi enormi in tute le direzioni. Il prodotto oggi sul mercato non è un prodotto maturo, anzi i produttori e i centri di ricerca privati e pubblici continuano ad esplorare nuove frontiere tecnologiche di produzione di energia eolica cercando di individuare come convertire tutta l’energia contenuta nella vena fluida in energia elettrica.
Gli stati membri dell’IAE (International Energy Agency) hanno riassunto quali sono i benefici associati all’utilizzo della fonte eolica:
1. Emissioni contenute di gas nocivi, ovviamente di CO2 nell’intero ciclo di vita dell’impianto, per unità di energia elettrica generata;
2. Costi dell’energia prossimi a quelli degli impianti termici; 3. Diversificazione energetica;
4. Indipendenza dalle fluttuazioni del mercato dei combustibili;
5. Grandi prospettive industriali ed occupazionali, attraverso la realizzazione dei componenti, del loro assemblaggio, l’installazione degli aerogeneratori, la predisposizione di infrastrutture e l’esercizio e manutenzione degli impianti.
Si è osservati che le aree dotate dei migliori regimi anemologici cono spesso rurali sono spesso spesso rurali, con un basso tasso occupazionale e con esigenze maggiori nel contesto nazionale di sviluppo economico locale. In Spagna questo fenomeno è cominciato e non ancora esaurito; in particolare nella regione della Castilla-Leon sono sorte nuove realtà industriali nel campo della componentistica eolica. In Italia purtroppo si è persa la tecnologia di cui disponevamo degli anni ‘90 con la società Riva Calzoni ed ora non si dispone di nessun produttore referenziato di unità eoliche che possa fare da traino al settore industriale italiano
Diversi sono gli ostacoli che si sono frapposti alla diffusione piena del settore eolico, superati completamente da anni solo da alcune nazioni come Germania, Spagna o Danimarca ma il trend è cambiato e tutte le potenze mondiali hanno elaborato piani per lo sviluppo globale del settore.
Le maggiori difficoltà riguardano i seguenti temi: - Costi
- Politiche governative e stabilità di mercato - Pianificazione di nuovi impianti
- Risorse umane e materiali disponibili - Impatto ambientale.
I costi
Preme osservare che nei costi imputabili alle diverse tecnologie non è mai considerato il costo sociale, cioè i costi collegati ai danni arrecati all’ambiente e alla salute umana dovuti alle emissioni inquinanti di CO2.
Inoltre i meccanismi di supporto all’energia eolica dipendono dal costo dell’energia. In paesi come Norvegia, Nuova Zelanda, Finlandia, Canada ed Australia tale costo è basso per cui gli incentivi in questi casi devono essere importanti per la promozione di tale energia eolica.
Politiche governative e stabilità del mercato
L’andamento del mercato è funzione delle politiche di sostegno attuate dai singoli governi e il suo sviluppo risente della stabilità di tali politiche.
Dal 1996 al 2007 si è avuto un tasso di crescita di energia prodotta da fonte eolica del 26% in media. Tuttavia in quasi tutti i paesi si sono avute pause di sviluppo in coincidenza con il cambio effettivo o ventilato dei meccanismi incentivanti.
Il tipico esempio di tale fenomeno viene dagli Stati Uniti dove la proliferazione dei progetti eolici è correlata all’applicazione della PTC (Production Tax Credit) con oscillazioni sensibili nell’installazione di energia eolica a seconda della promulgazione o meno del provvedimento e del suo periodo di vigenza. Il PLC è un meccanismo legislativo che permette di dedurre dalla tesse un importo di circa 2c€ per ogni KWh generato da fonte eolica.
Pianificazione di nuovi impianti
In molti paesi superare le procedure relative alla costruzione di una centrale eolica è piuttosto difficile e richiede spesso un lasso di tempo variabile da uno a tre anni. Le obiezioni più comuni riguardano l’impatto ambientale, in particolare quello visivo o la più o meno presunta modifica o disturbo all’avifauna.
In molti paesi europei come in Italia molte iniziative falliscono nella fase preliminare in quanto non riescono ad ottenere il consenso alla realizzazione.
In Danimarca alcune regioni hanno raggiunto la saturazione rispetto alla pianificazione spaziale. Per questo motivo i danesi stanno puntando al potenziamento delle macchine esistenti su terraferma, rimpiazzandole con altre tecnologicamente più avanzate e di maggiori dimensioni e potenza.
Limiti imposti dalla rete elettrica
L’integrazione di notevoli quantità di energia elettrica generata da fonte eolica nelle reti i trasmissione è un tema di grande attualità in tutti i paesi che ricorrono a tale fonte di energia.
C’è sicuramente un problema di infrastrutture elettriche sia all’interno del territorio nazionale per allacciare i nuovi impianti alla rete elettrica esistente (poiché come detto sono posizionati spesso in aree periferiche) è un problema a livello internazionale finalizzato a trovare una soluzione che renda più facile l’interscambio di energia fra paesi limitrofi. Oltre ciò c’è un problema più generale di pianificazione delle diverse energie cui ricorre ogni paese, rinnovabili, nucleare, da idrocarburi per assicurare continuità di fornitura alle diverse utenze.
Risorse
La disponibilità di siti con un ottimo regine anemometrico inizia a scarseggiare nei paesi che hanno usato questa risorsa, non solo, ciò vale anche per i siti che hanno condizioni orografiche semplici.
Lo studio dei siti più adeguati per gli impianti eolici porta di conseguenza allo sfruttamento di siti a media o bassa velocità e i costruttori di aerogeneratori stanno di conseguenza progettando e realizzando macchine con efficienze più alte ai bassi regimi.
Impatto ambientale
L’accresciuto interesse verso la diffusione di questa tecnologia nasce non solo dal protocollo di Kyoto ma anche da un diffuso senso di responsabilità sul fronte dei cambiamenti climatici.
L’opinione pubblica prevalente nei paesi europei (Danimarca, Regno Unito, Spagna …..) è favorevole all’installazione di impianti eolici, riconoscendone la elevata valenza ambientale. Allo stesso tempo si prendono in esame anche gli effetti indesiderati connessi alla diffusione di tali impianti.
Uno di questi è l’impatto con le rotte migratorie degli uccelli. La situazione non può essere generalizzata poiché variabile da sito a sito e dalla taglia degli aerogeneratori ma dai pochi rapporti disponibili e resi pubblici si evince che gli impatti casuali sono molto bassi o assenti mentre una buona pianificazione degli impianti può evitare che le centrali siano collocate lungo la rotta migratoria degli uccelli.
Uno studio danese ha mostrato che un Km di aerogeneratori ha effetti paragonabili ad un KM di autostrada ed inferiori ad un Km di linea elettrica ad alta tensione, mentre studi con il radar nell’aera di Tjaereborg (Dk) indicano che gli uccelli evitano gli aerogeneratori spostandosi 100/200 mt prima delle pale.
Tecnologia
Lo sviluppo tecnologico nel corso degli ultimi anni è rivolto soprattutto all’aumento della potenza, al miglioramento dell’efficienza degli aerogeneratori e in minor misura la loro adeguamento alle caratteristiche richieste dagli impianti off-shore.
Attualmente sono disponibili sul mercato macchine commerciali referenziate multi megawatt.
Lo sviluppo di un progetto eolico
La forza del vento può essere utilizzata direttamente come energia meccanica o trasformata in energia elettrica. Il ruolo degli aerogeneratori eolici è quello di riuscire a catturare la massima energia della vena fluida dell’aria e convertirla in elettricità. L’equazione che lega potenza e velocità del vento ha un’importanza economica straordinaria, se si pensa che raddoppiando la velocità del vento l’energia elettrica ottenibile aumenta di 8 volte.
Siccome i ricavi del progetto eolico sono legati alla vendita dell’energia elettrica diventa immediatamente chiaro come la qualificazione del sito del progetto assuma una importanza determinante.
Infatti il funzionamento annuo di un impianto eolico è discontinuo e dipende dalla ventosità del sito. Tipicamente la produzione viene espressa in ore equivalenti, cioè ore in cui la macchina produce a pieno regime o tramite il fattore d’impianto o capacity factor uguale al rapporto fra ore equivalenti di funzionamento e ore dell’anno.
Il progetto presenta un costo d’investimento iniziale predominante rispetto ai costi di esercizio concentrato nella fase costruttiva finale, ma sono necessari alcuni anni per giungere a tale fase del progetto.
Possiamo riassumere le fasi del progetto in 5 macro attività: 1- Qualificazione del sito
2- Espletamento degli iter autorizzativi 3- Costruzione delle opere civili ed elettriche 4- Costruzione dell’impianto eolico
5- Allacciamento dell’impianto.
Il costo di investimento
L’investimento iniziale rappresenta la voce di costo più significativa per analizzare la redditività di una iniziativa nel settore eolico.
Possiamo ipotizzare che circa il 70%dei costi di investimento sia necessario per l’installazione delle macchine eoliche e il residuo per le opere accessorie e le infrastrutture necessarie.
Attualmente il costo specifico per la realizzazione di un impianto chiavi in mano è circa 1,5MM€/MW.
Costi di funzionamento
Le macro spese di funzionamento riguardano sia le spese di manutenzione dell’impianto, i costi amministrativi relativi al pagamento di una royalty al comune, ai proprietari del sito e i costi di assicurazione dell’’impianto.
Dismissione dell’impianto
La vita utile per un aerogeneratore è prevista in 20 anni, dopodiché è necessario rimuovere le macchine installate ed eventualmente in caso di abbandono definitivo del sito vanno tenuti conto i costi di ripristino delle condizioni originarie del sito.
In ogni caso se la risorsa eolica del sito sono buone e dal momento che i dati di ventosità consolidati, è ipotizzabile una sostituzione degli aerogeneratori.
Ricavi dell’energia
Il prezzo di cessione alla rete dell’energia elettrica prodotta è stato regolato da delibere dell’Autorità per l’energia e il gas fino al 2004. Questo valore veniva dall’autorità valorizzato sulla base del costo evitato di combustibili per il cessionario tenuto conto del costo variabile riconosciuto dall’energia elettrica prodotta con impianti a combustibili fossili commerciali. A partire dal 2004 è stata introdotta la “Borsa Elettrica” e anche l’energia elettrica da fonte rinnovabile è stata immessa nel sistema elettrico secondo quanto fissato dal decreto legislativo 387/03 che recepisce la direttiva europea 77/CE/2001 per la promozione della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili.
Gli impianti eolici sono stati incentivati prima attraverso il meccanismo denominato CIP62/92, poi da 1999 con il decreto Bersani attraverso il meccanismo di incentivazione basato sui certificati verdi ed infine sempre con tale meccanismo ma cambiato nei contenuti attraverso la Finanziaria 2007 e 2008.
I certificati verdi sono titoli triennali che attestano la produzione di energia elettrica da FER emessi dal GSE ed attribuiti per gli impianti entrati in esercizio dopo il dicembre 2007 per i primi 15 anni.
Redditività di un’iniziativa eolica
Per stimare i ritorni economici di una iniziativa eolica tipica del contesto italiano, prediamo a riferimento un sito per il quale è stata condotta una campagna anemometrica che ci ha permesso di definire il lay-out come da figura.
I punti rossi indicano le posizioni degli aerogeneratori su una mappa orografica riportante le linee di livello.
Vediamo le ipotesi di lavoro:
Costi di produzione dell’energia eolica:
Impianto Comune XXX Regione YYY
Tipologia di macchine 10 aerogeneratori di taglia 2.5 MW
Potenza complessiva 25MW
Investimento
Turbine Eoliche €25.000.000
Opere Edili €5.000.000
Progettazione esecutiva e costruttiva, fornitura in opera di apparecchiature e loro
accessori, costituenti l’insieme denominato BOP dell’impianto
Sviluppo dell’iniziativa €400.000
TOTALE €37.500.000
Investimento specifico €1.500.000