Analisi dei drivers di sviluppo del fotovoltaico in Italia

ENERGIA FOTOVOLTAICA

1.1. Storia del fotovoltaico ......................................................................................... 4

1.2. Opzioni attuali, crescita e costi del fotovoltaico ................................................. 5

1.3. Vantaggi del fotovoltaico e possibili soluzioni ai suoi limiti ............................ 9

Capitolo secondo

IL FOTOVOLTAICO IN ITALIA

2.1 Il percorso italiano ........................................................................................... 12

2.2 Politiche di incentivazione ................................................................................ 14

2.2.1 Quadro istituzionale ................................................................................ 15

2.2.2 Costituzione del GSE .............................................................................. 15

2.2.3 Il programma “Conto Energia” ............................................................... 16

Capitolo terzo

ANALISI DEI DRIVERS DI SVILUPPO REGIONALE

DEL FOTOVOLTAICO

3.1 Dati e specifiche del modello di analisi ............................................................ 21

3.2 Stima dei risultati .............................................................................................. 24

3.3 Confronto con alcuni articoli di letteratura ....................................................... 35

CONCLUSIONI ........................................................................................................ 40

RINGRAZIAMENTI .................................................................................................. 41

BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 42

SITOGRAFIA ............................................................................................................ 45

INTRODUZIONE

I modelli di produzione e consumo di energia hanno subìto cambiamenti significativi

negli ultimi decenni. Dal lato dell’offerta, sebbene i combustibili fossili siano ancora

le fonti più importanti, è in corso la transizione alle energie rinnovabili; molti Paesi

hanno infatti sviluppato massicciamente sistemi di generazione di energia fotovoltai-

ca: a titolo esemplificativo, sia in Germania che in Italia la quota di consumo di elet-

tricità soddisfatta nel 2016 dall’energia solare è risultata pari al 6%. A livello mon-

diale, la capacità installata è aumentata da 6 GW nel 2006 a 70 GW nel 2011 e fino a

303 GW entro il 2016: un aumento sia collegato che determinante per il migliora-

mento delle prestazioni e dell’efficienza, in virtù del progresso tecnologico e delle

economie di scala.

Gli incentivi politici, come gli schemi di tariffa incentivante (FIT), hanno svolto un

ruolo significativo nel promuovere le applicazioni fotovoltaiche. In Italia infatti, a se-

guito dell’introduzione nel 2005 del regime tariffario feed-in, il numero di installa-

zioni fotovoltaiche è aumentato rapidamente, passando da 7 MW nel 2006 a oltre 16

GW a fine 2012, anno in cui le tariffe FIT sono state poi ridotte in modo significativo

per cercare di conformarle alla decrescente tendenza dei costi reali del fotovoltaico:

basti pensare che all’ingrosso un tradizionale modulo fotovoltaico in silicio cristallino

1

costa ora circa 0,50 una cifra che si è ridotta in modo significativo in un perio-

€/Wp,

do relativamente breve (circa il 70% dall’inizio del 2011) grazie agli sviluppi produt-

tivi e tecnologici del settore.

Tuttavia, a partire dal 2013 la capacità fotovoltaica installata in Italia ha registrato so-

lo una piccola crescita, pari al 2% annuo. Una varietà di fattori, dal sociale (ad es.

istruzione, Urban e Scasny, 2013) all’economico (ad es. aumento dei costi

d’installazione, Zhang e altri autori, 2011) e agli incentivi politici (ad es. detrazioni

fiscali, Sardianou e Genoudi, 2013), sono stati evidenziati in letteratura per spiegare i

driver e gli ostacoli alla diffusione di questa nuova tecnologia; sulla base di uno stu-

dio analogo, la presente tesi si propone di analizzare le determinanti

dell’assorbimento di fotovoltaico nelle venti regioni italiane. Tale analisi è importan-

te per due motivi: in primo luogo, la disponibilità di energia solare varia in base alla

posizione (altitudine) e al tempo (ora del giorno/stagione); in secondo luogo,

un’analisi basata su grandi set di dati, anziché su un numero limitato di osservazioni,

può produrre risultati più certi per comprendere i modelli e i fattori di sviluppo del

fotovoltaico all’interno del nostro Paese. In particolare, la ricerca evidenzia che in

Italia i fattori chiave per l’assorbimento del fotovoltaico sono rappresentati

dall’investimento e dai risparmi finanziari, piuttosto che dal reddito: i consumatori

con elevate esigenze di energia elettrica sono i primi ad adottare tale tecnologia, il

che denota la loro comprensione degli aspetti economici delle tariffe fotovoltaiche.

Il documento è organizzato come segue: il primo capitolo fornisce una breve pano-

ramica della tecnologia fotovoltaica e della sua diffusione a livello mondiale; nel se-

2

condo capitolo è descritto il percorso italiano in tale ambito; il terzo capitolo espone

dapprima dati e metodologia dell’analisi di sviluppo regionale del fotovoltaico e met-

te a confronto poi i risultati ottenuti con quelli già esistenti in letteratura; infine,

l’ultima parte è dedicata alle conclusioni. 3

Capitolo primo

ENERGIA FOTOVOLTAICA

1.1. STORIA DEL FOTOVOLTAICO

La produzione di energia solare fotovoltaica è ormai da lungo tempo considerata una

tecnologia a energia pulita che attinge alla fonte di energia rinnovabile più abbondan-

te e ampiamente distribuita del pianeta: il Sole. La produzione di energia fotovoltaica

impiega pannelli solari composti da un determinato numero di celle solari contenenti

materiale fotovoltaico semiconduttivo.

Il termine “fotovoltaico” deriva dal greco phōs che significa “luce” e da “volt”

(l’unità di forza elettromotrice) che a sua volta deriva dal cognome del fisico italiano

Alessandro Volta, inventore della batteria (cella elettrochimica).

L’effetto fotovoltaico, vale a dire il processo di conversione della luce (fotoni) in

elettricità (tensione), fu osservato già nel 1839 dal fisico francese Alexandre Edmund

Becquerel e fu oggetto di indagine scientifica all’inizio del XX secolo; ma, di fatto,

l’introduzione del primo dispositivo fotovoltaico in grado di produrre una quantità di

energia utilizzabile si ebbe solo nel 1954 quando gli scienziati statunitensi del Bell

4

Labs scoprirono che il silicio (un elemento presente nella sabbia) creava una carica

elettrica quando esposto alla luce solare.

Ben presto le celle solari vennero usate per alimentare satelliti spaziali e oggetti più

piccoli come calcolatrici e orologi, tanto che la crisi energetica degli anni ‘70 vide

l’inizio di un grande interesse nell’uso del fotovoltaico per produrre elettricità nelle

case e nelle imprese, ma i prezzi proibitivi (quasi 100 volte superiori al prezzo cor-

1

rente) resero allora impraticabili le applicazioni su larga scala. Negli anni successivi

però gli sviluppi del settore e la ricerca hanno reso l’energia solare più accessibile che

mai, dando così inizio a un ciclo di produzione in aumento e costi in continua decre-

scita ancora oggi.

1.2. OPZIONI ATTUALI, CRESCITA E COSTI DEL FOTOVOLTAICO

Il costo del fotovoltaico è diminuito drasticamente perché il settore ha aumentato la

produzione e migliorato in modo incrementale la tecnologia con nuovi materiali. Le

celle solari tradizionali sono fatte di silicio, di solito sono piatte e generalmente sono

le più efficienti, ma hanno costi di produzione più elevati. Le celle fotovoltaiche di

seconda generazione sono chiamate celle solari a film sottile perché sono costituite da

strati di materiali amorfi di silicio o non silicio (come il tellururo di cadmio) spessi

solo pochi micrometri e, grazie alla loro flessibilità, possono essere utilizzate come

tegole sui tetti, facciate di edifici o vetrate per lucernari. Le celle solari di terza gene-

Tratto da REN21, p. 21. I dati in dettaglio, dal 2011 al

1 The First Decade: 2004-2014, 10 Years of Renewable Energy Progress,

2016, saranno illustrati nel paragrafo seguente. 5

Figura 2.4. Evoluzione dei prezzi all’ingrosso dei moduli fotovoltaici cristallini (€/Wp ), 2011-2016

4

2,00

1,80

1,60

1,40

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00 mar-11 mar-12 mar-13 mar-14 mar-15

set-11 set-12 set-13 set-14 set-15

dic-10 dic-11 dic-12 dic-13 dic-14 dic-15

giu-11 giu-12 giu-13 giu-14 giu-15 mar-16 giu-16 dic-16

set-16

Germania Giappone, Corea Cina

Fonte: http://www.pvxchange.com/priceindex

1.3. VANTAGGI DEL FOTOVOLTAICO E POSSIBILI SOLUZIONI AI SUOI

LIMITI

Deutsche Bank aveva già previsto nel 2014 una “seconda corsa all’oro” per

l’industria fotovoltaica: evidentemente, una quantità ragionevole di esposizione sola-

re in tutto il mondo rende l’energia fotovoltaica un’opzione attraente in quasi ogni

Stato. Oltretutto i pannelli solari hanno un basso impatto ambientale perché non pro-

ducono alcun inquinamento atmosferico, idrico o acustico, possono essere riciclati fi-

no al 95% e hanno anche minori rischi per la sicurezza rispetto alle centrali nucleari e

In ambito fotovoltaico il watt picco (Wp) viene usato per indicare la potenza erogata da un modulo fotovoltaico o da una cel-

4

la fotovoltaica se sottoposti alle condizioni standard di:

irraggiamento di 1,00 kW/m ;

2

• temperatura di cella di 298,15 K (ovvero 25 °C);

• Sole a 0,841 rad dallo zenit.

•

Informazioni tratte da https://it.wikipedia.org/wiki/Watt_picco.

9

a combustibili fossili; inoltre, con maggiori opportunità di lavoro nella comunità in

virtù dell’installazione e della manutenzione (con garanzie da 20 a 25 anni), i benefici

5

ambientali sono solo un vantaggio . Investimenti tradizionali e finanziamenti innova-

tivi rendono poi questa risorsa disponibile agli investitori di tutti gli ambienti socioe-

conomici. Infine, mentre molte altre opzioni rinnovabili non sono ancora affidabili

come unica fonte di energia, un sistema fotovoltaico standard da 3 kW può fornire fi-

no a tre quarti del consumo energetico di una famiglia media.

Tuttavia, vi sono anche importanti limiti che storicamente hanno impedito all’energia

fotovoltaica di diventare un’importante fonte di energia. Innanzitutto, le tecnologie

esistenti hanno dei rendimenti molto bassi rispetto agli altri impianti di produ-

zione; mentre ad esempi