Il Mercato dell'Energia Elettrica

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INTRODUZIONE 
 
 
 
 
La vita, un miracolo dell‟universo, è comparsa circa 4 miliardi di anni fa, e noi, esseri umani, 
soltanto 200 mila anni fa, eppure, siamo riusciti a sconvolgere l‟equilibrio che è 
indispensabile alla vita stessa. Sul Pianeta, una persona su 4, continua a vivere come vivevano 
i suoi simili 6 mila anni fa: l‟unica energia è quella fornita dalla natura, stagione dopo 
stagione, è il modo in cui vivono 1 miliardo e mezzo di persone, più della popolazione di tutti 
i Paesi “ricchi”. Ma l‟aspettativa di vita è breve e il duro lavoro non da tregua, gli imprevisti 
della natura pesano sull‟esistenza quotidiana. Dopo aver contato solo sulla propria forza per 
tanto tempo, l‟umanità scoprì un modo per attingere all‟energia sepolta nelle profondità della 
Terra: carbone, gas e soprattutto petrolio. Con il petrolio alcuni hanno conosciuto un 
benessere senza precedenti, e in 50 anni la Terra è cambiata più radicalmente che in tutte le 
generazioni precedenti dell‟umanità. Negli ultimi 60 anni la popolazione della Terra è quasi 
triplicata, più di 2 miliardi di persone si sono trasferite nelle città, più il mondo si sviluppa più 
cresce la sete di energia. La Nigeria è il maggior esportatore di petrolio dell‟Africa, eppure il 
70% della sua popolazione vive sotto la soglia di povertà; la stessa cosa succede in tutto il 
mondo, la metà dei “poveri” del Pianeta, vive in Paesi ricchi di risorse. Il nostro sviluppo non 
ha mantenuto le sue promesse, in 50 anni il divario tra “ricchi” e “poveri” è aumentato come 
non mai, oggi metà della ricchezza mondiale è nelle mani del 2% della popolazione più 
agiata, questa è la causa degli spostamenti di intere popolazioni di cui non abbiamo ancora 
compreso la portata. 
In pochi decenni, il carbonio che rendeva l‟ambiente invivibile e che la natura ha catturato in 
milioni di anni permettendo alla vita di svilupparsi, è stato di nuovo rilasciato nell‟aria; 
l‟atmosfera si sta riscaldando. Trasporti, industrie, deforestazione, agricoltura, le nostre 
attività scaricano gigantesche quantità di anidride carbonica nell‟aria e, senza accorgercene, 
abbiamo sconvolto l‟equilibrio climatico della Terra.  
La crescita dei consumi energetici a ritmi fino a un secolo fa inimmaginabili ci ha permesso di 
raggiungere un livello di benessere materiale che non ha precedenti. La stessa 
globalizzazione, fondata sulle reti fisiche di trasporto e sulle reti digitali dell‟informazione, è 
legata inestricabilmente alla disponibilità di energia. Eppure la società moderna è alla ricerca 
di una fonte accessibile e inesauribile di energia. I combustibili fossili, che oggi coprono 
l‟80% circa del fabbisogno energetico del Pianeta, sono una risorsa che presto o tardi si 
esaurirà. Inoltre, il loro utilizzo comporta l‟emissione di sostanze inquinanti nocive alla salute 
dell‟uomo e degli ecosistemi. I processi di combustione continuano poi a liberare enormi 
quantità di anidride carbonica, che contribuiscono significativamente all‟effetto serra e ai 
cambiamenti climatici. 
L‟avvenire dell‟energia e dell‟ambiente in cui viviamo sono intimamente e profondamente 
legati a tutta la nostra vita economica e sociale. Certamente il problema dell‟energia e del suo 
impatto sull‟ambiente è un problema di enorme complessità, che può apparire a tratti confuso. 
Ma è proprio per questo che dobbiamo tenere desta la nostra attenzione e utilizzare tutto il 
nostro ingegno se vogliamo continuare a utilizzare appieno l‟energia che ha reso così 
confortevole, lunga e ricca la nostra esistenza e contemporaneamente lasciare alle generazioni 
future un ambiente e un pianeta in condizioni simili a quelle in cui noi lo abbiamo trovato e 
garantire a tutti gli uomini un futuro sostenibile.
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Le aspettative di vita della popolazione dei Paesi occidentali sono cresciute costantemente 
nell‟ultimo secolo e non sono mai state così alte nella storia dell‟umanità grazie al 
miglioramento dell‟alimentazione, delle cure sanitarie, del confort di vita: tutto questo non 
sarebbe stato possibile senza un accesso facile e a basso costo all‟energia, ormai ritenuto un 
diritto inalienabile di tutti gli abitanti della Terra. Tenuto conto della limitatezza delle fonti 
energetiche attualmente disponibili e dei problemi ambientali generati dall‟uso dei 
combustibili fossili, la vertiginosa crescita della domanda energetica sta ponendo le basi per 
quella che rappresenta senza dubbio la più grande sfida che l‟umanità si trova ad affrontare e 
che dovrà aprire le porte a nuove forme di produzione e presumibilmente anche di 
organizzazione sociale a livello planetario. 
Tutte queste argomentazioni, mi hanno colpito e hanno fatto crescere in me la voglia di 
comprendere realmente il funzionamento del mercato dell‟energia elettrica in tutte i suoi  
diversi aspetti, e il desiderio di analizzare i dati provenienti dallo sfruttamento delle diverse 
fonti di energia per capire in che direzione sarebbe preferibile rivolgere i nostri sforzi 
economici e intellettuali.  
 
Intorno alla metà degli anni ‟90 il nostro Paese, come tutta l‟Europa occidentale, ha 
conosciuto un periodo di profonde trasformazioni che si collocano nel contesto del processo 
di integrazione e sviluppo economico dei Paesi membri dell‟Unione Europea. Tali 
trasformazioni relative alla disciplina giuridica delle attività economiche, hanno perseguito 
come obiettivo centrale il cosiddetto “Liberalismo economico”, inteso come libera 
concorrenza tra gli operatori economici e pari opportunità di accesso al mercato, che dovrebbe 
garantire un‟ottimizzazione dell‟offerta dei beni prodotti e, dunque, il conseguimento di un 
maggior benessere generale. Infatti l‟attività di gestione e distribuzione dell‟energia elettrica 
in Italia, è sempre stata di tipo monopolistico e affidata, quindi, ad operatori pubblici o solo 
formalmente privati. La riforma del settore elettrico italiano si deve al Decreto Legislativo 16 
marzo 1999, n. 79, attuazione della direttiva 96/92/CE recante norme comuni per il mercato 
interno dell‟energia elettrica (cosiddetto Decreto Bersani). Il decreto ha liberalizzato le attività 
di produzione, importazione ed esportazione, acquisto e vendita di energia elettrica. In questo 
contesto ci sono diverse organizzazioni che prendono parte al mercato dell‟energia elettrica e 
il cui scopo è, appunto, garantire la corretta concorrenza e promuovere ed incentivare le fonti 
rinnovabili. 
 
I principali attori del mercato elettrico italiano sono: 
 
Autorità per l’energia elettrica e il gas (AEEG)   
Autorità indipendente di regolazione alla quale è affidata la funzione di garantire la 
promozione della concorrenza e dell‟efficienza del settore elettrico e del gas. 
 
Gestore dei servizi elettrici – GSE S.p.A. 
Il Gestore dei Servizi Elettrici ha un ruolo centrale nella promozione, nell‟incentivazione e 
nello sviluppo delle fonti rinnovabili in Italia. Azionista unico del GSE è il Ministero 
dell‟Economia e delle Finanze. Il GSE è capogruppo delle due società controllate AU 
(Acquirente Unico) e GME (Gestore del Mercato Elettrico). 
 
Gestore del mercato elettrico (GME) 
E‟ la società per azioni costituita dal GSE alla quale è affidata la gestione economica del 
mercato elettrico secondo criteri di trasparenza e obiettività, al fine di promuovere la
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concorrenza tra i produttori assicurando la disponibilità di un adeguato livello di riserva di 
potenza. In particolare il GME gestisce il Mercato del giorno prima dell‟energia, il Mercato di 
Aggiustamento, il Mercato dei servizi di dispacciamento ed il Mercato dei Certificati Verdi. 
 
Terna – Rete Elettrica Nazionale S.p.A. 
E‟ la società responsabile in Italia della trasmissione e del dispacciamento dell‟energia 
elettrica sulla rete ad alta e altissima tensione su tutto il territorio nazionale. Terna è una 
società per azioni quotata in Borsa dal 2004. 
 
AU Acquirente Unico 
Società per azioni costituita dal GSE, alla quale è attribuito il compito di garantire la 
disponibilità di energia elettrica necessaria per far fronte alla domanda di tutti i clienti che non 
sono nel mercato libero, attraverso l‟acquisto della capacità necessaria di energia e la 
rivendita della stessa ai distributori, a condizioni non discriminatorie e idonee a consentire 
l‟applicazione di una tariffa unica nazionale per i clienti. A tal fine l‟AU può acquistare 
energia elettrica sulla borsa elettrica o attraverso contratti bilaterali. 
 
Produttori 
Si tratta delle persone fisiche o giuridiche che generano energia elettrica indipendentemente 
dalla proprietà dell‟impianto. L‟attività è completamente liberalizzata. 
 
Grossista 
Persona fisica o giuridica che acquista e vende energia elettrica nei Paesi dell‟Unione 
Europea, senza esercitare attività di produzione, trasmissione e distribuzione. 
 
Distributori 
Il Ministero dello Sviluppo Economico rilascia alle aziende di distribuzione le concessioni 
relative all‟attività di distribuzione, ovvero al trasporto e la trasformazione dell‟energia 
elettrica su reti di distribuzione a media e bassa tensione per le consegne ai clienti finali.         
I distributori sono responsabili della realizzazione degli allacciamenti, dell‟attivazione della 
fornitura e di tutti i lavori sulla rete o sugli impianti richiesti dal cliente. 
 
Clienti idonei 
Persona fisica o giuridica che ha facoltà di stipulare contratti di fornitura con qualsiasi 
fornitore di propria scelta (produttore, distributore, grossista). Dal 1 luglio 2007 tutti gli utenti 
sono clienti idonei. 
 
Questo lavoro ha come oggetto l‟analisi del mercato dell‟energia elettrica e dei trade-offs fra 
le varie fonti di energia che sono a disposizione oggi in tutto il mondo.                              
Nello specifico, il presente lavoro si articola in questo modo. 
 
Nel primo capitolo, dopo aver dato nozioni sull‟energia elettrica e sulle grandezze fisiche che 
servono a misurarla, seguirà un‟analisi di tutte le tipologie di centrali per la produzione di 
energia elettrica, mettendo a confronto, oltre ai diversi rendimenti, quelli che sono i vantaggi 
e gli svantaggi per ogni tipo di impianto. Inoltre, verranno analizzati i dati di produzione e di 
consumo riferiti all‟anno 2009 in Italia, in funzione della tipologia di fonte rinnovabile o non 
rinnovabile utilizzata. A chiusura del capitolo verrà data una definizione di Borsa Elettrica e 
verrà spiegato quali sono i mercati che la costituiscono, e come essi vengono organizzati e
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gestiti dal GSE, per arrivare a definire come vengono calcolate le componenti di costo della 
bolletta dell‟energia elettrica allo stato attuale. 
 
Nel secondo capitolo verranno analizzati le principali forme di incentivazione per le energie 
rinnovabili: i Certificati Bianchi o Titoli di Efficienza Energetica, i Certificati Verdi, il 
meccanismo delle Tariffe Onnicomprensive, il Ritiro Dedicato, lo Scambio sul Posto, il 
nuovo Conto Energia e il meccanismo di incentivazione degli impianti solari termodinamici e 
degli impianti di cogenerazione. 
 
Nel terzo ed ultimo capitolo, nel primo paragrafo verranno messi a confronto i dati di 
produzione, consumi, importazioni ed esportazioni di energia elettrica dei principali Paesi 
dell‟Unione Europea e del mondo. Di seguito, nel successivo paragrafo, verranno dati alcuni 
esempi di progetti sviluppati seguendo delle regole di efficienza energetica , edifici, quartieri 
o intere città che attraverso l‟uso di nuove tecnologie di gestione delle risorse sono 
all‟avanguardia nello sviluppo sostenibile. Un approfondimento particolare verrà fatto sulle 
Smart Grids, le reti intelligenti di gestione della produzione e dei consumi di energia elettrica; 
queste reti saranno analizzate, settore per settore, attraverso uno schema concettuale fornito 
dal National Institute of Standards and Technology. Infine, nell‟ultimo paragrafo, verranno 
prese in esame alcune delle nuove tecnologie in fase di studio e sperimentazione per aprire 
ulteriori prospettive di sostituzione dei combustibili fossili.
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CAPITOLO PRIMO 
 
SISTEMI DI PRODUZIONE 
             
1.1  L’energia elettrica 
 
L‟energia elettrica è una fonte di energia secondaria, ovvero ottenuta artificialmente mediante 
la trasformazione di altre forme presenti in natura che vengono denominate primarie e che si 
classificano, a seconda della quantità di risorsa disponibile, in rinnovabili e non rinnovabili. 
Il processo di trasformazione avviene all‟interno di centrali elettriche che si caratterizzano per 
due aspetti importanti che sono la potenza, cioè l‟energia per unità di tempo che una centrale è 
in grado di erogare, e il tipo di combustibile che, convertito, consente di ottenere energia 
elettrica. 
Tra le forme di energia utilizzate in modo preponderante, spicca quella elettrica per molti 
motivi tra i quali la facilità di trasporto anche a grandi distanze con mezzi relativamente 
semplici ed economici, la facilità di trasformazione sia sotto forma di calore, sia di luce sia di 
lavoro e la molteplicità appunto dei suoi impieghi. L‟unica vera difficoltà è legata al modo in 
cui la si conserva; infatti gli accumulatori sono ingombranti, costosi, pesanti e di scarsa 
capacità.  
Analizzerò in seguito i vantaggi e gli svantaggi dei differenti sistemi di produzione da un 
punto di vista economico ma anche con uno sguardo alla possibilità di ottenere energia pulita 
favorendo fonti rinnovabili e sistemi innovativi. 
 
 
1.1.1 Grandezze fisiche e misure dell’energia elettrica 
 
L‟energia potenziale elettrica è una forma di energia legata a campi e forze di origine 
elettromagnetica, ovvero che coinvolge il movimento di cariche elettriche; la quantità di 
lavoro (energia) che può essere erogata da un certo sistema nell‟unità di tempo viene invece 
denominata potenza. In altri termini la potenza è la velocità alla quale il sistema è in grado di 
scambiare e trasformare l‟energia. 
L‟unità di misura della potenza è il Watt(W) che corrisponde al lavoro di 1 Joule in un 
Secondo. La potenza elettrica P , o potenza istantanea, di un determinato circuito elettrico è 
data dalla relazione P=V×I , quindi  è il prodotto della tensione (differenza di potenziale 
elettrico che si verifica agli estremi di un conduttore) per l‟intensità della corrente (quantità di 
cariche elettriche che passano nell‟unità di tempo nella sezione del conduttore). 
Come misura dell‟energia elettrica è convenzionalmente usato il Wh (Wattora) che è definito 
come l‟energia fornita in un‟ora dalla potenza di un W. Quindi un wattora corrisponde a 3600 
joule (1 Wh = 1W × 3600 s = 3600 Ws =3600 J); il simbolo del Wh non va inteso come la 
composizione delle due unità di misura ma come simbolo unico a cui si sono aggiunti i vari 
multipli e sottomultipli (chilowattora, megawattora, gigawattora, terawattora, ecc.) 
Quindi il wattora misura una quantità di energia, mentre il watt misura una potenza, ovvero 
un‟energia applicata per un intervallo di tempo di un secondo (1watt = 1joule/1 secondo).
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1.1.2 Principali tipologie di centrali elettriche 
 
I combustibili fossili (petrolio, gas naturale, carbone) non costituiscono una fonte rinnovabile, 
dal momento che le riserve di combustibile sono limitate. Si può però ricavare energia 
elettrica da altri fonti, quelle rinnovabili come nelle centrali geotermiche, e nelle centrali 
solari. L‟utilizzo dell‟energia nucleare da fissione non è invece considerata propriamente 
rinnovabile in quanto l‟Uranio 235 utilizzato non è una risorsa disponibile in quantità elevate. 
 
 
 Centrali termoelettriche 
 
Il principio di funzionamento delle centrali termoelettriche è il seguente: un elemento 
combustibile (derivati del petrolio, carbone o gas, ma anche biomassa, biogas o rifiuti) viene 
bruciato in modo da sviluppare calore; questo calore viene trasmesso a una caldaia nella quale 
circola acqua ad alta pressione, questa acqua viene così trasformata in vapore raggiungendo 
temperature elevate. Il vapore viene convogliato verso le turbine a vapore nelle quali esso si 
espande convertendo il proprio contenuto entalpico in energia meccanica. In fine l‟energia 
meccanica dell‟albero in rotazione delle turbine viene trasformata in energia elettrica tramite 
alternatori posti sull‟albero stesso. 
Questo tipo di impianti fornisce oggi la maggior parte dell‟energia elettrica prodotta 1. Sono 
caratterizzati da valori del rendimento utile (rapporto fra la potenza utile e la potenza termica 
assorbita) compresi tra 0.4 e 0.45 e, tra gli impianti di produzione di potenza, sono quelli che 
forniscono la maggior potenza utile, essendoci realizzazioni da 100 MW sino a 2 GW. 
Un‟evoluzione è rappresentata dalle centrali a ciclo combinato, ciclo ottenuto mediante 
aggiunta di un gruppo turbogas ad un impianto a vapore preesistente, in cui i gas di scarico 
della turbina a gas, estremamente caldi, vengono a loro volta utilizzati per scaldare l‟acqua e 
portarla a evaporazione. Questo tipo di impianti hanno rendimenti maggiori di quelli 
tradizionali, che arrivano anche al 60%.
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VANTAGGI: queste centrali erogano grandi potenze, centinaia o migliaia di MW e 
costituiscono la base della capacità produttiva dell‟energia elettrica in quanto vengono tenute 
in funzione per lunghi periodi di tempo perché danno il massimo rendimento in regime di 
produzione costante. 
In generale si costruiscono centrali termoelettriche in grado di bruciare un solo tipo di 
combustibile per sfruttarne la massima efficienza, ma esistono anche impianti in grado di 
utilizzare diversi tipi di combustibile. In realtà oggi in Italia le policombustibili sono 
abbastanza diffuse. 
 
SVANTAGGI: i residui della combustione generano una quantità elevata di prodotti 
inquinanti come i fumi, l‟articolato fine, gli ossidi di zolfo e azoto e gli idrocarburi, che 
possono essere dispersi nell‟ambiente. I processi tecnologici più avanzati hanno fatto sì che 
molte misure per l‟abbattimento di tali prodotti fossero implementate nelle centrali, rendendo 
queste emissioni meno dannose. Inoltre esistono un insieme di normative che regolano e 
                                                 
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M. Napolitano, P. De Palma, G. Pascazio,(2010) Impianti e turbine a vapore