Prospettive di diffusione dei sistemi fotovoltaici in Italia, un'analisi economica

INTRODUZIONE 
I problemi energetici si stanno facendo ogni giorno sempre più “pressanti”, non 
passa giorno, senza che venga compilato un vero e proprio bollettino di 
“guerra”. 
In questo elaborato intendo dare un quadro generale sulla situazione energetica 
sia nazionale che mondiale. 
In una seconda istanza, valuto le potenzialità delle fonti rinnovabili, in 
particolare considero le applicazioni tecniche del solare, le risposte in merito 
alla produzione di elettricità. 
Nel mondo infatti, questa tecnologia denominata fotovoltaica, è ancora molto 
limitata, ma con alcune significative eccezioni. Col protocollo di Kyoto, si 
sono messe in luce diverse problematiche relative agli effetti dell‟inquinamento 
sul nostro eco sistema, da qui la necessità di ridurre le emissioni 
Le domande che intendo rispondere, in questo elaborato sono: 
 Può la tecnologia fotovoltaica contribuire a ridurre le emissioni? 
 Può la tecnologia fotovoltaica sostenersi in maniera economicamente 
conveniente senza incentivi in Italia? 
 Quale ruolo giocano gli incentivi nella diffusione del fotovoltaico? 
 In quale zona conviene implementare un impianto Fv.? 
 Quali sono i vantaggi offerti da questa tecnologia, rispetto ad altre forme 
di produzione energetica di derivazione fossile? 
Queste ed altre domante cercherò di rispondere, tramite l‟ausilio l‟analisi 
economica finanziaria di diversi casi pratici, cosi come mi sono stati proposti 
dall‟ENEA. 
In particolare considererò le diverse forme incentivanti adottate in Italia e in 
Germania, in specifico, grazie alla liberalizzazione del settore dell‟energia, 
esamino la possibilità di vendere elettricità al gestore della rete Nazionale. 
“Il conto energia” è infatti un nuovo strumento di incentivazione, che con 
logiche nuove, può dar vita ad un settore controllato da interessi enormi. 
Nelle conclusioni, prendo in esame l‟andamento delle domande pervenute alla 
GRTN, e le prospettive di sviluppo secondo l‟ EPIA. (European Photovoltaic 
Industry Association-EPIA). 
5 
I PARTE: 
“Energia, Sviluppo e Sistemi Solari” 
In natura tutto è energia: le piante che crescono; le persone e gli animali che si 
muovono, corrono, mangiano, parlano; la pioggia che cade e il sole che riscalda; 
alcune tipologie di energia sono facilmente rilevabili, altre sono più nascoste 
come quella nucleare contenuta in ogni atomo di materia, quella chimica 
contenuta nel cibo o nei combustibili fossili, quella potenziale dei frutti appesi 
agli alberi o dell‟acqua contenuta nei laghi montani, quella termica che ogni 
corpo caldo emette. 
L‟energia inerziale della terra che compie la sua orbita attorno al sole vale 
33129 
1x10 joule, la rotazione della terra attorno al suo asse 1x10 , l‟energia 
20
trasmessa dal sole attraverso le onde elettromagnetiche 6 x 10: il solo fatto 
che si debba ricorrere a indici esponenziali per esprimere le grandezze è un 
segno, anche per chi non ha familiarità con i Joule, che le dimensioni in gioco 
sono astronomiche (è proprio il caso di utilizzare questa parola), dato che di 
astri si parli. 
122
Il sole irradia sulla terra una potenza di 178 x 10 chilo Watt (kW) sotto 
forma di radiazioni ad onde corte, la luce; di questa un terzo viene riflessa, un 
12
sesto viene assorbita dall‟atmosfera e circa 90 x 10 kW sono assorbiti dalla 
superficie terrestre. 
L‟energia del sole è il “motore” principale di tutto ciò che avviene sulla terra, 
ed è in grado di soddisfare 13500 volte l‟attuale fabbisogno energetico 
dell‟umanità: il riscaldamento prodotto dall‟irraggiamento solare provoca 
l‟evaporazione di acqua dai mari, laghi e fiumi, stimata in una potenza di 400 
9
miliardi 10di kW e la circolazione dell‟aria, i venti, con una potenza di 
9
370x10 kW; la conversione dì energia elettromagnetica in materia vivente 
9
grazie alla fotosintesi clorofilliana assorbe ulteriori 80x10kW di potenza: 
9
questi tre effetti, combinati, assorbono 850x10 kW, circa. 
Per completare il calcolo di quanta energia è disponibile sulla terra, si devono 
9
aggiungere l‟effetto della luna sulle acque (maree), stimabile in 3x10 kW e il 
calore generato dalle reazioni nucleari che avvengono nel nucleo incandescente 
1
 L‟unità di misura ufficiale dell‟energia è il Joule (J) 
2 
Ricordiamo che: 1 Kcal = 4.186 J = 1,16 x 10-3 kWh = 1x10-7 TEP 
6 
93
della terra, stimabile in 32x10 kW, poco più del doppio del nostro attuale 
fabbisogno energetico. 
TAB.1 FLUSSO DI ENERGIA DAL SOLE 
Fonte ENEA 
4
Da quanto sopra esposto è chiaro che in terra non c‟è scarsità di energia. 
Esiste se mai un problema di qualità dell‟energia, finalizzata al tipo di utilizzo. 
Esiste in aggiunta alle forme di energia acquisibili dai processi naturali 
dell‟universo, quella generata dall‟uomo: energia che ha migliorato la qualità 
delle risorse fisiche, consentendo una migliore alimentazione, la produzione su 
larga scala di beni e servizi, un ambiente più confortevole in cui vivere, 
strumenti per comunicare efficacemente, mezzi per trasportare merci a grandi 
distanze. 
3
 Tra le più diffuse unità di misura per l'energia possiamo poi ricordare il chilowatt 
all‟ora (chilo wattora, kWh) utilizzato soprattutto per l'energia elettrica (è usato infatti 
nel computo delle bollette della luce). Per misurare le produzioni delle grandi centrali 
elettriche o i consumi della nazione viene utilizzato il terawatt/ora (TWh), che 
corrisponde a un miliardo di chilo watt/ora. 
4
 P.Pietrogrande, A. fasullo, “Energia verde per un paese rinnovabile”, Roma 2003, pag. 
41 
7 
La quantità di energia necessaria per migliorare la qualità di vita dell‟uomo 
contemporaneo è impressionante: oggi, nelle civiltà più sviluppate, il 
fabbisogno di energia per persona è pari a oltre cento volte l‟energia che il 
5
nostro corpo richiede per vivere. 
TAB. 2 Consumo di energia primaria nel mondo 
6
100% = 10.000 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (tep) 
energia nucleare 7% 
energia da fonti rinnovabili 5% 
carbone 26% 
gas naturale 23% 
petrolio 39% 
Fonte: International Energy Agency, dati 2000 
Dunque, fino a due secoli, il fa legno (che in termini tecnici oggi chiamiamo 
biomassa), il vento, acqua ed ovviamente sole hanno provveduto a soddisfare 
gran parte del fabbisogno energetico dell‟umanità: solo recentemente i 
combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale) e fissili (uranio) hanno 
avuto un ruolo centrale nel modello di sviluppo energetico, ed oggi forniscono 
circa il 95% del fabbisogno primario di energia, stimabile in due tonnellate 
78
equivalenti di petrolio (tep) per persona. 
Il clima e la temperatura sulla superficie terrestre dipendono dal bilanciamento 
fra l‟energia solare incidente e quella riflessa. Molti dei gas presenti 
nell‟atmosfera si comportano come filtri selettivi nei confronti della radiazione 
solare, che attraversa l‟atmosfera dalle frequenze più alte dell‟infrarosso fino 
alla luce visibile e dell‟ultravioletto; una volta assorbita, l‟energia 
elettromagnetica si tra sforma in calore, e a loro volta i corpi irraggiati 
5
 P.Pietrogrande, A. fasullo, “Energia verde per un paese rinnovabile”, Roma 2003 , 
pag.68. 
6
 Misurando le diverse fonti di energia in termini di TEP, è possibile confrontarle fra 
loro e aggregarle, operazione fondamentale per calcolare quanta energia utilizza un 
Paese in un anno o quanta energia ha ancora a disposizione nel sottosuolo (giacimenti 
di petrolio, gas e carbone). 
7 
Una TEP rappresenta la quantità di calore ottenibile da una tonnellata di petrolio. In 
pratica, se misuriamo in TEP il carbone, significa che stiamo prendendo in 
considerazione quella quantità di carbone che può produrre tanto calore quanto una 
tonnellata di petrolio. 
8 
C.Falasca e Altri, Ambiente e Crescita: La negoziazione delle sviluppo sostenibile. 
Milano, 2004, pag. 23. 
8 
immettono energia elettromagnetica a frequenze più basse, nel campo 
dell‟infrarosso termico, che attraversando l‟atmosfera viene parzialmente 
filtrato dal vapore acqueo, dall‟anidride carbonica (CO) e dagli altri gas 
2
dispersi nell‟atmosfera, come il protossido di azoto. Dunque l‟atmosfera lascia 
penetrare i raggi del sole ma intrappola una parte dei raggi riflessi, 
9
mantenendone una parte del calore. 
L‟atmosfera terrestre è costituita per la gran parte da azoto (N 79%) ed 
2
ossigeno O 21%), la quantità di vapor acqueo dipende dalle condizioni 
2
climatiche e la concentrazione di CO dell‟ordine di 360 parti per milione 
2
(ppm); gli altri gas sono presenti in concentrazioni ancora più ridotte, ma sono 
questi i principali agenti dell‟azione di filtro sui raggi riflessi in uscita dalla 
terra. 
La comunità scientifica internazionale ritiene che l‟emissione di gas prodotti 
dalla combustione associata alle attività produttive, agli usi domestici, ai 
trasporti stia influenzando la composizione dell‟atmosfera che circonda il 
pianeta, rendendola meno permeabile al passaggio dell‟energia irraggiata dal 
sole, e di conseguenza modificando gli equilibri termici: al fenomeno si dà il 
nome (ormai utilizzato esclusivamente per indicarne gli aspetti negativi) di 
“effetto serra”. Il gas principalmente responsabile dell‟effetto serra è l‟anidride 
carbonica COseguito da metano CH protossido di azoto, idrofluorocarburi 
2, 4,
(HFC), perfluorocarburi (PFC) ed esafluoruro di zolfo SF si tratta di sostanze 
6,
che non sono propriamente inquinanti e non hanno particolari effetti locali ma 
sono in grado, a lungo termine, di alterare gli equilibri climatici. 
Nell‟ultimo secolo la concentrazione di anidride carbonica nell‟atmosfera è 
aumentata del 30% (era 280 ppm nel 1860) e l‟aumento di temperatura media è 
stato di 0.6 °C, abbastanza da indurre cambiamenti climatici avvertibili, quali 
mimose che fioriscono a dicembre, uccelli che rinunciano a migrare, ghiacciai 
che si ritirano... 
Ogni anno i processi di combustione immettono nell‟atmosfera 20 miliardi di 
tonnellate di nuova CO, si calcola che circa la metà venga riutilizzata nel 
processo di fissazione del carbonio (fotosintesi clorofilliana), che è alla base 
della trasformazione di energia e materiali in forme viventi, mentre l‟altra metà 
vada ad aggiungersi ai 700 miliardi di tonnellate che si stima siano disperse 
9 
H. Scheer, Il solare e l‟energia globale, “Energia rinnovabile per un futuro 
sostenibile, Milano 2004, pag.78 
9 
nell‟atmosfera, incrementando l‟effetto “filtro” di questa ultima. In un‟ipotesi 
inerziale dello sviluppo a breve (senza “correzioni di rotta” da parte della 
società), nei prossimi 30-50 anni si arriverà a concentrazioni di CO dell‟ordine 
di 800 ppm, cui corrisponderebbe l‟aumento di 5-6 °C della temperatura, lo 
scioglimento dei ghiacciai, l‟innalzamento di 27 centimetri del livello dei mari, 
la radicalizzazione degli eventi atmosferici e altre conseguenze disastrose. 
Secondo il rapporto “State of the World 2003” pubblicato dal Worldwatch 
Institute di Washington, i ghiacci dell‟Atlantico si sono già ridotti di 3250 
chilometri quadrati, e i 27 centimetri di innalzamento del livello dei mari 
produrrebbero una riduzione media di 450 metri della costa, fenomeno che 
assumerebbe conseguenze particolarmente rilevanti nell‟Adriatico 
settentrionale, nelle coste olandesi e nella costa atlantica degli Stati Uniti. 
Lo sviluppo sostenibile mira a promuovere l’equilibrato sviluppo economico e 
il miglioramento della qualità della vita, in grado di soddisfare le aspettative 
dei singoli senza compromettere la possibilità per le future generazioni di 
10
attuare le loro aspirazioni. 
Nel mondo a fine 1999 erano in esercizio centrali elettriche per una potenza 
complessiva di 3.4 milioni di MW, un quarto dei quali è basato su fonti 
rinnovabili (idroelettrico, geotermico, biomasse, biogas, eolico e solare); nello 
stesso anno sono stati prodotti l5mila TWh (quindicimila miliardi di kWh), 
18% dei quali da fonti rinnovabili, 17% da nucleare e il rimanente 65% da 
combustibili fossili; le emissioni di anidride carbonica causate dalla 
generazione elettrica sono state calcolate in quasi 9 miliardi di tonnellate, una 
media di 1500 kg per abitante. 
Un cittadino USA ha in realtà consumato in media l3mila kWh in un anno, 
producendo 9 tonnellate di anidride carbonica; nello stesso anno un africano ha 
consumato in media 500 kWh e ha prodotto 400 kg di CO 23 volte di meno del 
l‟americano. In Italia consumiamo in media 5 mila kWh a testa in un anno, 
producendo due tonnellate e mezzo di gas serra, meno degli americani ma 
niente di cui vantarsi. 
In Europa, il 24% della potenza e il 18% della produzione elettrica viene da 
fonti rinnovabili; la distribuzione del vento, dei bacini idrici e della risorsa 
geotermica però molto specifica, così che a fronte della Norvegia, virtuosa 
10
 P.Pietrogrande, A. fasullo, “Energia verde per un paese rinnovabile”, Roma 2003, pag 
181 
10 
perché ricca di corsi d‟acqua e dislivelli (99% della domanda è coperta da 
produzione idroelettrica), in Olanda, nonostante l‟impegno sull‟eolico, le fonti 
rinnovabili coprono appena l‟uno per cento dei consumi. 
La distribuzione non omogenea delle risorse rinnovabili porta a queste 
11
conclusioni: 
12
Conclusioni del terzo rapporto dell‟International Panel on Climate Change 
1. Le temperature medie sulla superficie terrestre sono aumentate di 0.6 °C dal 
1860. 
2. “...è sempre più evidente che gran parte del surriscaldamento rilevato nel 
corso degli ultimi cinquant‟anni sia da attribuire alle attività umane...” 
3. Se non si adottano azioni correttive, la temperatura media al termine di 
questo secolo sarà salita 6 °C. 
4. A causa del riscaldamento l‟atmosfera diventerà energeticamente più attiva, 
ed in generale i valori più estremi: le zone umide saranno ancor più piovose, le 
aree secche più aride, gli eventi meteorici più intensi... 
5. I cambiamenti saranno più accentuati sulle zone continentali, dove vivono 5 
miliardi di persone: le zone più colpite, l‟Asia centrale, l‟Africa, l‟Europa 
centrale. 
6. Sussiste un rischio di forte discontinuità climatica, improvvisa, riconducibile 
al riscaldamento globale. 
7. Una possibile conseguenza dell‟innalzamento della temperatura media è 
l‟arresto della corrente del golfo che assicura all‟Europa nord occidentale una 
temperatura di 25°C superiore alla Siberia. 
8. L‟innalzamento della superficie dei mari è dovuto all‟aumento delle 
temperature, continuerà per cent‟ anni anche dopo che la temperatura dell‟aria 
si sarà stabilizzata, alcune zone sono già condannate 
9. La creazione di “pozzi” di assorbimento dell‟anidride carbonica (es. 
riforestazione) può contribuire marginalmente ad attenuare l‟aumento delle 
temperature, e non sono tuttora chiari i meccanismi se della sua efficacia. 
10. Per fermare l‟aumento delle temperature è necessario che le emissioni di 
gas serra siano ridotte a livello attuale in tempi brevi in modo da contrastare in 
tempo utile l‟innalzamento della tempera. 
11
 Lo scenario energetico che ne consegue è davvero inquietante. 
12 
Organismo scientifico internazionale nominato da tutti i paesi del mondo per lo 
studio dei cambianti climatici, dette conclusioni sono riportate fedelmente dal testo. 
11 
In Italia c‟è una grande disparità di risorse: quattro quinti della produzione 
idroelettrica nazionale e tre quarti della produzione da biomassa, biogas e 
rifiuti è sulle Alpi, la geotermia è concentrata in centro Italia e praticamente 
tutta di “coltivazione”; le fonti rinnovabili sono uno dei più ovvi motori di uno 
sviluppo sostenibile, perché non compromettono il magazzino di risorse 
energetiche; altri strumenti virtuosi sono l‟utilizzo delle foreste (ogni anno 
vengono “bruciati” 17 milioni di ettari), la disciplina della pesca, il controllo 
delle acque. 
In Italia domanda ed offerta di elettricità si inseguono. Nel 2002 il fabbisogno 
di energia elettrica è stato di 310 TWh, coperto per il 16% da importazione e 
per il 19% da fonti rinnovabili. I consumi industriali rappresentano poco più 
della metà dei consumi totali, l‟agricoltura è ormai trascurabile (2%), come 
l‟illuminazione pubblica (2%), i consumi di piccole e medie aziende, uffici, 
alberghi, esercizi commerciali, scuole, ospedali, trasporti e servizi pubblici 
rappresentano poco meno di un quarto così come i consumi domestici; solo 62 
TWh/anno sono utilizzati dalle famiglie, circa 2.100 kWh per utenza domestica, 
ad un costo medio annuale di 300 euro. In aggiunta al costo dell‟energia, 
attraverso la bolletta si pagano anche tasse e sovrapprezzi che coprono diverse 
iniziative statali, per cui il costo complessivo per una famiglia media italiana è 
13
attorno ai 350 euro. 
TAB.3 SALDO IMPORT/EXPORT 
60
40
20
0
-20
-40
-60
EFBNLDACHISLOGR
SALDO IMPORT/EXPORT 2004 IN KILOWATT
PERCENTUALE SALDO IMPORT/EXPORT RISPETTO AL FABBISOGNO DI OGNI
PAESE
 fonte GRTN 2004 
13
 ENEA, Le fonti rinnovabili 2005: “Lo sviluppo delle rinnovabili in Italia tra 
necessità e opportunità”, Roma 2005 
12 
I consumi non sono omogenei durante la giornata (in genere il massimo 
consumo si ha in tarda mattinata quando le aziende e gli uffici sono attivi) e 
durante l‟anno (in inverno si ricorre più frequentemente al riscaldamento 
elettrico, è necessario illuminare per più ore e con maggiore intensità le nostre 
case, gli uffici, le strade...); il picco invernale nel 2001 è avvenuto alle 11 di 
mattina dell‟undici dicembre ed è stato di 52 milioni di kW (GW), quello estivo 
a luglio ed è stato di 48 GW, la domanda minima ad agosto è stata poco 
inferiore ai 20 GW; per circa 1/3 delle ore nell‟anno la domanda è stata 
superiore a 40 GW (45% dei consumi totali sono avvenuti in queste ore di 
punta), e per un altro terzo delle ore è stata compresa tra 30 e 40 GW (35% del 
totale). Riporto qui di seguito un tabella dove viene illustrato i consumi 
energetici in funzione del settore. 
Tab.3_B 
Una particolarità dell‟energia elettrica è che non si può immagazzinare 
14
agevolmente, quindi i consumi e la produzione sono intimamente legati: 
durante il funzionamento con carico base (la notte, nei periodi di bassa 
domanda) la potenza viene fornita, oltre che dalle importazioni (5.500 MW) 
15
anche dalle centrali a ciclo combinato. 
14
 Ogni trasformazione dell‟energia implica perdite energetiche dovute al rendimento 
proprio del processo e alle inefficienze del macchinario utilizzato: diminuendo il 
numero di trasformazioni che l‟energia subisce si ottiene un minor spreco. 
15 
P. Pietrogrande, A. Fasullo, “Energia verde per un paese rinnovabile”, Romo, 2003. 
13 
1.1 Le fonti di energia rinnovabili 
16
Alcune fonti sono rinnovabili, cioè forniscono energia che si rigenera in 
continuazione mediante trasformazioni chimiche (come le biomasse) o fisiche 
(come l'energia idrica, solare, eolica, ecc). In particolare il sole, il vento, il 
ciclo dell‟acqua, le maree, il calore della Terra sono fonti inesauribili, sempre 
disponibili e che non finiranno mai. Le biomasse, invece, sono in grado di 
rigenerarsi in tempi confrontabili con quelli della vita dell‟uomo. Nel caso 
della legna, per esempio, è possibile avere sempre a disposizione del 
combustibile, pur di consumarne solo una quantità limitata e di preoccuparsi di 
17
riforestare laddove sono stati abbattuti gli alberi. 
Le cosiddette fonti non rinnovabili, invece, hanno tempi di rigenerazione 
lunghi, talmente lunghi (milioni di anni) che una volta sfruttate si considerano 
esaurite. Sono quelle che si sono formate nel corso di milioni di anni, come i 
combustibili fossili (petrolio, carbone, gas naturale) o addirittura al momento 
della formazione del nostro pianeta, come l‟uranio. La disponibilità di queste 
fonti, per quanto grande, è limitata ed esse costituiscono una sorta di 
magazzino energetico della Terra. Attualmente, solo il 14% dell'energia 
consumata nel mondo è prodotta da fonti rinnovabili. Tutto il resto deriva da 
fonti non rinnovabili, perlopiù da combustibili fossili (78%). 
L’energia rinnovabile è riconducibile a tre flussi inesauribili che investono 
l‟ambiente in cui viviamo: 
 Energia solare, proveniente dalla radiazione solare: 120.000 TW 
(terawatt); 
 Energia geotermica originata dal calore endogeno della Terra: 30 TW, il 
99% per conduzione attraverso le rocce e l‟1% attraverso sorgenti 
termali, vulcani, soffioni boraciferi; 
 Energia di marea, originata dall‟attrazione gravitazionale, soprattutto 
lunare: 3 TW. Dal flusso di energia solare derivano: la biomassa, 
l‟energia idraulica, l‟energia eolica, da cui a sua volta deriva l‟energia 
delle onde. 
16 
Sezione ottenuta grazie all‟International Solar Energy Society ISES ITALIA è, nel 
nostro paese, la principale associazione tecnico-scientifica non profit legalmente 
riconosciuta per la promozione dell'utilizzo delle Fonti Energetiche Rinnovabili (solare 
termico, solare fotovoltaico, energia eolica, energia da biomasse, bioclimatica, energia 
geotermica, energia idrica, energia dal mare). 
17
 P. Pietrogrande, A. Fasullo, “Energia verde per un paese rinnovabile”, Romo, 2003. 
14