lezione 6

Question 1

Perché si punta sull’elettrificazione ?

Answer 1

Si punta sull’elettrificazione perché è il modo più efficiente e sostenibile per decarbonizzare i settori energetici. sostituire i combustibili fossili con elettricità prodotta da fonti rinnovabili è fondamentale per ridurre le emissioni e arrivare a emissioni zero entro il 2050. IN Ue la quota di consumi finali elettrificati è passata dal Dal 20% (valore iniziale) a oltre il 40% dopo il Green Deal europeo.

Question 2

Cosa fanno i Paesi emergenti e quelli poveri?

Answer 2

La Cina investe nell’elettrificazione, ma non abbastanza per centrare gli obiettivi climatici.

In molte aree povere (es. Africa subsahariana), la priorità è ancora garantire l’accesso all’elettricità, più che decarbonizzare.

Question 3

Quali settori sono più difficili da elettrificare (“hard-to-abate”)? e quelli che si stanno elettrificando piu rapidamente?

Answer 3

Industria pesante e riscaldamento domestico, che richiedono innovazione e investimenti ingenti. i trasporti invece Sono tra i settori che stanno elettrificandosi più rapidamente, grazie ad esempio alla diffusione dei veicoli elettrici.

Question 4

Il cambiamento climatico che effetto ha sulla domanda elettrica?

Answer 4

Aumenta la domanda di elettricità, ad esempio per l’uso dell’aria condizionata nelle zone calde.

Question 5

Perché il carbone è ancora molto usato in certi Paesi?

Answer 5

Perché:

mancano strumenti di disincentivazione (come un ETS efficace),

le alternative rinnovabili non sono ancora sempre affidabili o economicamente convenienti.

Question 6

Di cosa ha bisogno la transizione del mix energetico?

Answer 6

Serve un insieme coordinato di:

segnali di prezzo (come tasse sul carbonio o incentivi)

riforme di mercato

investimenti in reti, stoccaggio e innovazione

accettazione sociale

coerenza delle politiche di lungo periodo

Question 7

Quali sono le fasi principali del sistema elettrico? quali sono liberalizzabili e quali sono invece dei monopoli naturali?

Answer 7

Produzione

Trasmissione

Distribuzione

Vendita

roduzione e vendita: apribili alla concorrenza.

Trasmissione e distribuzione: monopoli naturali, gestiti da un solo operatore.

Question 8

Che cos’è un monopolio naturale e perché si applica alle reti elettriche?

Answer 8

Un monopolio naturale si verifica quando una singola impresa può offrire un servizio a costi inferiori rispetto a più imprese concorrenti, grazie a forti economie di scala.
Nel caso delle reti elettriche, costruire più infrastrutture parallele sarebbe inefficiente e costoso: per questo è più efficace avere un solo gestore, regolato da un’autorità pubblica.

Question 9

chi gestisce la rete in Italia? e come funziona?

Answer 9

TRASMISSIONE (Alta tensione, per ridurre perdite su lunghe distanze)
Chi la gestisce:
Terna (gestore unico nazionale)

Cosa fa:
Trasporta l’elettricità dalle centrali di produzione alle sottostazioni regionali o locali.

2. SOTTOSTAZIONI
   Cosa sono:
   Punti di connessione e trasformazione tra rete di trasmissione e rete di distribuzione.

Cosa fanno:

Smistano l’energia verso i vari nodi della rete di distribuzione.

3. DISTRIBUZIONE (Media e bassa tensione)
   Chi la gestisce: Operatori locali, come enel

Cosa fanno:

Trasportano l’elettricità dalle sottostazioni fino agli utenti finali (case, uffici, imprese).

Question 10

Quali problemi pone l’integrazione delle rinnovabili?

Answer 10

ntermittenza: sole e vento non sono continui → instabilità sulla rete

Distanza geografica tra produzione e consumo (es. solare al Sud, domanda al Nord)

Richiede investimenti in rete, pianificazione e resilienza

Question 11

come si evitano abusi di potere da parte dei gestori di rete?

Answer 11

Attraverso regolatori indipendenti (es. ARERA), che:

fissano tariffe e oneri

controllano gli investimenti

garantiscono coerenza con obiettivi pubblici (es. decarbonizzazione)

Question 12

Com’era il sistema elettrico originariamente? e quando è cambiato?

Answer 12

Era un monopolio integrato verticalmente: un solo soggetto gestiva produzione, reti e vendita. negli anni 90 Liberalizzazione: separazione delle attività per introdurre concorrenza, soprattutto nella produzione.

Question 13

Quali sono i 4 modelli di mercato elettrico possibili? qual è il modello adottato oggi in europea?

Answer 13

Monopolio integrato: unico operatore su tutta la filiera

Single buyer: acquirente unico compra dai produttori e rivende

Mercato all’ingrosso liberalizzato: concorrenza tra produttori, vendita ancora regolata

Mercato liberalizzato all’ingrosso e al dettaglio: concorrenza completa, borsa elettrica e fornitori retail in competizione (questo è quello adottato ad oggi in europa)

Question 14

Cos’è un Pool elettrico? (ricorda modello 3 e 4 con mercato liberalizzato all’ingrosso si possono avere due modalita organizzative per far incontrare domanda e offerta: pool elettrico e power exchamge)

Answer 14

Un mercato all’ingrosso obbligatorio, dove tutti i produttori e acquirenti devono partecipare tramite un’unica piattaforma centrale.

Question 15

Cos’è un Power Exchange?

Answer 15

Una borsa elettrica volontaria, dove si può scegliere se vendere/acquistare tramite la piattaforma o con contratti bilaterali (OTC = over-the-counter).

Pool: obbligatorio → tutto passa dal mercato centrale

Power Exchange: volontario → possibile anche scambiare fuori borsa (es. con contratti diretti)

Question 16

Che tipo di mercato ha l’Italia?

Answer 16

Un Power Exchange volontario: il Mercato del Giorno Prima (MGP), gestito dal GME.

Question 17

Perché servono i mercati dell’energia elettrica?

Answer 17

A differenza di altre materie prime, l’elettricità non si può stoccare facilmente su larga scala. Questo significa che deve essere prodotta e consumata nello stesso momento.
Inoltre, l’elettricità si muove sui cavi seguendo leggi fisiche (es. le leggi di Kirchhoff) e non i contratti economici.
Quindi bisogna decidere in anticipo chi produrrà, quanto, e a che prezzo, tramite mercati organizzati prima della consegna fisica.

Question 18

Struttura temporale dei mercati elettrici, enuncia quali sono

Answer 18

Il sistema è diviso in più mercati, su orizzonti temporali diversi, man mano che ci si avvicina al momento in cui l’energia verrà effettivamente erogata.
1. Mercati a lungo termine (anni o mesi prima)
2.Mercato di capacità
3.Mercato del giorno prima (Day-Ahead Market – MGP in Italia)
4.Mercato infragiornaliero (Intraday Market)
5.Mercato di bilanciamento (Real-time / dispatching)

Question 19

mercati a lungo termine (anni o mesi prima)

Answer 19

sono derivati finanziari, quindi non comportano consegna fisica, ma servono a fissare un prezzo futuro.

si scambia energia elettrica futura, sotto forma di: Contratti forward o Future finanziari

Obiettivo:
-Coprire il rischio di variazioni di prezzo (hedging)

-Stabilizzare i ricavi per chi vende (es. centrali a gas)

-Offrire segnali di prezzo per nuovi investimenti

Question 20

Mercato di capacità

Answer 20

Non si scambia energia, ma potenza disponibile (MW).

Chi vende: Impianti pronti a generare energia se richiesto.

Chi compra: L’autorità/operatore centrale (es. Terna in Italia).

Obiettivo: Garantire che in futuro ci sia sufficiente capacità installata per coprire i picchi di domanda.

Quando: Le aste si svolgono anche 3-5 anni prima del periodo di fornitura.

Esempio Italia:
Con l’aumento delle rinnovabili intermittenti (sole/vento), servono centrali di backup pronte all’uso. Il mercato di capacità dà un pagamento aggiuntivo a queste centrali, anche se operano solo poche ore l’anno.

Question 21

Mercato del giorno prima (Day-Ahead Market – MGP in Italia)

Answer 21

Quando si svolge:
Il giorno precedente rispetto alla consegna, tipicamente entro mezzogiorno.

Cosa si scambia:
Quantità di energia (in MWh) ora per ora del giorno successivo.

Come funziona:

I venditori fanno offerte indicando prezzo minimo e quantità.

Gli acquirenti indicano prezzo massimo e quantità.

Il mercato incrocia domanda e offerta e determina un prezzo orario unico (System Marginal Price - SMP) secondo un’asta uniforme

Question 22

Mercato infragiornaliero (Intraday Market)

Answer 22

Quando:
Nelle ore successive al giorno prima e fino a poco prima della consegna reale.

Funzione:
Permette agli operatori di modificare i propri programmi.

Perché è utile:
Le previsioni (es. vento/sole) possono cambiare, quindi serve flessibilità.

Question 23

Mercato di bilanciamento (Real-time)

Answer 23

hi lo gestisce:
Il TSO (Transmission System Operator) – in Italia: Terna.

Quando:
Nel momento stesso della consegna fisica (t₀).

Perché serve:
Anche dopo gli aggiustamenti intraday, possono esserci deviazioni:

Qualcuno produce meno o consuma di più del previsto.

Una centrale può guastarsi improvvisamente.

Come funziona:

Il TSO acquista potenza flessibile da centrali, batterie, carichi interrompibili, ecc.

Attiva queste risorse per riequilibrare il sistema in tempo reale.
NB: Il mercato di bilanciamento è monopsonistico: Unico acquirente (Terna), Pochi fornitori qualificati, È meno concorrenziale, ma essenziale per la stabilità del sistema

Question 24

con l’aumento delle rinnovabili cosa è successo al mercato di bilanciamento?

Answer 24

è cresciuta la sua importanza

Question 25

Come si costruisce la curva di merito (merit order)?

Answer 25

Ordinando tutti gli impianti di generazione dal costo variabile più basso al più alto. Le rinnovabili sono in genere in testa (Perché hanno costo marginale quasi nullo), seguite da impianti termoelettrici più o meno efficienti, fino alle centrali di punta molto costose.

Question 26

Che forma ha la curva di offerta nel mercato elettrico?

Answer 26

Ha un andamento a gradini, dato che ogni blocco rappresenta la quantità offerta da un certo impianto a un dato prezzo.

Question 27

La domanda di energia elettrica è elastica o rigida?

Answer 27

È generalmente rigida nel breve periodo: i consumatori usano l’energia indipendentemente dal prezzo, a meno di interventi eccezionali o livelli estremi.

Question 28

Qual è il vantaggio di questo sistema di asta a prezzo uniforme?

Answer 28

Garantisce efficienza allocativa: incentiva i produttori a offrire il vero costo marginale, seleziona gli impianti più economici, e massimizza il surplus totale del sistema.

Question 29

Perché i prezzi elettrici possono essere molto volatili?

Answer 29

considerato un mercato del giorno prima che funziona quindi con asta uniforme, il prezzo finale è determinato dal generatore marginale, che può cambiare ogni ora e dipende da fattori come domanda, disponibilità di rinnovabili, guasti, prezzi dei combustibili.

Question 30

Cosa succede al meccanismo del prezzo marginale quando aumentano molto le fonti rinnovabili?

Answer 30

Quando nel sistema entra una quota sempre maggiore di produzione rinnovabile a costo marginale nullo (come solare ed eolico), le ore in cui si attivano impianti “costosi” diventano sempre meno. Questo significa che l’impianto marginale – cioè quello che determina il prezzo – tende a non essere più necessario, o a operare solo poche ore l’anno. Ma questo pone due grandi problemi: Prezzi bassi o nulli: se tutta l’energia richiesta è coperta da impianti che offrono a costo zero, il prezzo di equilibrio (System Marginal Price) sarà anch’esso zero o molto basso. ➡️ I ricavi per tutti i produttori si abbassano, anche per quelli rinnovabili stessi, rendendo difficile ripagare gli investimenti. Gli impianti di backup rischiano di sparire: quelli che producono solo qualche ora l’anno (come le centrali a gas o sistemi di accumulo) non riescono a coprire i propri costi solo col mercato dell’energia, e rischiano di chiudere. ➡️ Ma sono fondamentali nei momenti in cui sole e vento non bastan

Question 31

Come può funzionare un sistema basato quasi solo su rinnovabili?

Answer 31

In uno scenario in cui la maggior parte della produzione proviene da fonti a costo marginale nullo, il classico mercato del giorno prima non basta più a garantire investimenti o sicurezza. In questo caso, servono altri mercati a supporto, in particolare: ✅ Mercati di capacità: pagano le centrali o le risorse (come batterie) non per l’energia prodotta, ma per la disponibilità a produrre in caso di bisogno. ➡️ È una sorta di “assicurazione” che garantisce la presenza di risorse di riserva. ✅ Mercati di bilanciamento: sono gestiti dal TSO e servono per correggere gli sbilanciamenti in tempo reale, attivando centrali, batterie o domande flessibili. Senza questi mercati, un sistema dominato da rinnovabili rischierebbe blackout o fallimenti degli operatori, perché l’energia verrebbe venduta a zero e mancherebbero incentivi a costruire o mantenere le risorse di backup.

Question 32

Che cos'è la rendita inframarginale nel mercato elettrico?

Answer 32

È il guadagno extra che ottiene un produttore che vende energia a un prezzo di mercato superiore al proprio costo variabile. Ad esempio, se una centrale rinnovabile ha costo ≈ 0 €/MWh e il prezzo di mercato è 60 €/MWh (fissato da un impianto a gas), allora la rinnovabile guadagna 60 €/MWh di rendita inframarginale. ➡️ Questo meccanismo incentiva la costruzione di impianti a basso costo marginale, come le rinnovabili.

Question 33

Cos’è il sistema EU-ETS e quale ruolo ha nel mercato elettrico europeo?

Answer 33

L’EU-ETS (Emission Trading System) è un mercato dei permessi di emissione di CO₂ operativo in Europa dal 2005. Assegna un costo alle emissioni di CO₂ degli impianti termoelettrici, influenzando direttamente i costi variabili delle centrali a combustibili fossili.

Question 34

Qual è l’effetto di un alto prezzo della CO₂ sulle diverse tecnologie ?

Answer 34

Un prezzo elevato della CO₂ penalizza maggiormente le tecnologie più emissive, come il carbone, rispetto a quelle meno inquinanti, come il gas, alterando l’ordine di merito e la competitività delle centrali.

Question 35

Come cambia l’ordine di merito delle centrali con l’introduzione del prezzo ETS?

Answer 35

Senza prezzo del carbonio, una centrale a carbone può essere più economica di una a gas, ma con un costo ETS alto, il carbone diventa più caro e perde competitività rispetto al gas, invertendo l’ordine di merito.

Question 36

Quali sono gli effetti dell’ETS nel breve e lungo periodo?

Answer 36

Nel breve periodo, il dispacciamento favorisce centrali a gas rispetto a quelle a carbone, riducendo le emissioni. Nel lungo periodo, i segnali di prezzo orientano gli investimenti verso tecnologie pulite, rendendo meno conveniente l’uso di combustibili carboniosi.

Question 37

Perché gli ETS sono considerati una soluzione ottimale per la gestione del carboni

Answer 37

Perché applicano un prezzo alle emissioni, internalizzando il costo ambientale, senza necessità di divieti o sussidi

Question 38

Come il prezzo ETS influenza il prezzo dell’elettricità all’ingrosso?

Answer 38

il prezzo ETS viene incluso nei costi variabili delle centrali fossili e innalza il prezzo marginale dell’energia quando questo è determinato da tali impianti, trasferendo parte del costo della CO₂ sul prezzo finale dell’elettricità.