Quanto costa l’energia, davvero

il mio articolo per Il Post (col nuovo blog personale incluso)

L’Italia è uno dei paesi al mondo con più impianti fotovoltaici per potenza installata. Il settore è in ascesa e i prezzi in picchiata. Non passa giorno senza leggere articoli sensazionali sullo stato del solare fotovoltaico ormai prossimo, secondo gran parte della stampa italiana, a raggiungere la grid parity, il momento in cui produrre energia dal sole costerà quanto farlo dalle fonti convenzionali. Insomma, saremmo ad un passo dal liberarci delle centrali a gas e carbone, per non parlare del nucleare. Piacerebbe a molti, ma le cose non stanno così. Non ancora, per lo meno.

Quasi vent’anni fa, l’International Energy Agency (IEA) ha prodotto un metodo standard per calcolare il costo di produzione dell’energia elettrica, al fine di confrontare le diverse fonti energetiche (1). Il metodo permette di calcolare quanto costa un chilowattora (kWh) di energia elettrica prodotto con impianti solari, nucleari, a gas o quel che vi pare. Senza perderci in tecnicismi, il costo del kWh è calcolato come la somma di cinque elementi:

  • Finanziario (assumendo di restituire il capitale iniziale in rate annuali);
  • Esercizio e manutenzione;
  • Smantellamento a fine vita (decommissioning e gestione scorie nel caso del nucleare);
  • Combustibile;
  • Debiti/crediti per l’emissione di CO2.

Molti dei commenti ricevuti al precedente articolo sui numeri dell’energia, sia su Il Post che su iMille-magazine che sul mio blog, erano proprio sui costi del chilowattora nucleare e solare, troppo economico il primo e troppo caro il secondo a detta di molti commentatori. Calcolando il costo dell’energia sulla base di impianti di riferimento costruiti nel mondo, l’energia solare risultava mediamente quattro volte più di quella nucleare. Certo, il modello era molto semplificato, e alcune distorsioni sono possibili. Quando costa allora il solare? Siamo davvero vicini alla grid parity, come sostengono a gran voce gli anti-nuclearisti in vista del referendum? E quanto costa il nucleare?

Confrontiamo il costo del chilowattora nucleare col solare, e poi vediamo i numeri del gas, la fonte energetica con cui attualmente produciamo la maggior parte dell’elettricità in Italia. Per calcolare i numeri dell’energia usiamo il metodo standard dell’IEA. Senza perderci i eccessivi dettagli matematici, i parametri rilevanti del modello sono essenzialmente due: il costo al kW di potenza installata dell’impianto in esame e la durata dello stesso. Costi e durata delle centrali a gas sono noti da molti anni (2). Il costo del solare In Italia aggiornato al 2010 è di 2900 euro al chilowatt per impianti da 1 MW (3) e la durata riconosciuta dei pannelli è di 30 anni (4). Il costo standard delle centrali nucleari che il governo in carica vorrebbe installare è di 3000 euro al kW. Stime più realistiche (5) però dicono quasi il doppio, cioè circa 6000 euro al kW, e useremo questo ultimo valore con una durata delle centrali di 40 anni.

Ecco allora qua sotto i numeri del costo calcolato secondo il modello standard dell’IEA per le varie tecnologie in esame: gas, nucleare e solare fotovoltaico (cliccate sulla tabella per ingrandirla). Guardatela bene, poi facciamo qualche considerazione.

Il costo

Un chilowattora prodotto con le centrali a gas costa circa 7 centesimi di euro, con gli impianti industriali di solare fotovoltaico ne costa 23 mentre il nucleare si ferma a poco più di 8. Dunque è vero: il nucleare non è competitivo… rispetto al gas. Un chilowattora prodotto dal solare fotovoltaico costa ancora circa 3 volte in più rispetto a gas e nucleare. Altrimenti detto, la competitività del solare fotovoltaico (grid parity) in Italia è ancora distante, con buona pace degli annunci trionfanti che si leggono su molta della stampa italiana.

Va però osservato come il piano del governo Berlusconi sia comunque squinternato, perché destinerebbe la produzione di energia nucleare a più di 8 centesimi al chilowattora ad un mercato come quello italiano dove il prezzo medio d’acquisto dell’energia elettrica è di 7 centesimi. Detto altrimenti, il nucleare servirebbe davvero a farci pagare di più l’energia elettrica.

Combustibile e materiali

Nel caso del gas naturale, gran parte del costo è determinato dal costo del combustibile (il gas, appunto) sul mercato.

Per ciò che riguarda il nucleare, allo stato attuale delle tecnologia, l’uranio minerale pesa per il 50% sul costo del combustibile usato nelle centrali. Tuttavia, come si vede in tabella, il costo del combustibile pesa assai poco sul totale del chilowattora nucleare. Numeri alla mano, un raddoppio per prezzo dell’uranio minerale sul mercato comporterebbe un aumento di 0.2 centesimi (su 8) dell’energia dell’atomo.

Per il solare fotovoltaico il sole è gratis, ma il materiale di cui sono fatti i pannelli no. La tecnologia dominante è basata sul silicio policristallino, che oggi costa 60$/kg sul mercato. Il prezzo del silicio policristallino conta per un terzo del costo delle celle fotovoltaiche, che a loro volta contano per la metà del prezzo finale del pannello solare. Se il prezzo di mercato del silicio policristallino raddoppia – e nel 2007 il prezzo arrivò a 450 $/kg – il costo del solare fotovoltaico sale a 3500 euro/kW (dai 2900 attuali) e il chilowattora solare aumenta di conseguenza di 4 centesimi, venti volte più del nucleare.

Quanto sono stabili i prezzi del silicio policristallino sul mercato? Gli esperti sostengono che la domanda si manterrà sotto l’offerta fino al 2013 e i prezzi dovrebbero rimanere bassi. Dopo il 2013, a causa dell’incremento della domanda – la Cina ha assegnato una consistente parte del fabbisogno nazionale all’energia dal sole entro qualche anno – e del tempo necessario ad avviare nuovi stabilimenti produttivi si teme che la domanda supererà l’offerta, facendo impennare i prezzi del silicio. Certezze però non ne ha nessuno. E’ il mercato, baby.

Grid parity

Quando il nucleare sarà conveniente rispetto al gas? Questa è facile: quando il gas costerà molto di più. Oppure quando le emissioni di CO2 verranno tassate un botto. O tutti e due. Certo, al momento nessuna di queste è nemmeno in vista.

Quando il solare fotovoltaico sarà conveniente rispetto al gas, raggiungendo la grid parity? Installando tutto il solare fotovoltaico al sud, dove il rendimento è maggiore che al nord, il costo dei pannelli solari dovrebbe raggiungere i 900 euro/kW dai 2900 attuali. Se i prezzi continuano a scendere del 7% l’anno, la media degli ultimi 30 anni, con tutte le incognite tecnologiche ed economiche del caso, ci vogliono 17 anni.

Quando il solare fotovoltaico sarà più conveniente del nucleare? Qui è sufficiente che il costo dei pannelli scenda dagli attuali 2900 euro al chilowattora fino a 1050. Con una diminuzione del prezzo del solito 7% annuo, ci vogliono 14 anni. Oppure un deciso aumento dei costi di costruzione delle centrali nucleari. Visto come stanno andando le cose nei due reattori in Finlandia e Francia (6), quelli del tipo che il governo vorrebbe installare, quest’ultima non è impossibile.

Tirando le somme

Quanto costa produrre energia con solare fotovoltaico o nucleare? Siamo davvero vicini alla grid parity ? Eravamo partiti da qui e, in sintesi, siamo arrivati a questo:

solare fotovoltaico: 23 centesimi al kWh. Dipende moltissimo dal capitale finanziario per costruire l’impianto. Allo stato attuale delle tecnologia, il costo dell’energia del sole dipende molto dalle condizioni di mercato in cui si opera (libero, assistito o monopolio a partecipazione pubblica). Se il costo continua a calare di un 7% annuo, media degli ultimi 30 anni, l’energia del sole costerà come il gas tra 17 anni.

Nucleare: 8.1 centesimi al kWh. Il costo dipende molto dal capitale finanziario per costruire l’impianto, come il solare, e per una parte non trascurabile dalla manutenzione delle centrali. Le tribolazioni dei nuovi impianti in Finlandia e Francia suggeriscono che il costo del nucleare potrebbe aumentare in futuro. Ben difficilmente il nucleare costerà meno del gas, a meno di innovazioni tecnologiche significative quali forse l’uso del torio.

Gas: 6.9 centesimi al kWh. In gran parte determinato dal costo del combustibile sul mercato. Il miglior costo tra le tre soluzioni in esame.

Emerge allora chiaramente quanto il solare fotovoltaico sia ancora lontano dalla convenienza rispetto alla fonti convenzionali (grid parity). Ci arriveremo, probabilmente, ma ci vorranno ancora anni, pazienza e tanta ricerca. E’ dunque evidente quanta confusione ci sia sull’argomento e quanti danni possano arrecare le false promesse di competitività appena dietro l’angolo del solare fotovoltaico sbandierate da demagoghi, complottisti e cialtroni assortiti. Come rilevava giustamente Matteo Bordone, dire cretinate per sostenere una tesi anche legittima danneggia innanzitutto la tesi stessa e chi la sostiene con onestà intellettuale.

***********
Note in tabella:
[1] Forchetta del costo del kWh fotovoltaico in Italia: 23 centesimi (sud) – 30.1 centesimi (nord), per effetto della diversa insolazione media. Assunto il valore migliore.
[2] Forchetta del costo del kWh nucleare: 8.1 centesimi (40 anni di vita delle centrali) – 9.5 centesimi (60 anni). Assunto il valore migliore.
[3] Al prezzo di mercato dell’uranio di 73 $/libbra.
[4] Prezzo ratificato dal Protocollo di Kyoto.

Note a piè pagina:
(1) “Guidelines for the economic analysis of renewable energy applications”, IEA (1991).
(2) “Quanto vale il kWh fotovoltaico”, Domenico Coiante (2011).
(3) Dati Photon (2011).
(4) “Durata dei moduli fotovoltaici al silicio cristallino”, Domenico Coiante (2010).
(5) “Analisi del costo di produzione del kWh nucleare”, Domenico Coiante (2011).
(6) “the EPR in crisis”, Thomas S. (2010).

Si ringrazia sentitamente Domenico Coiante di ASPO-Italia per le discussioni, i dati forniti, la profonda conoscenza sull’energia e l’onestà intellettuale.

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6 Responses to Quanto costa l’energia, davvero

  1. markogts scrive:

    Scusa, il 7% di costi di decommissioning e gestione scorie chi lo ha stabilito, lo Spirito Santo? I rarissimi casi reali dove un decommissioning è stato fatto parlano di cifre ben diverse. Quando Sellafield sarà un parco con giostre per bambini, potremo tirare le somme di quanto costa DAVVERO il nucleare.

    Il problema è l’attualizzazione dei costi: quando si fa partire il progetto finanziario di una centrale nucleare, il tasso di sconto fa sembrare piccoli i costi che saranno dovuti tra cinquant’anni. Questo però nell’assurda ipotesi di un’economia in perenne crescita esponenziale. La realtà è che oggi siamo più poveri di quando le centrali nucleari hanno cominciato a essere costruite e all’epoca nessuno ha messo da parte soldi per il decommissioning, così come oggi nessuno li mette da parte per il decommissioning che avverrà fra cinquant’anni. Morale: ci scarichiamo, di generazione in generazione, edifici come questo.

    Per finire, ti cito una ricerca dell’università di Padova che sostiene che la grid parity del pv sia ormai vicina.

    • filippozuliani scrive:

      Il 7% esce dai numeri del modello standard della IEA. Un approfondimento sull’argomento lo trovi nella referenza (5).

      Per cio’ che riguarda il tuo link: l’articolo calcola il tempo per arrivare in grid parity incrociando il costo di produzione del solare fotovoltaico col prezzo del chilowattora sul mercato, che sono due cose diverse e non andrebbero confuse.

  2. Pingback: Germania: mai più nucleare? « Energia & Motori

  3. Pingback: Germania: mai più nucleare? | Filippo Zuliani

  4. Pingback: Pensieri sui quesiti del referendum del 12,13 giugno | Araba Fenice

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