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Solar Energy Report 2008

L’Energy & Strategy Group della School of Management del Politecnico di Milano ha presentato lo scorso 12 marzo nel corso di un convegno i risultati della ricerca: “Il sistema industriale italiano di fronte alla sfida delle energie rinnovabili: il futuro del made in Italy nel business dell'energia solare”.
Il Solar Energy Report, alla sua prima edizione, si è posto l’obiettivo ambizioso di fornire un quadro quanto più possibile completo ed esaustivo del business dell’energia solare in Italia, considerando le tre famiglie di tecnologie - fotovoltaico, termico e termodinamico - attraverso cui è possibile sfruttare il sole come fonte rinnovabile per la produzione di energia elettrica e/o termica, e analizzando le molteplici variabili tra loro interrelate che hanno impatto su questo business, a partire dalle diverse tecnologie attualmente disponibili o in fase di sperimentazione, passando per il quadro normativo che ne regolamenta e incentiva la diffusione e l’utilizzo, le dinamiche evolutive dei diversi “mercati” che ne rappresentano lo sbocco, per giungere infine all’articolazione delle “filiere” industriali, alle strategie ed ai modelli di business che contraddistinguono gli operatori, in particolare quelli italiani, attivi in questi mercati.
La ricerca che si è sviluppata attraverso il censimento di oltre 800 operatori attivi sul mercato italiano, la realizzazione di più di 100 casi di studio e di oltre 130 interviste a manager ed esperti del settore, ha permesso non soltanto di fare chiarezza sullo stato dell’industria del solare in Italia ma anche di avanzare ipotesi interpretative e definire gli scenari più verosimili, con i quali il “sistema Italia” sarà chiamato a confrontarsi nei prossimi anni nei diversi settori del fotovoltaico, termico e termodinamico.

Fotovoltaico
L’impiego del sole per la produzione di energia elettrica attraverso il cosiddetto effetto fotovoltaico, ovvero la generazione di corrente elettrica per esposizione di un materiale semiconduttore, rappresenta di gran lunga il principale business solare in Italia, con un volume di affari che nel 2008 è stato di poco inferiore a 1,1 mld € ed una potenza installata complessiva superiore a 300 MW (+ 150% rispetto al 2007).
In oltre il 90% dei casi la tecnologia impiegata negli impianti fotovoltaici italiani (ma le cifre variano di pochissimo anche se si prende in considerazione il mercato europeo, con i suoi quasi 9 GW di potenza installata, o l’intero mercato mondiale, che supera i 14 GW) si basa sull’impiego di celle fotovoltaiche in silicio mono (43,2% della potenza installata) o policristallino (46,1%).
Nonostante gli sforzi dei ricercatori, le celle al silicio – le prime a fare la loro comparsa sul mercato nel 1954 – sembrano ormai avere raggiunto la maturità, con ridotte possibilità di miglioramento della loro efficienza.
Candidati principali a dominare la “seconda generazione” nelle tecnologie fotovoltaiche, con una quota di mercato già oggi del 10% ma destinata a più che triplicare nei prossimi 10 anni, sono i moduli a film sottile (al silicio amorfo, al telloruro di cadmio o ai composti ternari come indio, gallio, selenio e rame), che ai livelli di efficienza attuali dell’ordine del 6-11% affiancano per loro natura una maggiore facilità di impiego e di inteattravergrazione architettonica e minori costi (con attese di riduzione sino circa 1 €/W), potendo essere “depositati” sulla superficie di supporti di diversa natura.
La ricerca si muove però anche in almeno altre due direzioni: le celle cosiddette di terza generazione (DSC, organiche e ibride), per le quali si punta ad avere costi di produzione ulteriormenter idotti ed i sistemi a concentrazione, che si propongono di sfruttare l’effetto della concentrazione della luce solare giungendo (anche se con costi elevati, stimabili circa in 5 €/W) a livelli di efficienza anche superiori al 20%.
Per comprendere il sopra citato sviluppo del fotovoltaico in Italia, al di là delle evoluzioni tecnologiche in atto, è necessario tuttavia considerare il ruolo fondamentale del quadro normativo. Nel 2007 con il cosiddetto Nuovo Conto Energia l’Italia – in questo rifacendosi all’esperienza di altri paesi europei come la Germania – ha finalmente introdotto un efficace sistema di tariffe feed-in, ossia compensi di ammontare predeterminato e costante nel tempo, riconosciuti al titolare dell’impianto per ogni kWh di energia elettrica prodotto.
E’ necessario che al sistema di tariffe feed-in si accompagnino delle politiche industriali a sostegno della ricerca, dello sviluppo tecnologico, e degli investimenti in capacità produttiva, per permettere agli operatori nazionali di crescere e rafforzarsi, appropriandosi degli incentivi alla produzione di energia fotovoltaica in essere.
Le previsioni sull’evoluzione del mercato appaiono estremamente positive, con il raggiungimento del limite massimo di potenza incentivabile attraverso il Nuovo Conto Energia (1.200 MW) nell’arco di due anni. A supportare queste previsioni di crescita vi è anche l’analisi geografica della potenza installata, che cresce al diminuire della latitudine delle Regioni italiane, e quindi del loro livello medio di irraggiamento.
La “filiera” del fotovoltaico in Italia
Il censimento condotto permette di stimare in oltre 630 il numero delle imprese (sia italiane che straniere) che operano nelle diverse aree di business in cui la filiera si articola, a cui si aggiungono alcune migliaia di operatori locali, coinvolti principalmente nella fase di installazione dell’impianto nel segmento residenziale, e oltre 350 banche e istituti di credito attivi nel finanziamento degli impianti. Il 74% degli installatori e dei distributori è effettivamente italiano. La percentuale di operatori originari del nostro paese scende tuttavia al 38% se si passa alla fase di realizzazione di celle e moduli. Le imprese italiane sono totalmente assenti, invece, nella produzione del silicio e wafer. Inoltre, solo il 2% delle imprese straniere attive in queste fasi opera in Italia con una prorpia filiale produttiva. La mancanza di operatori italiani lascia qui sempre maggior spazio all’import puro, ossia neppure veicolato da una sede di un qualche rilievo nel nostro Paese.
Degli oltre 450 mln € di margine operativo lordo generato nel 2008 dal business del fotovoltaico in Italia, solo 180 mln € (ovvero il 28%) sono appannaggio di imprese italiane. Il sistema Italia non deve lasciarsi sfuggire l’importante opportunità rappresentata dal business del fotovoltaico. Le strade a disposizione sono almeno tre e da percorrere tutte contemporaneamente.
Introdurre – a fianco del Conto Energia – meccanismi di politica industriale che incentivino direttamente o indirettamente (ad esempio attraverso sgravi fiscali) la ricerca e gli investimenti produttivi nelle fasi più a monte della filiera, soprattutto verso le tecnologie più innovative e promettenti.
Incrementare, con un impegno forte nel breve periodo da parte delle imprese italiane, la capacità produttiva (per i moduli ad esempio già passata da 150 MW nel 2007 a 440 MW nel 2008) al fine di non lasciarsi sfuggire le opportunità di crescita del mercato italiano e dei più promettenti paesi europei (Grecia, Francia ed est Europa) nei prossimi 4-5 anni.
Concentrare gli sforzi, vista l’impossibilità di competere con i big del silicio, sul film sottile, alternativa tecnologica emergente che quasi tutti gli analisti riconoscono come destinata a guadagnare una quota rilevante del mercato a partire dai prossimi dieci anni.
 
Solare termico
Le prime applicazioni del solare termico in Italia risalgono alla fine degli anni ’70, nel periodo dell’austerity e della crisi energetica, con la campagna di incentivi promossa dall’Enel (allora a tutti gli effetti azienda "di Stato"). Una volta chiusasi la campagna di incentivi il mercato si è sostanzialmente arrestato per poi riprendere con vigore negli ultimi tre anni.
Nel 2008, in Italia sono stati installati 280 MWth di solare termico, corrispondenti a circa 400.000 metri quadrati di pannelli, per un controvalore di circa 200 mln € (+66% rispetto al 2007), cui vanno aggiunti altri 160 mln € per le attività di messa in opera degli impianti.
La quasi totalità degli impianti è utilizzata per il riscaldamento dell’acqua sanitaria o di edifici. A prevalere sono inoltre le piccole installazioni, con solo il 10% degli impianti con una superficie totale di esposizione superiore a 30 metri quadrati (equivalenti a circa 25 kWth).
I collettori piani vetrati, ovvero la tecnologia più “matura” nell’ambito del solare termico, rappresentano la soluzione di gran lunga più diffusa, essendo utilizzati nel complesso in circa l’82% del totale degli impianti installati in Italia. Essa è seguita a distanza dai più innovativi ed efficienti collettori sottovuoto. A livello europeo e internazionale si va diffondendo un notevole interesse rivolto allo sviluppo di nuovi materiali, in grado di incrementare l’efficienza di trasformazione dell’energia irraggiata in calore, e soprattutto di sistemi di “raffrescamento solare”, ove l’energia termica proveniente dalla fonte solare è impiegata per la produzione di freddo.
Per quanto riguarda il quadro normativo in essere il principale meccanismo d’incentivazione per il solare termico, introdotto dalla Finanziaria 2007 e successivamente confermato dalla Finanziaria 2009 almeno sino al 2011, è certamente rappresentato dalla detrazione fiscale IRPEF o IRES del 55% delle spese sostenute per gli interventi di riqualificazione energetica, tra i quali rientra a pieno titolo l’installazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda sanitaria.
Nel corso del 2007 (ultimi dati di dettaglio disponibili) circa un quarto delle oltre 106.000 domande di accesso al meccanismo di detrazione fiscale per gli interventi di riqualificazione energetica hanno riguardato l’installazione di impianti solari termici.
Di più controversa interpretazione appare invece la norma del 2006 che riguarda l’obbligo, per gli edifici di nuova costruzione e nel caso di nuova installazione (o ristrutturazione) di impianti termici, di coprire almeno il 50% del fabbisogno annuo richiesto dall’utenza per la produzione di acqua calda sanitaria da fonti rinnovabili (in particolare solare termico). Sebbene da un lato, l’introduzione del principio di obbligatorietà rappresenti un indubbio stimolo allo sviluppo del  settore, dall’altro lato, gli operatori intervistati hanno avanzato dei seri dubbi, soprattutto in merito al rischio che nel mercato possano prevalere soluzioni low cost che avvantaggerebbero oltre modo i produttori del Sud-Est asiatico.
Nonostante gli effetti della crisi ed il rallentamento – già in corso da alcuni anni ed ulteriormente accentuatosi nel corso del 2008 – del mercato dell’edilizia, è tuttavia possibile tracciare un quadro positivo per il futuro. Dopo un iniziale rallentamento della crescita nel 2009 e nel 2010 – dovuto soprattutto ai problemi di sottodimensionamento della capacità produttiva da parte degli operatori italiani (in un periodo di crisi difficilmente risolvibili) – è prevedibile una ripresa decisa del mercato che, grazie anche alla maggiore diffusione presso i clienti industriali, lo porti a valori superiori a 1,5 GWth di installazioni annue nel 2015.
 
Solare termodinamico
Il solare termodinamico rappresenta indubbiamente una delle “frontiere” più interessanti dello sfruttamento dell’energia proveniente dal sole per la produzione di energia elettrica.
Innanzitutto per una ragione di carattere prettamente tecnologico. Gli impianti solari termodinamici si basano sul principio di concentrazione della radiazione solare. Attraverso i cosiddetti “campi solari”, ossia distese di specchi, l’energia solare viene concentrata verso un “ricevitore” che utilizza il calore generato – che può raggiungere i 1.000 °C – per avviare un processo termodinamico, del tutto simile a quelli utilizzati nei tradizionali impianti termoelettrici, per la produzione di energia elettrica. Le tecnologie attualmente disponibili sono soltanto quattro: i collettori parabolico-lineari (parabolic trough), presenti in 10 degli 11 impianti attualmente in funzione; i sistemi a torre solare (solar tower), che rappresentano la soluzione impiegata nel più grande impianto in funzione sul suolo europeo (il PS10 in Spagna); i concentratori a disco-parabolico (solar dish) e i collettori lineari di Fresnel (compact linear Fresnel reflector), dei quali esistono solo piccole installazioni sperimentali.
All’apparente semplicità del principio di funzionamento, si contrappone l’estrema complessità tecnologica del "ricevitore" – evidentemente sottoposto a sollecitazioni termiche elevatissime– ma anche del sistema nel suo complesso (comprendendo anche il serbatoio di accumulo) – per il cui dimensionamento è necessario tener conto della estrema difficoltà di garantire una adeguata continuità e stabilità di esercizio.
Altro fattore rilevante è la "taglia" degli impianti solari termodinamici. A differenza di quanto accade nel fotovoltaico, infatti, ove la dimensione dei singoli impianti non supera se non in rarissimi casi i 10 MW, gli impianti solari termodinamici raggiungono livelli di potenza che vanno da qualche decina sino a oltre 500 MW, questi ultimi in particolare con una "taglia" confrontabile con quella delle centrali di produzione elettrica da fonti fossili. Anche la "capacità produttiva" degli impianti solari termodinamici è decisamente maggiore di quelli fotovoltaici. Se il fotovoltaico rappresenta sicuramente un’enorme opportunità per favorire l’affermarsi di un paradigma di generazione distribuita, il solare termodinamico è invece più simile – potenzialmente – al tradizionale sistema delle centrali di produzione di energia elettrica. Il divario da colmare è ancora forte, con una capacità produttiva che per le centrali termoelettriche di ultima generazione alimentate da fonti fossili supera i 5 GWh per ogni megawatt di potenza installata. Il solare termodinamico rappresenta tuttavia un’importante opportunità per incrementare rapidamente il livello di indipendenza energetica dalle fonti fossili.
Il mercato sembra avere imboccato decisamente la strada della crescita. Nei prossimi 5 anni, tenendo conto degli impianti attualmente in progettazione – e della necessità di almeno 3-4 anni dalla conclusione delle fase di progettazione alla messa in funzione degli impianti – è plausibile attendersi una crescita vertiginosa della potenzainstallata sino a raggiungere oltre 6 GW, con investimenti in gioco che superano i 30 mld €.
L’Europa è destinata a guadagnarsi, dopo gli USA, un ruolo di primo piano nel solare termodinamico, con una quota complessiva del 29% del totale di nuova potenza installata. Va sottolineato, tuttavia, come il contributo europeo sia in realtà monopolizzato (per oltre il 95%) dalla Spagna, che grazie ad un meccanismo di incentivazione particolarmente stimolante ha in progetto 27 nuovi impianti per un totale di oltre 2 GW.
L’Italia, con il progetto Archimede (da 20 MW) e nessun altro impianto in fase di realizzazione, appare al momento poter giocare un ruolo solo marginale in questo comparto, assai lontana dai primi posti nel ranking dei paesi “solari” termodinamici.
 
Per ulteriori informazioni
www.energystrategy.it 
 

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