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Consumo e produzioni lorde di elettricità in Germania (1990-2015)

Consumo interno lordo di energia elettrica e sue componenti distinte per fonte in Germania dal 1990 al 2015
Figura 1 ()

Note

  • I dati per la realizzazione del grafico sono tratti da un documento intitolato "Stromerzeugung nach Energieträgern 1990 - 2015" scaricabile dal sito dell'AGEB.

    2014
    2015
    Var.

    TWh
    TWh
    %
    Lignite 155,8 155,0 -0,5
    Carbone 118,6 118,0 -0,5
    Gas. Naturale 61,1 57,0 -6,7
    Petroliferi 5,7 5,5 -3,6
    Altri Combust. 27,0 26,0 -3,7
    Termoelettrica Tot. 368,2 361,5 -1,8
    Nucleare 97,1 91,5 -5,8
    Eolica 57,3 86,0 50,1
    Bioenergie 43,3 44,2 2,1
    Fotovoltaica 36,1 38,5 6,6
    Idroelettrica Nat. 19,6 19,5 -0,5
    Rinnovabile Tot.
    162,4 193,9 19,4
    Saldo Estero
    -35,6 -50,1 40,7
    Consumo Int. Lordo
    592,1 596,8 0,8
    Da notare che spesso l'AGEB apporta rettifiche anche ai dati di uno o due anni prima.
  • Il Consumo Interno Lordo (CIL) è la somma delle varie produzioni nazionali lorde (l'energia misurata all'uscita dei generatori senza sottrarre i consumi per i servizi ausiliari degli impianti) più il saldo degli scambi con l'estero (+importazioni, -esportazioni).
  • Per l'idroelettrico si considera la produzione naturale, ovvero escludendo quella derivante dall'utilizzo di acqua pompata dal basso consumando energia.
  • La linea tratteggiata in verde chiaro rappresenta l'obiettivo di produzione rinnovabile pari al 38,6% del CIL da raggiungere nel 2020 così come dichiarato nel National renewable energy action plan (NREAP) previsto dalla Direttiva europea 2009/28/CE.
    La linea tratteggiata in verde scuro rappresenta il medesimo tipo di obiettivo indicato successivamente dal Governo Federale nel documento di programmazione chiamato "Energiewende" ("Cambiamento energetico") pari al 35% del CIL.

* * * * *

Come si può notare il Consumo Interno Lordo tedesco è decisamente superiore a quello italiano sia in virtù di una popolazione maggiore (82 milioni contro 61) che di un PIL pro capite maggiore, oltre agli effetti di un clima più rigido del nostro. Ad ogni modo nel periodo considerato il CIL tedesco si è incrementato solo del 8,4%, rispetto a circa il 31,5% dell'Italia. A questo scarso incremento contribuisce anche l'ammodernamento dell'inefficiente apparato produttivo della zona Est dopo la riunificazione con l'Ovest.
L'andamento, a partire dai primi anni 2000, è molto simile tra i due paesi e mostra un progressivo rallentamento dei consumi a partire dal 2007 che sfocia poi nel crollo del 2009. Dopo il "rimbalzo" del 2010 i consumi in Germania hanno proseguito con una tendenza a leggero regresso.

Il rallentamento dei consumi di questi ultimi anni non può essere spiegato solo come una conseguenza della crisi economica. Infatti escludendo il 2009 i valori reali del PIL tedesco hanno mostrato dal 2007 sempre variazioni positive. E` evidente che hanno influito anche cause strutturali relative al diverso peso dei vari settori economici e a politiche di risparmio ed efficienza energetica, al pari di quanto detto a proposito del CIL italiano.
Ad esempio, il dato dei consumi in leggero calo della Germania nel 2011 in una condizione di PIL al +3,3% non può che derivare da politiche di contenimento dei consumi, rese necessarie dalla scelta di chiudere alcune tra le più vecchie centrali nucleari sul proprio territorio.

Il termoelettrico tedesco in termini assoluti potrebbe tranquillamente soddisfare tutti i consumi italiani, comunque non mostra in questo periodo degli incrementi marcati e continuativi come accaduto in Italia, questo grazie all'incremento della produzione nucleare prima, e di quella rinnovabile poi. Infatti in termini relativi la quota termoelettrica tedesca è passata lentamente da circa il 70% a livelli prossimi al 60% (vedi figura 2).

Quota percentuale delle diverse fonti sul Consumo Interno Lordo di energia elettrica in Germania dal 1990 al 2015
Figura 2 ()

In termini assoluti il termoelettrico ha raggiunto il picco di produzione assoluta nel 2007, esattamente come in Italia. Il crollo del 2009 è stato invece meno incisivo in Germania (-8,2%) che in Italia (-14,2%), dove peraltro questa fonte ha mostrato successivamente una tendenza ad ulteriori ribassi, tanto che oggi complessivamente la quota di termoelettrico italiana risulta ben inferiore.

Produzione lorda di energia termoelettrica per tipo di combustibile fossile in Germania dal 1990 al 2015
Figura 3 ()
Quota percentuale dei diversi combustibili fossili sul Consumo Interno Lordo di energia elettrica in Germania dal 1990 al 2015
Figura 4 ()

Osservando il dettaglio della produzione termoelettrica per tipo di combustibile fossile risulta chiaro come questo settore sia sempre stato dominato dal carbone senza particolari stravolgimenti (in Italia invece abbiamo assistito ad una grande transizione da prodotti petroliferi a gas naturale). Ad ogni modo la produzione da carbone è andata tendenzialmente calando in funzione di una sostituzione con il gas naturale. Solo negli ultimi due anni si intravvede una possibile inversione della tendenza.
Questo particolare aspetto era già stato evidenziato gli anni scorsi. La produzione di energia elettrica da impianti che funzionano a gas naturale (per la gran parte cicli combinati) è caratterizzata da costi marginali più alti e maggiore flessibilità rispetto agli impianti che funzionano a carbone. Il forte incremento di energia rinnovabile intermittente dai bassi costi marginali degli ultimi anni tende quindi ad escludere dal mercato per primo proprio il gas naturale.
Il carbone oltretutto in Europa sta attraversando una fase particolarmente favorevole. Da una parte il forte incremento della produzione di gas naturale da scisti bituminosi (shale gas) degli Stati Uniti ha "liberato" una gran quantità di carbone sul mercato facendone scendere il prezzo in modo continuativo da almeno due anni (anche grazie ad una domanda fiacca a causa della crisi economica). Dall'altra il mercato europeo delle emissioni di CO2 (Emissions Trading System), uno strumento che doveva proprio penalizzare l'uso del carbone, ha visto il prezzo dei titoli scendere su livelli di 4-5 euro/tCO2 nel 2013 quando nel 2008 era superiore ai 20 euro. Anche questo causato dalla fase di recessione economica oltre che da una gestione non ottimale del sistema.
Come risultato l'uso del carbone negli ultimi tempi è in crescita un po' in tutta Europa. In Germania in particolare, oltre a quanto detto, il successo di questo combustibile deriva anche dalla possibilità di sfruttare i giacimenti locali di lignite (una tipologia di carbone meno pregiata ma più facile da estrarre). Oltretutto le centrali a carbone per le loro caratteristiche di continuità di produzione si prestano molto bene a sostituire le centrali nucleari che sono state chiuse nel frattempo.
Il buon momento del carbone, comunque, potrebbe non durare a lungo. Un'eventuale ripresa dei prezzi di mercato o del valore dei titoli di emissione potrebbe nuovamente cambiare la carte in tavola. Inoltre le centrali a carbone di nuova generazione costeranno più delle vecchie dovendosi adeguare a nuove normative più stringenti sull'inquinamento. Ad esempio, nel 2015 è stato raggiunto un accordo per arrivare a chiudere 2,7 GW di centrali a lignite. Anche la produzione di energia da fonti rinnovabili intermittenti continuando a crescere arriverà ad un livello in cui inizierà ad intaccare il carico di base e quindi a dare fastidio anche a carbone. Sotto questo punto di vista le centrali a gas naturale nel medio-lungo periodo sono viste come la soluzione ideale per la convivenza con le rinnovabili perché grazie alla loro flessibilità potranno quantomeno offrire servizi di supporto e copertura all'intermittenza di produzione di queste fonti, cosa quasi impossibile per le centrali a carbone.
Nel complesso, quindi, il futuro, anche prossimo, del carbone è abbastanza incerto e per ora l'unico paese che sta investendo in nuove centrali è proprio la Germania dove quindi si prevede che questa fonte mantenga un ruolo centrale ancora per diversi anni. Nel resto d'Europa, compresa l'Italia, non sembra che il carbone abbia grandi prospettive davanti a sé. A tal proposito si legga l'interessante articolo di approfondimento pubblicato sulla Newsletter del GME di novembre 2013.

La produzione di energia nucleare in Germania ha continuato a crescere fino alla fine degli anni'90 riuscendo a raggiungere la quota massima del 31% sul CIL nel 1997.
Nel 2001 il Governo tedesco si è accordato con i produttori di energia per attuare un programma di uscita dal nucleare che prevedeva una vita operativa media dell'insieme degli impianti installati di 32 anni e il divieto di costruirne di nuovi. Come si vede nel 2007 c'è stato un primo significativo calo della produzione come conseguenza della chiusura (in teoria, temporanea) delle centrali di Krümmel e Brunsbüttel.
Nel 2010 il Governo (di diverso colore politico rispetto al 2001) ha sospeso il programma di uscita dal nucleare sancendo una estensione della vita dei reattori.
Tale posizione è durata poco visto che nel marzo 2011, come conseguenza dell'incidente nucleare di Fukushima, è stata decisa una moratoria sulla sospensione e addirittura la chiusura definitiva e immediata di otto tra i reattori più vecchi o inaffidabili (compresi i due già menzionati), come si vede dal calo di produzione del 2011. Un mese dopo veniva ripristinato anche il precedente piano di uscita dal nucleare. Informazioni più dettagliate sulla situazione del nucleare tedesco le trovate qui.
Attualmente, quindi, è prevista una chiusura progressiva dei restanti nove reattori destinata a concludersi nel 2022. Negli anni successivi non sono state chiuse altre centrali quindi la leggera tendenza al ribasso nel periodo 2012-2014 deriva da questioni tecniche (manutenzioni) o commerciali. Nel 2015 ha invece chiuso come previsto la centrale di Grafenrheinfeld con un effetto immediato sulla produzione, come si può vedere.

I dati rivelano anche la tipica tendenza del nucleare a mantenere una produzione rigida, poco incline a seguire le variazioni dei consumi. Lo si può notare con l'andamento tenuto dal nucleare nel 2008 e 2009 quando non ha seguito il calo dei consumi così come ha fatto il termoelettrico. Tale rigidità non deriva solo da questioni tecniche relative alla difficoltà degli impianti di variare la loro produzione, ma anche da questioni economiche relative alla caratteristica di mantenere bassi costi variabili di produzione (ovvero bassi costi marginali) che rendono sempre preferibile per queste centrali produrre a piena potenza anche quando la domanda (e quindi i prezzi) sono bassi.
Peraltro in Germania, come abbiamo visto, anche il termoelettrico è caratterizzato da una certa rigidità (sicuramente più che in Italia) a causa dell'intenso uso delle centrali a carbone che sotto questi aspetti sono simili al nucleare.

La fonte rinnovabile in Germania ha iniziato a mostrare incrementi significativi a partire dal 2000 con una media ad oggi di 8,8 TWh aggiunti ogni anno. Nel 2011 e 2012, probabilmente anche per l'effetto delle decisioni prese in ambito nucleare, la produzione ha avuto un ulteriore accelerazione e ha segnato incrementi in entrambi gli anni di circa 19-20 TWh per poi rallentare nuovamente. Nel 2015, grazie più che altro ad un super eolico gonfiato dal vento, la produzione rinnovabile ha avuto un incremento mai visto (ben 31,5 TWh).
Complessivamente nel 2015 la quota delle rinnovabili in Germania ha fatto un balzo verso il 32,5% del CIL (figura 2), inferiore alla quota raggiunta dall'Italia (circa il 34%) che può godere di un idroelettrico ben maggiore.

Nel 2011 l'aumento della produzione rinnovabile non era riuscito a compensare la consistente diminuzione del nucleare causata dalla chiusura di diverse centrali tanto che era stato necessario rimodulare il saldo estero (-esportazioni, +importazioni). La questione era aggravata dal fatto che le fonti rinnovabili intermittenti non sono in grado di sostituire "alla pari" la produzione nucleare perché non possiedono il carattere di programmabilità e continuità di quella fonte. Ciò significa che anche avendo a disposizione una quantità sufficiente di energia rinnovabile, per compensare il nucleare sarebbe comunque necessario recuperare altra energia con i caratteri richiesti. Questa può essere prodotta internamente utilizzando altre fonti, oppure può essere importata dall'estero. Osservando quanto successo dal 2012 in poi sembra che la Germania abbia optato per la prima soluzione.

Il corposo incremento delle rinnovabili dal 2011 al 2013 (47,1 TWh) numericamente avrebbe compensato da solo tutto il calo del nucleare (-43,3 TWh) riuscendo perfino a far avanzare qualcosa. In realtà però nello stesso periodo la produzione da carbone-lignite è aumentata di 20,3 TWh, in controtendenza rispetto alla domanda di energia e alle altre fonti termoelettriche. E` evidente che le centrali a carbone-lignite con i loro bassi costi marginali sono state utilizzate per sostituire in parte il nucleare nel gestire il carico di base. Tale produzione è stata compensata dal calo di ben 25,8 TWh delle altre fonti termoelettriche caratterizzate da più alti costi marginali, tanto che nel complesso il saldo è pure negativo. Non abbastanza, però, perché nel frattempo i consumi sono calati di 17,8 TWh. Tutto ciò significa proprio che non è stato possibile utilizzare una parte di energia rinnovabile per sostituire le altre fonti (principalmente quelle del carico di base), creando una maggiore eccedenza di produzione da esportare verso l'estero. La tendenza è ben evidente nei grafici e l'elevato saldo negativo (ovvero sbilanciato verso le esportazioni) di 50,1 TWh del 2015 in corrispondenza di una super produzione eolica ne è l'esempio più chiaro.

Se avessero usato le importazioni per avere l'energia programmabile che serviva, avrebbero potuto far meno ricorso al carbone e sarebbero state compensate dalle esportazioni di energia rinnovabile, mantenendo il saldo con l'estero su valori più normali. Ovvio che la scelta è influenzata molto da questioni di mercato. Se grazie alle miniere di lignite locali e al particolare momento favorevole del carbone il prezzo dell'energia prodotta internamente in Germania è minore di quello dell'energia prodotta nei paesi vicini, è normale che da un punto di vista prettamente commerciale ci sia difficoltà ad importare energia. Cambiare questo meccanismo richiederebbe quindi una precisa scelta politica (come in parte sta accadendo, vedi la chiusura delle centrali a lignite).

Per quanto riguarda gli obiettivi previsti per il 2020, nel piano di azione nazionale sulle energie rinnovabili (NREAP) sono stati dichiarati consumi elettrici con appena l'1,26% di incremento nello scenario di riferimento e addirittura un calo del 6,95% nello scenario di maggiore efficienza energetica rispetto ai valori del 2010. Ipotizzando per semplicità che i consumi rimangano esattamente quelli del 2010 (615,3 TWh), l'obiettivo NREAP al 2020 sarebbe di 237,5 TWh di energia rinnovabile (il 38,6%). Vista l'attuale produzione di 151,9 TWh, significa che per raggiungere l'obiettivo si dovrebbe avere un incremento di 43,6 TWh in cinque anni, ovvero un incremento medio annuale di 8,72 TWh. Da quando è stato presentato il piano di azione nel 2010, l'incremento medio di produzione rinnovabile in Germania è stato di 16,5 TWh ma il dato è falsato dal 2015 molto ventoso. In realtà non sarà facile raggiungere l'obiettivo NREAP visto anche che l'installazione di nuova potenza eolica ha rallentato nel 2015. Si tratta comunque di un obiettivo interno non vincolante; il vero obiettivo è quello sull'energia primaria ed è pari al 18% sui consumi finali lordi.
Per il settore elettrico è un po' più a portata di mano l'obiettivo definito successivamente nella
Energiewende.

Produzione lorda di energia elettrica rinnovabile per fonte in Germania dal 1990 al 2015
Figura 5 ()
Quota percentuale delle diverse fonti rinnovabili sul Consumo Interno Lordo di energia elettrica in Germania dal 1990 al 2015
Figura 6 ()

Dal dettaglio della produzione per tipo di fonte rinnovabile si può subito notare come, al contrario dell'Italia, l'idroelettrico abbia già perso da tempo il primato a favore delle "nuove" fonti. D'altra parte la produzione idrica tedesca è circa la metà di quella italiana.

L'eolico si conferma la prima fonte rinnovabile nonostante una produzione alquanto instabile (tipica di questa fonte). Il rallentamento registrato nel triennio 2008-2010 è imputabile più che altro a questioni atmosferiche visto che la potenza installata il quel periodo è andata comunque incrementando a ritmi di 1-2 GW l'anno. A partire dal 2013 c'è stata una certa accelerazione delle installazioni con valori intorno ai 3-4 GW l'anno. L'eolico è la fonte sulla quale in Germania si punta di più per il raggiungimento degli obiettivi di produzione rinnovabile.

Le bioenergie  sono la fonte che mostra l'andamento più regolare nel tempo e negli ultimi anni sta recuperando leggermente sull'eolico. In particolare nel 2012 ha fatto registrare il più elevato incremento nel periodo considerato (7,1 TWh). Nel 2015 le installazioni sembrano comunque ferme e la produzione già ne risente.

La fotovoltaica è la fonte che dal 2008 al 2014 ha avuto uno sviluppo molto veloce (in media 4,5 TWh/anno). A partire dal 2012, comunque, siamo in una fase di rallentamento. Al contrario dell'Italia, dove il fotovoltaico è la fonte sulla quale si è puntato di più, in Germania tale fonte è destinata a rimanere dietro l'eolico e forse anche le bioenergie. Non è tanto una questione di minore produttività, piuttosto dipende dal fatto che in Germania il picco stagionale dei consumi si ha in inverno, quando il solare produce meno. Tale aspetto tende a limitare il livello di penetrazione nel sistema, semplicemente perché è minore la quantità di energia che può essere concretamente utilizzata (va ricordato che si tratta di fonti non programmabili e per ora non esistono sistemi pratici ed economici per accumulare in massa l'energia su cicli lunghi). L'eolico in Germania tende invece ad avere un picco di produzione invernale, quindi si adatta meglio alla configurazione dei consumi locale. In Italia, paese più caldo, abbiamo due picchi stagionali di consumo, estate e inverno, con il primo in genere superiore al secondo, quindi da noi il solare è in grado di coprire in prospettiva una maggiore quota di consumi.


Commenti

La ricerca dei consumi elettrici tedeschi ha dato risultato. Un pochino a sorpresa.
Un saluto e l'augurio di buon lavoro.

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