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Prezzi orari del mercato elettrico (2007-2012) e influenza del fotovoltaico

Prezzi orari mercato elettrico 2012
I prezzi medi orari sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012
Figura 1 - I prezzi medi orari sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012 ( immagine a dimensione piena )

Note

  • I dati per la realizzazione del grafico sono tratti dalle statistiche messe a disposizione dal Gestore dei Mercati Energetici (GME) e riguardano il Mercato del Giorno Prima (MGP) che è il principale mercato a pronti dell'energia elettrica in Italia.
  • I prezzi medi orari sono stati calcolati come media aritmetica dei singoli valori orari di ogni giorno dell'anno.

Commento

Per poter fare alcune valutazioni su questi dati è opportuno calcolare la media aritmetica del prezzo sulle 24 ore di ciascuna serie, ovvero il prezzo medio giornaliero, e il relativo scarto quadratico medio (chiamato anche deviazione standard).


2007
2008
2009
2010
2011
2012
Media
71,0
87,1
63,8
64,2
72,2
75,5
SQM
27,2
25,5
19,4
13,9
12,1
15,4

Come si può vedere i prezzi medi hanno avuto un incremento notevole nel 2008, raggiungendo il valore massimo, per poi crollare al minimo subito l'anno dopo, il 2009, a causa della crisi economica globale. In seguito il prezzo è andato crescendo, soprattutto nel 2011, anche se rimane ancora lontano dal picco precedente. Nel 2013 il prezzo dovrebbe avere un discreto calo (nei primi 5 mesi siamo intorno a 62 euro/MWh).

Le variazioni di prezzo annuali sul mercato elettrico dipendono essenzialmente dalle fluttuazioni di prezzo dei combustibili fossili sui mercati internazionali dove vengono trattati. Ciò accade sia perché il nostro sistema elettrico è ancora in gran parte basato su questa risorsa, sia perché il termoelettrico tradizionale, essendo un sistema di produzione con costi marginali superiori rispetto alle altre tecnologie con cui compete nella specifica parte di mercato, tende a vendere l'energia per ultimo (in base all'ordine di merito) finendo quindi molto spesso per essere la fonte che "fa il prezzo" (tecnologia marginale).

La forma della curva dei prezzi

Andando ad osservare la distribuzione oraria media rappresentata nel grafico si nota subito la presenza di due picchi giornalieri del prezzo posizionati in corrispondenza dei due momenti di massima richiesta di energia (10-11, 19-20) che vanno a formare un tipico andamento a forma di W rovesciata.
La relazione tra alti consumi orari e prezzo più elevato non dipende tanto da una questione di semplice speculazione di mercato legata alla domanda e offerta, quanto dal fatto che la potenza degli impianti necessaria per coprire i picchi di consumo giornalieri è destinata ad essere utilizzata solo per poche ore al giorno. In questo modo i costi fissi relativi all'impianto devono essere ripartiti su una produzione più bassa facendo aumentare i costi unitari e quindi il prezzo al quale è necessario vendere l'energia sul mercato. Gli impianti che invece sono destinati a coprire il livello base dei consumi (il cosiddetto carico di base) producono energia in modo più costante, anche 24 ore su 24, quindi hanno la possibilità di ripartire i costi su una produzione maggiore. Questo in linea generale, poi, come detto, il prezzo sul mercato è influenzato particolarmente dai costi marginali. Gli impianti destinati a produrre per poche ore al giorno tendono ad avere una struttura dei costi "leggera", ovvero caratterizzata da una maggiore incidenza dei costi variabili rispetto ai fissi. Generalmente ciò implica avere costi marginali più alti rispetto ad altre tecnologie e quindi la necessità di garantirsi un prezzo più alto sul mercato per avere dei margini lordi di guadagno adeguati.

Si può notare come la forma di W rovesciata che caratterizza i tracciati sia più marcata nel passato rispetto al presente. Statisticamente questo aspetto è rappresentato dal valore dello scarto quadratico medio che misura la dispersione dei dati rispetto alla media, ovvero la tendenza ad avere “alti e bassi” tra i 24 valori orari di ogni serie annuale. Si nota che, a prescindere dalle variazioni del prezzo, questo indice sia rimasto in continuo calo dal 2007 fino al 2011, indicando una generale tendenza ad avere variazioni orarie più contenute. Anche se nel 2012 il valore è tornato a crescere, siamo sempre su livelli bassi rispetto al passato.
Questo fenomeno può avere diverse motivazioni. A partire dal 2008 la produzione rinnovabile nel suo complesso ha iniziato ad incrementarsi in modo sostenuto, apportando sul mercato energia a bassi costi marginali (alta priorità nell'ordine di merito) che ha progressivamente tagliato fuori una parte degli impianti più costosi, soprattutto in corrispondenza dei picchi di consumo. Nello stesso periodo si avviava a conclusione il processo di ammodernamento del sistema di produzione termoelettrico, iniziato 10-15 anni prima, che ha portato ad un'ampia diffusione delle centrali a ciclo combinato a gas e alla chiusura o inutilizzo di molte vecchie centrali termoelettriche, soprattutto a olio combustibile (vedi quanto scritto per il grafico sulla potenza installata). La maggiore efficienza e flessibilità di queste centrali ha consentito di limare verso il basso il prezzo dei picchi diurni di consumo. Peraltro questo è il motivo che ha portato dalla metà degli anni 2000 ad un progressivo abbandono della pratica dei pompaggi negli impianti idroelettrici che aveva la sua utilità proprio nello sfruttare il differenziale di prezzo tra giorno e notte. L'ultimo motivo riguarda semplicemente l'organizzazione del mercato che stabilisce i prezzi (l'MGP, il Mercato del Giorno Prima), che ha iniziato l'attività solo nel 2004. Il progressivo affermarsi di questo mercato e l'incremento del numero di partecipanti, che in otto anni è quasi triplicato (vedi qui), ha sicuramente contribuito a "normalizzare" l'andamento del prezzo orario.

L'effetto del fotovoltaico

Se si considera l'incremento di prezzo avuto dal 2007 al 2008 si nota come sia distribuito in modo abbastanza uniforme nelle ore della giornata. L'analogo aumento avuto dal 2010 al 2011 e dal 2011 al 2012 mostra invece un andamento diverso con un evidente “schiacciamento” nelle fasi centrali della giornata.

Effetto del fotovoltaico sui prezzi medi orari del mercato elettrico (MGP) in Italia nel 2011 e 2012
Figura 2 - Effetto del fotovoltaico sui prezzi medi orari del mercato elettrico (MGP) in Italia nel 2011 e 2012 ( immagine a dimensione piena )

Nel 2011 si è registrato il primo grande apporto di energia fotovoltaica con circa 9 TWh di incremento annuale e 11 TWh di produzione totale, e nel 2012 si è avuta quasi una replica con circa altri 8 TWh di incremento e 19 TWh di produzione totale. L'energia fotovoltaica, come è ovvio, tende a concentrarsi nelle ore della giornata in cui il sole è più alto. Questo fatto la rende particolarmente “identificabile” negli effetti che può esercitare sul mercato elettrico e peraltro è anche il suo più grande limite visto che in questo modo è più facile arrivare ad un livello di “saturazione”. L'eolico è molto meno identificabile perché la produzione può coprire tutte le 24 ore e in tal senso ha meno problemi del fotovoltaico, in compenso è una fonte più imprevedibile.
Quindi, la compressione del prezzo a metà giornata è causata da un riduzione dei prezzi come conseguenza dell'immissione sul mercato di nuova energia fotovoltaica.
Essendo questa nuova energia caratterizzata da Prezzi orari Sicilia 9 aprile 2012bassissimi costi marginali (non ci sono costi variabili come quelli per i combustibili), viene collocata sul mercato prima delle altre a prezzi molto bassi e se presente in quantità considerevole è in grado addirittura di portare il prezzo su valori pari o prossimi a zero. E` quello che è accaduto, ad esempio, il giorno festivo del 9 aprile 2012 (pasquetta) in Sicilia, dove i bassi consumi tipici dei giorni di festa e la presenza di sole e vento hanno saturato il mercato locale con energia rinnovabile portando il prezzo a zero per ben tre ore di fila (14-16), ma è una situazione che ormai è possibile trovare anche a livello nazionale. Ovviamente per "saturare" non si intende il raggiungimento del 100% di produzione rinnovabile, che nel caso di fonti intermittenti sarebbe impossibile per questioni di sicurezza del sistema elettrico (vedi quanto era stato scritto sui limiti di penetrazione delle fonti intermittenti), ma di quote sufficientemente elevate da obbligare la residua quota di centrali termoelettriche a competere tra loro vendendo a prezzi molto bassi o nulli pur di non essere costrette a fermare la produzione.

Tornando al grafico dei prezzi orari, è possibile notare anche un effetto di “inversione” del picco principale, ovvero il 2011 e il 2012 sono gli unici anni in cui il picco più alto è quello serale e non quello mattutino. Questa situazione non è imputabile solo all'abbassamento dei prezzi del primo picco ma anche ad un innalzamento dei prezzi del secondo picco. Si tratta di un probabile fenomeno di compensazione per cui gli impianti di produzione (prevalentemente termoelettrici) dopo aver "subito" un calo dei prezzi (e quindi dei ricavi) a metà giornata causato dal fotovoltaico, tendono a "rifarsi" incrementando il prezzo nelle ore serali. Finché tale comportamento è orientato ad un recupero della quota dei costi fissi, che risulta maggiore a causa dell'utilizzo degli impianti per un numero minore di ore, o ad incrementi dei dei costi variabili, imputabili ad inefficienze dovute alla necessità di adattarsi alla produzione intermittente rinnovabile, l'aumento del prezzo è da considerarsi legittimo. Non lo è se gli impianti tradizionali pretendessero di recuperare tutti i guadagni perduti dalla competizione con le rinnovabili. E` quello su cui sta indagando l'Autorità per l'energia elettrica e il gas (vedi articolo di "Qualenergia.it" e il testo redatto dall'Autorità).
Va detto comunque che la sera il calo naturale di produzione del fotovoltaico tende ad incrociarsi con l'incremento del carico del picco serale creando una situazione molto "dinamica" e non facile da gestire. In pratica nell'arco di poco tempo viene collocata sul mercato elettrico una grande quantità di nuova potenza. Tale situazione finisce inevitabilmente per enfatizzare il ruolo delle centrali dalla produzione flessibile specializzate nel coprire i picchi di consumo che, come detto in precedenza, tendono a chiedere prezzi più elevati.

Complessivamente nel 2012 l'effetto del fotovoltaico sui prezzi risulta dello stesso tipo visto nel 2011 ma amplificato nell'intensità, sia per la riduzione diurna e ancor di più per l'incremento serale. E` evidente come l'effetto combinato di questi due aspetti abbia incrementato molto la pendenza della "rampa" del prezzo che va dal primo pomeriggio alla sera. Da notare che nel 2012 si è incrementata anche la pendenza della rampa mattutina; cosa anomala visto che il fotovoltaico non va a "scavare" il prezzo nelle ore notturne. Si tratta quindi solo dell'effetto di un piccolo incremento di prezzo, probabilmente da ricollegare ai fenomeni detti in precedenza.
Va ricordato poi che nel 2012 abbiamo avuto uno degli inverni più freddi degli ultimi anni e, come era stato evidenziato nel grafico relativo al primo trimestre, ciò ha creato sicuramente un qualche effetto anomalo sulla curva dei prezzi, in particolare incrementando il valore dei picchi.

A titolo di informazione riporto anche il grafico che rappresenta le quantità scambiate sul mercato che può essere utile per fare considerazioni sull'effettivo flusso di denaro durante le ore della giornata.

Le quantità medie orarie sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012
Figura 3 - Le quantità medie orarie sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012 ( immagine a dimensione piena )

Non è detto che tali valori rappresentino fedelmente le statistiche sui consumi di energia nel sistema elettrico. Infatti sia le quantità scambiate durante il 2011 che il 2012 risultano complessivamente inferiori a quelle del 2009 sebbene il CIL risulti ancora superiore. Come detto i dati di mercato di questi grafici sono riferiti solo all'MGP che è il principale mercato a pronti sul quale viene scambiata la gran parte dell'energia elettrica in Italia, ma non è l'unico; esiste anche il Mercato Infragiornaliero (MI) e il Mercato per i Servizi di Dispacciamento (MSD). C'è poi il Mercato a Termine dell'Energia elettrica (MTE). Non è quindi cosa strana che i dati dell'MGP non rappresentino fedelmente l'andamento dei consumi complessivi, anche se questa discrepanza potrebbe avere un suo significato.
Da notare che anche nel caso delle quantità si assiste ad un incremento del picco serale per gli anni 2011 e 2012 rispetto agli anni precedenti. Non saprei dire se dipende anch'esso dal fotovoltaico o da altre ragioni.

La relativizzazione dei dati

Per avere una percezione più chiara dell'effetto del fotovoltaico sul prezzo può essere utile “relativizzare” i dati ponendo come punto di riferimento la media aritmetica di ciascuna serie di valori.
Il modo più semplice consiste nel rappresentare le serie dei dati come scarti dalla propria media. Questa rappresentazione tende ad annullare gli effetti di variazioni generalizzate dei prezzi e mette in evidenza la presenza di valori estremi anomali. Ovviamente in questo modo i numeri assumono un valore relativo e non assoluto.

Scarti dalla media dei prezzi medi orari sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012
Figura 4 - Scarti dalla media dei prezzi medi orari sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012 ( immagine a dimensione piena )

Si riesce a notare abbastanza bene cosa significhi avere un diverso valore di scarto quadratico medio (dispersione dalla media) nel modo in cui le linee appaiono più o meno livellate. Anche l'effetto specifico del fotovoltaico risulta evidente, in particolare nella serie del 2012. Ad ogni modo il fatto che gli scarti siano rappresentati ancora in euro/MWh limita la capacità di fare un confronto "alla pari" creando una eccessiva confusione.

La possibile soluzione consiste nel fare un passo in più nel processo di relativizzazione utilizzando i cosiddetti valori standard. In pratica ogni scarto dalla media viene rapportato allo scarto quadratico medio che diventa così l'unita di misura dello scarto stesso. Questo processo tende ad eliminare il disturbo del diverso valore assoluto degli estremi per concentrarsi sulle anomalie della forma della curva, ovvero quello che dovrebbe causare l'apporto di energia fotovoltaica.

Valori standard dei prezzi medi orari sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012
Figura 5 - Valori standard dei prezzi medi orari sul mercato elettrico (MGP) in Italia dal 2007 al 2012 ( immagine a dimensione piena )

In effetti si può notare come le serie annuali vengano ricondotte a valori molto simili creando un discreto ordine. Ci sono solo due serie che a tratti tendono ad uscire decisamente dal tracciato comune, e sono proprio quelle del 2011 e 2012. Inoltre gli scostamenti indicano che in termini relativi il prezzo risulta più basso del normale durante le ore centrali della giornata (9-17) e più alto prevalentemente nella fascia serale (18-21). Nel complesso questa analisi conferma quindi l'esistenza di un "effetto fotovoltaico" sui prezzi di mercato.
Va ribadito che si tratta solo di un confronto relativo; è utile a far emergere un 'anomalia ma non da indicazioni sul valore assoluto di questa anomalia.

Quantificare l'effetto sul mercato

Misurare l'effetto dell'apporto di energia fotovoltaica sul mercato richiede sostanzialmente di ipotizzare quale sarebbe stato il prezzo orario dell'energia in assenza di tale apporto. Il modo più ovvio per avere un punto di riferimento consiste quindi nel valutare come variano i prezzi da un anno all'altro quando il sole non c'è, dal tramonto all'alba. Come si è visto, però, il fotovoltaico non influenza il prezzo solo delle ore diurne (diminuendolo) ma anche di parte delle ore notturne (incrementandolo). Avere un punto di riferimento "depurato" dall'effetto fotovoltaico non è quindi semplice e richiederebbe probabilmente analisi molto dettagliate e laboriose.

Volendosi accontentare di risultati più grossolani si possono comunque fare delle valutazioni semplici. Innanzi tutto, se è vero che il fotovoltaico influenza il prezzo durante il picco serale, è vero anche che tale influenza sembra ridursi e scomparire man mano che ci si addentra nella notte. Si può quindi affermare che in piena notte, diciamo dalle 23 fino alle 5 del mattino, le variazioni dei prezzi rispetto all'anno precedente siano quelle che rispecchiano meglio il reale andamento del mercato. Nello specifico dal 2010 al 2011 la variazione di prezzo media dalle 23 alle 5 è stata di 10,7 euro/MWh; tra 2011 e 2012 è stata di 3,5 euro/MWh. Si può ipotizzare che tale variazione di prezzo "depurato" si distribuisca in modo uniforme lungo le 24 ore della giornata creando così una nuova serie di prezzi orari di riferimento.

Ipotesi di misura dell'effetto fotovoltaico sui prezzi medi orari del mercato elettrico (MGP) in Italia nel 2011 e 2012
Figura 6 - Ipotesi di misura dell'effetto fotovoltaico sui prezzi medi orari del mercato elettrico (MGP) in Italia nel 2011 e 2012 ( immagine a dimensione piena )

Per poter fare delle valutazioni in termini di valori in denaro è poi necessario moltiplicare ogni prezzo per le rispettive quantità dell'anno a cui si riferiscono.

Ipotesi di misura dell'effetto fotovoltaico sui valori medi orari del mercato elettrico (MGP) in Italia nel 2011 e 2012
Figura 7 - Ipotesi di misura dell'effetto fotovoltaico sui valori medi orari del mercato elettrico (MGP) in Italia nel 2011 e 2012 ( immagine a dimensione piena )

Le aree evidenziate in verde rappresentano un risparmio di denaro, le aree rosse un aggravio di spesa; i due effetti che il fotovoltaico esercita sul mercato. Come si può notare nel 2011 il meccanismo di compensazione che porta ad un incremento dei prezzi serale era ancora quasi assente e pertanto si è avuto praticamente solo un'area di risparmio. La stessa cosa non è accaduta nel 2012, dove l'area di maggior spesa serale risulta invece particolarmente evidente (andandosi a mangiare gran parte del risparmio) ed è pure presente quel piccolo incremento anomalo di prima mattina di cui si era accennato in precedenza. Da notare che in questo secondo caso il tracciato del 2011 coincide quasi perfettamente con quello dell'ipotesi 2012 solo perché casualmente l'incremento di prezzo considerato viene compensato dal calo delle quantità scambiate quell'anno (vedi grafico quantità). In base a questi dati nel 2011 si sarebbe avuto un risparmio netto di circa 900 milioni di euro, ben superiore al risparmio del 2012, pari a 62 milioni di euro. La differenza è notevole e sembra quasi che il primo anno il sistema elettrico sia stato preso alla sprovvista dall'improvviso incremento di produzione fotovoltaica e abbia attuato in modo frettoloso e forse eccessivo i meccanismi di compensazione solo l'anno successivo. Ad ogni modo va considerato che il risparmio complessivo derivato dall'inizio della "rivoluzione fotovoltaica" è dato dalla somma dei due valori, quindi circa 962 milioni di euro l'anno.
Va ribadito che si tratta di una stima di calcolo grossolana, calcolata a partire dai valori medi e basata su ipotesi semplificate. Calcoli più "professionali" come quelli realizzati da Althesys nel suo "Irex Annual Report" (vedi questo articolo di Qualenergia.it) hanno stimato il risparmio netto in 396 milioni nel 2011 e 838 milioni nel 2012. Devo dire che non capisco come abbiano potuto stimare per il secondo anno un risparmio superiore al primo, visto il manifestarsi di quel forte fenomeno di compensazione. A parte questo l'entità delle cifre, come somma, non è poi molto lontana dal calcolo precedente.
Nel 2013 il settore fotovoltaico inizierà a stabilizzarsi e la produzione si incrementerà in modo meno deciso (probabilmente 3-4 TWh), quindi gli ulteriori effetti che esercita sul prezzo di mercato saranno più difficili da mettere in evidenza, anche se qualcosa si dovrebbe ancora riuscire a vedere.

Il fatto che l'immissione di energia fotovoltaica nel sistema elettrico contribuisca a realizzare un risparmio è da considerarsi positivamente, visto che è un valore che va a compensare parzialmente la grande spesa sostenuta dalla collettività per gli incentivi (che alla fine del Conto Energia saranno pari a 6,7 miliardi di euro l'anno). Le cose appaiono meno positive se si considera un ipotetico scenario futuro in cui il fotovoltaico, come pure le altre rinnovabili, debba remunerarsi solo con i prezzi di vendita dell'energia, senza incentivi. E` ovvio che se i prezzi calano molto proprio durante la produzione di energia fotovoltaica, questo finirà per incidere negativamente sulla capacità di produrre ricavi. Come già detto si tratta di energia dai bassi costi marginali, oltretutto non programmabile nella sua immissione in rete, quindi è quasi inevitabile che si realizzi una situazione del genere. L'unica soluzione consiste probabilmente nel mantenere una qualche forma di piccolo incentivo, magari basata su contratti a lungo termine con prezzi minimi garantiti che sottraggano il fotovoltaico dalla volatilità dei mercati a pronti. L'altro approccio è quello di sottrarre completamente il fotovoltaico alle dinamiche del sistema elettrico favorendo l'autoconsumo di energia, che già oggi per un consumatore finale è in grado di avere costi inferiori rispetto all'energia prelevata dalla rete (il superamento della cosiddetta grid parity).


Modificato con integrazioni al testo il 18-07-2013