Il ruolo chiave delle centrali elettriche ENEL del territorio di Siracusa, “Anapo” e “Archimede”, per la stabilità del sistema elettrico nel percorso di transizione energetica in Sicilia.

  • Anno scolastico 2023-2024
  • Presentato da IS Pier Luigi Nervi - Alaimo, Lentini (Siracusa)

    

Il ruolo chiave delle centrali elettriche ENEL del territorio di Siracusa, “Anapo” e “Archimede”, per la stabilità del sistema elettrico nel percorso di transizione energetica in Sicilia.

Il progetto di ricerca selezionato dalla nostra istituzione scolastica, in particolare con gli studenti della classe 3°A, intende approfondire il ruolo chiave delle differenti tipologie di centrali elettriche presenti nel nostro territorio per il mantenimento della stabilità del sistema elettrico siciliano. Una tema per noi rilevante in quanto viene affrontato all'interno della programmazione delle materie di indirizzo, in particolare delle discipline meccaniche ed informatiche.
Si tratta di una tematica molto complessa e delicata in quanto l'aumento degli impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili ha reso la gestione della rete elettrica più complicata. Le fonti rinnovabili come il solare e l'eolico sono variabili per natura, creando fluttuazioni nell'offerta di energia e richiedono una rete più flessibile e adattabile. Questa variabilità comporta nuove sfide nella pianificazione dell'energia, nell'equilibrio tra domanda e offerta, e nella necessità di tecnologie e sistemi avanzati per l'immagazzinamento dell'energia. Tale situazione impone, inoltre, modalità di esercizio differenti per le centrali tradizionali esistenti, chiamate a fornire importanti servizi di stabilità di rete. Altresì, essendo aumentata la complessità generale del sistema elettrico, diventa fondamentale dotarsi di una rete intelligente per gestire in tempo reale la distribuzione dell'energia.
Il nostro progetto, nello specifico, mira ad analizzare le caratteristiche tecniche e le modalità di funzionamento delle più importanti centrali elettriche presenti nella provincia di Siracusa, ovvero la centrale idroelettrica di Anapo e la centrale Archimede a ciclo combinato a gas naturale di Priolo Gargallo, nel mantenimento della stabilità della rete elettrica in relazione al sostanziale incremento del numero di impianti a fonte di energia rinnovabile presenti sul territorio (solare fotovoltaico, eolico, etc).
Le due centrali di produzione, che hanno storicamente contribuito al fabbisogno energetico regionale, con una potenza installata di 400 MW per la centrale di Anapo e di 790 MW per la centrale Archimede, hanno visto mutare nel tempo le loro modalità di esercizio, passando da un funzionamento a carico stabile ad un funzionamento di tipo intermittente a carichi variabili, finalizzato al mantenimento della stabilità del sistema elettrico che, per funzionare correttamente, deve assicurare la costanza di alcuni parametri tecnici fondamentali come la frequenza di rete.  Le due centrali, ma ancor più in generale le varie centrali Enel, sono quindi fondamentali per assicurare il corretto funzionamento della rete elettrica siciliana, e scongiurare, quindi, il rischio di situazioni critiche come i blackout nel percorso avviato di transizione energetica verso una produzione di energia sostenibile.
L’indagine conoscitiva volta ad approfondire le differenti modalità di funzionamento delle centrali elettriche del territorio siracusano, in relazione alle mutate esigenze di stabilità della rete elettrica, verrà svolta tramite la ricerca di dati ed informazioni che gli studenti avranno modo di analizzare e rielaborare in classe e sul campo.
Il tutto avverrà attraverso la consultazione di siti web specialistici (World Energy Outlook 2023 – IEA – International Energy Agency, Banca dati GSE – Gestore Servizio Elettrico, Banca dati GME – Gestore Mercati Energetici, etc.), incontri esplicativi e di confronto con il personale tecnico di Enel Green Power e Thermal Generation per reperire i dati tecnici e di esercizio delle centrali interessate, e sopralluoghi degli studenti presso la centrale idroelettrica di Anapo e la centrale Archimede a ciclo combinato a gas naturale di Priolo Gargallo.

Premessa

Nella seduta del 09/04/2024, la Commissione composta dalla classe articolata 3^A dell’I.I.S. “Nervi Alaimo” di Lentini (SR), ha approvato il presente documento conclusivo dell’indagine conoscitiva condotta in merito al ruolo chiave delle centrali elettriche ENEL del territorio di Siracusa, “Anapo” e “Archimede”, per la stabilità del sistema elettrico nel percorso di transizione energetica in Sicilia.

L’indagine conoscitiva si è svolta dal 16/10/2023 al 09/04/2024 con l’acquisizione di notizie, documenti, informazioni, audizioni e sopralluoghi, il tutto in linea con l’articolo 48 del Regolamento del Senato.

 

Nota metodologica

La Commissione parlamentare, acquisito il consenso del Presidente del Senato, ha condotto l’indagine conoscitiva operando sia in seduta plenaria che attraverso sottocommissioni, conducendo attività di:

approfondimento sul tema dei processi di stabilizzazione della rete di distribuzione dell’energia elettrica; studio dell’evoluzione del sistema elettrico nazione caratterizzato da una rapida diffusione delle fonti rinnovabili non programmabili e della generazione distribuita e dal progressivo venir meno degli impianti programmabili che nella storia, hanno normalmente reso disponibili le risorse per garantire l’equilibrio tra domanda e offerta di energia elettrica; analisi dei dati relativi all’andamento del mercato elettrico italiano e siciliano, mediante l’APP messa a disposizione Terna, l’operatore che in Italia gestisce le reti per la trasmissione dell’energia elettrica e gestisce il Mercato dei Servizi di Dispacciamento; organizzazione e pianificazione delle attività, con la definizione dei ruoli dei vari studenti; brainstorming per raccogliere idee e suggerimenti relativi alla realizzazione del video finale dove verrà documentato il lavoro svolto per la realizzazione della presente indagine conoscitiva; approfondimento sul funzionamento e sulle caratteristiche specifiche delle centrali “Anapo” e “Archimede”, in vista dei relativi sopralluoghi; riflessione rispetto a tutte le informazioni raccolte per preparare l’intervista all’ingegnere Tosto Concetto, Responsabile del Power Plant Sud di Enel Green Power Termal Generation; ispezione presso la centrale turbogas a ciclo combinato “Archimede” e la centrale idroelettrica “Anapo” situate a Priolo Gargallo (SR) nonché partecipazione ad una conferenza, tenuta dall’ing. Salvatore Corritore, Responsabile Health, Safety, Environment and Quality Power Plant South, sui temi della filiera elettrica italiana, del mercato elettrico in Italia, del ruolo del Gestore dei Servizi Elettici, dell’evoluzione del mercato elettrico in Sicilia e della transizione energetica; audizione presso gli uffici del Power Plant Sud di Enel Green Power Thermal Generation, sulle principali criticità del bilanciamento del sistema elettrico e le possibili soluzioni, e sul possibile cambiamento futuro del mercato elettrico; riflessione e confronto per la formulazione di efficaci proposte volte ad implementare i sistemi di accumulo di energia elettrica.

 

Inquadramento del problema

Il cambiamento climatico e l’efficienza nei consumi energetici sono ormai temi centrali nel contesto energetico globale ed appare sempre più evidente la necessità di definire le linee guida per una crescita economica e industriale sostenibile e nel rispetto dell’ambiente e del clima.

In quest’ottica un aumento dell’efficienza energetica ed uno sviluppo della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili hanno un ruolo centrale nella riduzione della crescita delle emissioni di Anidride Carbonica. L’uso di fonti energetiche rinnovabili (FER) rappresenta la principale soluzione al problema, perché in grado di garantire, oltre ad un beneficio ambientale, anche l’indipendenza energetica e maggiori possibilità di sviluppo economico ed occupazionale.

Tuttavia la gestione di un sistema elettrico con elevate percentuali di generazione da FER comporta una serie di difficoltà non banali e spesso sottovalutate derivanti principalmente dal fatto che la maggior parte delle tecnologie rinnovabili è caratterizzata da una produzione elettrica non programmabile e non regolabile in funzione delle esigenze del sistema; infatti sistemi di produzione come l’eolico ed il fotovoltaico sono fortemente influenzati delle condizioni metereologiche ed gli intervalli in cui producono il maggior quantitativo di energia difficilmente coincidono con i periodi di maggior domanda energetica.

 

L’energia elettrica dalla produzione al consumo

Il sistema elettrico italiano è composto da: produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica all’utente attraverso la rete elettrica. Sostanzialmente, l’energia che viene prodotta dalle centrali raggiunge le zone di consumo tramite un sistema ramificato di linee, stazioni elettriche e di trasformazione.

Per arrivare fino all’utente finale, l’energia elettrica, quindi, passa attraverso queste tre fasi:

La generazione di energia elettrica; I sistemi di trasmissione di energia elettrica nazionali; La distribuzione di energia elettrica;

Queste tre componenti danno vita al sistema elettrico nazionale che, dalle analisi condotte dalla commissione, risulta suddiviso in sei zone e prevede cinque poli di produzione:

Brindisi (BRNN); Foggia (FOGN); Monfalcone (MFTV); Priolo Gargallo (PRGP); Rossano (ROSN).

L’indagine conoscitiva riguarda proprio il sito di produzione di Priolo Gargallo (SR).

https://drive.google.com/file/d/1NsGP8dvylilFcouCFZDTf-gxwfKlOeFA/view?usp=drive_link

 

LA PRODUZIONE

L’energia elettrica, nella forma in cui viene utilizzata, non è presente in natura. Occorre quindi procurarla da delle fonti primarie come i combustibili fossili, il gas naturale, vento, flusso dell’acqua, raggi solari, ecc

Dall’audizione all’Ing. Salvatore Corritore, Responsabile Health, Safety, Environment and Quality Power Plant South di Enel Green Power and Thermal Generation, è emerso che il sistema elettrico regionale siciliano è caratterizzato dalla presenza di numerose centrali termoelettriche, per la precisione otto e sono, inoltre, presenti alcuni impianti idroelettrici di piccola taglia, di cui l’unico di una certa dimensione è proprio quello dell’Anapo, esistono poi cinque impianti di autoproduzione siti nell’ambito di complessi industriali e petrolchimici; fortemente in espansione è il settore dell’eolico, mentre è ancora limitata la produzione da fotovoltaico e geotermico. È emerso, infine, che il sistema elettrico siciliano ha poche centrali di punta necessarie per lo start up in casi di emergenza, a tale scopo sono utilizzabili la centrale dell’Anapo, oggetto della nostra indagine conoscitiva, e la centrale turbogas di Trapani. Attualmente la Sicilia produce energia in eccedenza rispetto alla domanda interna: nel 2020 sono stati esportati verso le altre regioni circa 2.800 GWh di energia pari al 14 % della richiesta interna.

https://drive.google.com/file/d/1snKW8aswNd8NPdAMifGs1yfK5n8MSF7q/view?usp=drive_link

https://drive.google.com/file/d/1meuoe2G1JTExBJqS7WVoL3TmUTXOLVTs/view?usp=sharing

 

LA TRASMISSIONE

La rete elettrica italiana è composta da diverse stazioni elettriche di trasformazione e da linee che, in base alla tensione di esercizio, si distinguono in diverse categorie:

Altissima tensione (AAT): superiore a 150 kV Alta tensione (AT): tra 30 e 150 kV Media tensione (MT): tra 1 e 30 kV Bassa tensione (BT): inferiore a 1 kV.

Le linee ad alta tensione fanno parte della rete di trasmissione che alimenta la rete di distribuzione.

Terna S.p.A., unico operatore nazionale per la trasmissione di energia elettrica, si occupa di trasmettere l’energia elettrica dalla rete in alta tensione, dai centri di produzione, per poi arrivare, attraverso gli enti di distribuzione, alle zone di consumo.

Dalle audizioni della commissione è emerso che la rete di trasmissione in Sicilia è composta quasi esclusivamente da linee a 220 e 150 kV. Le uniche linee a 380 kV sono situate nella Sicilia orientale, tra Sorgente Paternò, Chiaramonte Gulfi e Priolo, per un totale di 252 km, pari al 2,58% della rete nazionale a 380 kV. Tale situazione determina particolari condizioni di instabilità alla rete. Per far fronte a tale situazione il Piano di Sviluppo del GRTN prevede come interventi prioritari il raddoppio dell’elettrodotto a 380 kV “Sorgente – Rizziconi”, parte in cavo sottomarino attraverso lo stretto di Messina e parte in linea aerea, che consentirà di migliorare la sicurezza di esercizio e fornirà la necessaria riserva all’interconnessione tra Sicilia e Calabria.

 

LA DISTRIBUZIONE

La distribuzione è l’ultimo stadio nel percorso di consegna dell’energia elettrica verso l’utente finale. Inizialmente la produzione era svolta in corrente continua e la consegna di energia avveniva entro brevi distanze. Con il processo di elettrificazione ci fu il passaggio alla corrente alternata che consente il funzionamento di trasformatori ad alta efficienza che consentono la trasmissione anche a lunghe distanze.

Dall’analisi dei Bilanci energetici di sintesi, elaborati dall’ENEA nell’ambito del Sistema Informativo Energetico Regionale, condotta dalla commissione parlamentare, è emerso che in Sicilia i maggiori consumi di energia elettrica riguardano l’industria e il settore domestico. In crescita anche il terziario, mentre è in diminuzione il settore agricolo.

 

IL DISPACCIAMENTO

Il focus dell’indagine conoscitiva condotta dalla commissione parlamentare riguarda l’attività di dispacciamento, condotta dalla società Terna S.p.A., ed in tal senso il ruolo che giocano le centrali Anapo e Archimede.

L’energia elettrica non essendo immagazzinabile, deve essere prodotta istante per istante. Terna deve preoccuparsi che la trasmissione avvenga bilanciando la domanda e l’offerta di energia, con lo scopo di assicurare la fornitura e la sua continuità. La gestione in tempo reale di questi flussi di energia si chiama attività di dispacciamento o balancing.

Durante questa attività di dispacciamento, Terna deve oggi confrontarsi con contesto in cui le fonti di energia rinnovabile sono sempre maggiori. Queste costituiscono una fonte di energia inesauribile, ma sono anche non prevedibili e intermittenti, quindi non modulabili.

Il ruolo di Terna è quindi fondamentale per gestire un sistema sempre più complesso, necessario per portare a termine gli obiettivi di decarbonizzazione e di transizione energetica.

https://drive.google.com/file/d/1lXgI7nOCTJbqFdht-dXcmHU9U8aieJ7_/view?usp=sharing

https://drive.google.com/file/d/17we7HrHnpYE3YWTvNJs-_udZlw24-Dvg/view?usp=sharing

 

Le centrali Anapo e Archimede

Dall’audizione del 16 ottobre 2023 alla Dott.ssa Martina Sulis, Responsabile Unità di Esercizio della centrale Anapo di Enel Green Power and Thermal Generation, è emerso che la centrale Anapo è una centrale idroelettrica situata in Sicilia, nel sud Italia e si trova a poco più di 10 km a nord-ovest della città di Siracusa.

La centrale Anapo è costituita da due bacini artificiali:

un bacino artificiale inferiore, con una superficie di 0,46 km2 e un volume di 7 milioni di m3, che è stato creato nella Valle dell’Anapo, un affluente sinistro del fiume Ciane che sfocia nel Mar Ionio, nel porto di Siracusa; un bacino artificiale superiore, con una superficie di 0,36 km2 e un volume di 5 milioni di m3, che si trova ad una distanza massima di 1 km dalla montagna che forma il lato nord, sinistro, della Valle dell’Anapo.

Con una differenza di altitudine di 331 metri tra i serbatoi, il complesso consente di immagazzinare acqua equivalente a 4 milioni di kWh di energia elettrica.

La sala macchine della stazione, delle dimensioni di 20x156 metri ed un’altezza di 45 metri, è situata sottoterra. È presente inoltre una stanza sotterranea per i trasformatori di 15x158 metri e 17 metri di altezza. La sala è dotata di quattro unità idrauliche reversibili con una capacità di 125 MW in modalità turbina, generazione di energia, e 145 MW in modalità pompa, consumo di energia.

https://drive.google.com/file/d/1UJ2Hhnv4YBJnvtFcijvwEEQefEVmYLH4/view?usp=sharing

 

La nostra proposta

L’indagine conoscitiva condotta dalla commissione parlamentare ha permesso di appurare che, ad oggi, le due centrali Anapo e Archimede danno un fondamentale apporto alla stabilità del sistema elettrico regionale e nazionale. Però, probabilmente, il mercato dell’energia dominato dai grandi distributori centralizzati si dovrà presto o tardi confrontare anche con un nuovo concorrente composto da milioni di utenti/consumatori (prosumer) che vorranno collocare sulla piazza le piccole quantità di energia prodotta attraverso i loro impianti domestici in cambio di un guadagno.

La blockchain, già usata da Terna, è una tecnologia che potrebbe avere le qualità per assicurare, ai partecipanti di questo nuovo mercato dell’energia, un’infrastruttura e delle regole di funzionamento utili per poter eseguire degli scambi di elettricità controllati tra parti che non si conoscono.

La proposta della commissione parlamentare può essere riassunta in 5 punti:

Lo sviluppo della rete elettrica: un rafforzamento della rete elettrica italiana ed una maggiore interconnessione con l’estero; maggiori investimenti per aumentare la resilienza della rete elettrica e soprattutto il controllo della tensione; Nuovi modelli di mercato: definire nuovi modelli di mercato elettrico che integrino in modo ottimale le FER e i sistemi di accumulo e che aumentino il riconoscimento dei servizi di flessibilità erogati dai produttori; Lo sviluppo delle FER: favorire l’installazione di nuovi impianti a fonti energetiche rinnovabili, garantendo un’adeguata sicurezza degli approvvigionamenti; Sistemi di accumulo: realizzazione di nuovi sistemi di accumulo idroelettrico ed elettrochimico (batterie) per fornire al sistema elettrico servizi di flessibilità; Nuovo ruolo delle centrali: nuove modalità di esercizio delle centrali termoelettriche tradizionali per l’erogazione di servizi finalizzati alla stabilità della rete elettrica.

Video:

https://drive.google.com/file/d/17h9RLF-28iEafVpefokafX6AGwuzwRFR/view?usp=sharing

 

Sitografia delle fonti utilizzate

https://www.terna.it/it/media/comunicati-stampa/dettaglio/incontro-regione-sicilia-piano-sviluppo-2023

https://pti.regione.sicilia.it/portal/page/portal/PIR_PORTALE/PIR_LaStrutturaRegionale/PIR_AssEnergia/PIR_DipEnergia/PIR_Struttura/PIR_Organizzazioneecompetenze/PIR_7159054.857606406/PIR_ReteElettrica

https://pti.regione.sicilia.it/portal/page/portal/PIR_PORTALE/PIR_LaStrutturaRegionale/PIR_AssEnergia/PIR_DipEnergia/PIR_Struttura/PIR_Organizzazioneecompetenze/PIR_7159054.857606406/PIR_Datiestrumentidianalisi/PIR_Dati2004/Rapp_Filiera_energia_sic_2004.pdf