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Assessing power system security. A framework and a multi model approach
No full textThis paper presents a methodological framework using a multi model approach to assess power system security. System security is viewed here as a multidimensional systemic property of the entire energy system. The paper shows that the different dimensions of a secure energy system are correlated, and hence their behaviour cannot be explained solely by an understanding of the individual dimensions or by system elements in isolation. The implication of this is that a proper assessment of the security of a power system requires a combination of different techno-economic models. The paper develops a comprehensive multi-model approach for investigating energy security issues within power systems, and applies it to a case study focussing on the Italian power sector. The core research activity involves using an energy systems model of Italy (MONET) to build a dedicated power systems model (PLEXOS-IT) and then undertaking a soft-linking exercise between the two models. The purpose is to use PLEXOS-IT to investigate the system adequacy of the power system results produced by MONET for future possible energy system scenarios. © 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved
Fusion power in a future low carbon global electricity system
No full textFusion is one of the technologies that may contribute to a future, low carbon, global energy supply system. In this article we investigate the role that it may play under different scenarios. The global energy model ETM (originally EFDA TIMES Model) has been used to analyse the participation of fusion technologies in the global electricity system in the long term. Results show that fusion technologies penetration is higher in scenarios with stricter CO2 emissions reduction targets. In addition, investment costs and discount rates of fusion technologies are key factors for fusion implementation. Finally, the main competitors for fusion in future are Carbon Capture and Storage and fission technologies. © 2016 Elsevier Lt
Una valutazione dello stato del sistema energetico italiano a quattro anni dalla Strategia Energetica Nazionale
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Analisi trimestrale del Sistema Energetico Italiano I trimestre 2022
Full text linkNella prima parte del 2022 le tensioni sui mercati dell’energia, che già nell’ultimo trimestre del 2021 avevano portato ad aumenti senza precedenti dei prezzi sui mercati all’ingrosso del gas e dell’elettricità, sono state ulteriormente rafforzate dalla guerra in Ucraina e dalle sanzioni imposte dai paesi occidentali alla Russia. I prezzi del gas, che a metà febbraio erano scesi del 40% rispetto alla media di dicembre, sono stati sospinti a nuovi massimi storici a marzo, tanto che nella media del I trimestre risultano in ulteriore aumento congiunturale del 4% (il TTF, a 98 €/MWh; +430% rispetto al I trimestre 2021). Nel contempo si è riavvicinato ai massimi storici anche il petrolio, che a marzo è tornato a superare i 100 /bl la media del Brent nel I trimestre, +65% sul I trimestre 2021 e massimo dal 2014), e nuovi record ha raggiunto anche il carbone, così da determinare una crisi dei prezzi dell’energia senza precedenti per intensità e ampiezza. La crisi ha già avuto un impatto molto forte sul tasso di inflazione, a maggio salito nell’eurozona al di sopra dell’8%, e più in generale sull’attività economica, tanto che le previsioni di crescita per il 2022 sono state riviste pesantemente al ribasso. Inevitabilmente, anche la dinamica della domanda di energia ha già subito una brusca frenata: per l’Eurozona si stima nel I trimestre un aumento di poco più dell’1% rispetto a un anno prima, a fronte del +5,7% registrato nel IV trimestre 2021. Ciononostante, i prezzi record del gas e poi la rinnovata priorità assunta dalla sicurezza energetica hanno portato a una forte ripresa dei consumi di carbone nella generazione elettrica, con conseguente aumento delle emissioni di CO2, stimate a +5,4% nel I trimestre nell’Eurozona (dopo il +4% complessivo dell’anno passato; +8% nel IV trimestre)
Projection of post-pandemic Italian industrial production through vector autoregressive models
No full textEnergy system models for the analysis of future scenarios are mainly driven by the set of energy service demands that define the broad outlines of socio-economic development throughout the model time horizon. Here, the long-term effects of the COVID-19 pandemic on the drivers of the industrial production in six energy-intensive subsectors are addressed using Vector AutoRegressive models. The model results are computed either considering or not considering the effects of the pandemic. The comparison to established pre-pandemic trends allows for validating the robustness of the selected model. The anticipated effect of the pandemic to 2040 shows a long-term reduction by 3% to 10%, according to the different subsector, in the industrial energy service demand. When the computed service demands are used as input to the TIMES-Italy model, which shows good capability to reproduce the energy consumption of the industrial sectors in the period 2006–2020, the impact of the pandemic on energy consumption forecasts can be assessed in a business-as-usual scenario. The results show how the long-term effects of the shock caused by the pandemic could lead, by 2040, to a total industrial energy consumption 5% lower than what was foreseen before the pandemic, while the energy mix remains almost unchanged
Analisi trimestrale del Sistema Energetico Italiano anno 2021
No full textNonostante gli aumenti senza precedenti dei prezzi dell’energia sui mercati all’ingrosso (+400% il gas nell’ultimo trimestre dell’anno rispetto al primo, +300% l’elettricità) il 2021 è stato l’anno del grande rimbalzo dei consumi energetici, sia a livello globale sia in Europa e in Italia, a dimostrazione della bassa elasticità della domanda di energia ai prezzi almeno nel breve periodo. E con i consumi sono rimbalzate anche le emissioni di anidride carbonica, aumentate a livello globale del 6%, a 36,3 miliardi di tonnellate, il livello più alto mai raggiunto. La permanenza dei prezzi anche nel 2022 su livelli elevatissimi, per di più sostenuti dalla guerra in Ucraina, ha però determinato la progressiva traslazione di questi aumenti sui prezzi al consumo e cambiato il quadro economico. In Italia i dati parziali relativi ai primi mesi del 2022 già segnalano un deciso rallentamento del trend di crescita della domanda di energia
Analisi trimestrale del sistema energetico italiano: III trimestre 2021
Full text linkNella seconda metà del 2021 i mercati dell’energia sono stati caratterizzati dall’impennata senza precedenti dei prezzi del gas e dell’elettricità: il prezzo del gas al TTF, che aveva iniziato l’anno sotto i 18 €/MWh, è arrivato a superare i 100 €/MWh; i prezzi dell’elettricità sulle borse europee hanno seguito a ruota, con aumenti fino al 300% nelle medie mensili a ottobre e novembre. Con la progressiva traslazione di questi aumenti sui mercati al dettaglio si intensificano i rischi che il balzo dei prezzi energetici impatti sulla ripresa economica e sulla domanda di energia. Per tutto il terzo trimestre e ancora nei due mesi successivi i segnali positivi hanno però continuato a prevalere. Il quadro economico resta infatti caratterizzato da prospettive positive, tanto che le ultime due previsioni economiche della Commissione Europea hanno rivisto al rialzo le stime di crescita dell’economia europea, che entro la fine del 2021 dovrebbe ritornare sui livelli di prodotto pre-pandemici. In questo quadro economico il sistema energetico europeo sembra rimanere su un sentiero di espansione della domanda di energia. Per il terzo trimestre si stima un aumento dei consumi europei di energia primaria dell’ordine del 4%, con un primo significativo arretramento dei consumi di gas naturale e un forte aumento dei consumi di carbone. Nell’insieme dei primi nove mesi dell’anno l’aumento dell’energia primaria è stimato poco al di sotto del 4%, con conseguente rimbalzo anche delle emissioni di CO2, che tuttavia restano inferiori di oltre il 10% rispetto allo stesso perido del 2019
Could clean industrial progresses and the rise of electricity demand foster the penetration of nuclear fusion in the European energy mix?
No full textThe effects of the update of the EUROfusion TIMES Model (ETM) industrial sector to account for the introduction of low-carbon technologies is presented and discussed in this work. ETM is a minimum-cost energy system model aimed at investigating the conditions for the introduction of nuclear fusion in the future electricity mix. The most interesting ETM long-run scenarios (until 2100) must comply with stringent environmental targets to pursue the Below-2-Degrees objective, identified in the Paris Agreement, allowing wide commercial adoption of innovative production processes - currently under test or research - which would almost completely replace well-established fossil-based industrial techniques in the iron and steel, chemicals, non-ferrous metals, non-metallic minerals and pulp and paper sub-sectors. Among them, low-carbon and electrolysis-based processes could open the way to a considerable increase of electricity demand, requiring also clean resources not to undermine sectoral efforts in becoming more environmentally sustainable, and the same does the implementation of CCS technologies. The study shows that the industrial sector contributes to the energy mix decarbonization by relying on CCS technologies, when available, or new low-carbon technologies. The progressive electrification of the industrial sector turns into an increasing final electricity demand which is covered by renewables and nuclear when stringent climate policies are put in place. Despite technological constraints are likely to slow down fusion deployment in the future, a range of scenarios show that nuclear fusion could contribute to generation of carbon-free electricity in the future European energy system
Can We Rely on Open-Source Energy System Optimization Models? The TEMOA-Italy Case Study
Full text linkEnergy system models have become crucial to assess the effectiveness of possible energy policies in pursuing the declared environmental objectives. Among bottom-up models, the tools most widely used by researchers and institutions to perform scenario analyses and policy evaluations rely on commercial software and closed databases, limiting the transparency of the studies. The purpose of this work is to demonstrate that open-source tools, relying on open databases, can be used as a valid alternative to commercial tools, getting equivalent results not only for simple case studies as done so far, but also for complex (national, regional, or multi-regional) reference energy systems. Working on the already available open TEMOA optimization framework, a bottom-up technology-rich model is developed here for the Italian reference energy system on an extended TEMOA version, comparable in detail and complexity to the equivalent TIMES framework. The accuracy of the novel TEMOA-Italy model in a business-as-usual scenario is assessed, showing that the average relative differences with respect to the consolidated TIMES-Italy results are in the order of few percent. The open-source model, available on Github, is now ready for the test and implementation of new optimization paradigms, which was not possible in the TIMES framework
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