Rete elettrica cinese: il divario tra espansione e capacità della rete: una sfida nell'integrazione delle energie rinnovabili nella rete – Immagine: Xpert.Digital
La rete elettrica al limite: la sfida delle energie rinnovabili in Cina
Spreco di energia nonostante i record: l'espansione dell'energia solare ed eolica in Cina
La Cina si è posizionata come leader mondiale nell'espansione delle energie rinnovabili, ma deve affrontare sfide significative nell'integrazione di questa capacità nella sua rete elettrica nazionale. Nonostante l'installazione record di impianti solari ed eolici, una parte significativa dell'elettricità verde generata viene ridotta, ovvero non immessa in rete, perché l'infrastruttura di rete non riesce a tenere il passo con la rapida espansione. Questa discrepanza porta a un notevole spreco di energia e ostacola l'effettiva transizione verso un sistema energetico più sostenibile. Il governo cinese ha riconosciuto questo problema e sta sviluppando diverse strategie per migliorare l'integrazione della rete, tra cui ingenti investimenti in linee di trasmissione ad altissima tensione, adeguamenti delle quote di riduzione e la promozione di tecnologie di accumulo di energia.
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L'espansione senza precedenti delle energie rinnovabili in Cina
Negli ultimi anni, la Cina ha registrato un'espansione senza precedenti della sua capacità di energia eolica e solare. Il Paese è leader nello sviluppo globale, installando il doppio della capacità del resto del mondo messo insieme. Solo nei primi sette mesi del 2023, la Cina ha installato quasi 100 gigawatt di nuova capacità solare, superando già il record per l'intero anno 2022. Entro la fine del 2023, la capacità fotovoltaica installata ha raggiunto quasi 610 gigawatt, con oltre un terzo di questa aggiunta solo in quell'anno.
La crescita è proseguita anche nel 2024. Nei primi nove mesi dell'anno, sono stati già installati 200 gigawatt di capacità eolica e solare, con una previsione di 250-300 gigawatt per l'intero anno. Questa crescita esplosiva supera significativamente la precedente media di 100-130 gigawatt all'anno tra il 2020 e il 2022. Il Global Energy Monitor stima che la Cina potrebbe facilmente raggiungere una capacità eolica e solare installata di 1.200 gigawatt entro la fine del 2024, sei anni prima dell'obiettivo fissato dal Presidente Xi Jinping.
Le ambizioni della Cina nel settore delle energie rinnovabili sono particolarmente evidenti nei suoi "mega impianti eolici e solari" pianificati. La prima ondata di questi progetti su larga scala, con una capacità totale di 97 gigawatt, è stata annunciata nel 2021 e in gran parte è entrata in funzione come previsto nel 2023. Altri 503 gigawatt sono previsti per la seconda e la terza ondata, la cui connessione alla rete è prevista tra il 2025 e il 2030.
Il problema della riduzione: spreco di energia rinnovabile
Nonostante queste cifre impressionanti, la Cina si trova ad affrontare un problema fondamentale: una parte significativa dell'energia rinnovabile che produce rimane inutilizzata. Questo fenomeno è noto come "curtailment", un processo in cui ai produttori di elettricità viene impedito di immettere l'energia prodotta nella rete di distribuzione.
La storia della riduzione delle emissioni in Cina risale alla metà degli anni 2010. All'epoca, i tassi di riduzione in alcune province raggiunsero livelli allarmanti, dal 40 al 50%, il che significava che quasi la metà dell'energia rinnovabile potenzialmente generata rimaneva inutilizzata. Per affrontare questo problema, la Commissione Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma (NDRC) e l'Amministrazione Nazionale per l'Energia (NEA) hanno introdotto un limite del 5% alla riduzione nel 2018. Questa norma stabiliva che i tassi di utilizzo dei progetti di energia solare ed eolica in alcune province cinesi non potessero scendere al di sotto del 95%.
Tuttavia, l'attuazione di questa politica ha avuto conseguenze indesiderate: ha portato a severe restrizioni sulla portata dei progetti di energia rinnovabile, in particolare nelle regioni con elevati tassi di riduzione. L'approvazione e lo sviluppo di nuovi progetti sono stati gravemente ostacolati, poiché molti progetti hanno faticato a ottenere i permessi di costruzione.
Un cambiamento significativo in questa politica emergerà nel 2024. La NEA e la State Grid Corporation of China (SGCC) stanno valutando di aumentare il tasso di riduzione consentito dal 5 al 10%. Questo raddoppio del tasso di riduzione consentito è un'ammissione del fatto che il problema dell'integrazione della rete persiste e non può essere completamente risolto nel breve termine.
Motivi della mancanza di integrazione di rete
La ragione principale della mancanza di integrazione delle energie rinnovabili in Cina risiede nella discrepanza geografica tra produzione e consumo. Le condizioni migliori per l'energia eolica e solare si trovano nelle province nord-occidentali e settentrionali della Cina, dove predominano i grandi impianti solari ed eolici. Tuttavia, la maggior parte della domanda di elettricità è concentrata nelle aree metropolitane industrializzate e nei centri industriali della costa orientale: circa il 70% dell'elettricità cinese viene consumata nel sud-est.
Questa situazione rappresenta una sfida enorme, poiché gli impianti di produzione si trovano a una distanza massima di 3.000 chilometri dai principali centri di consumo. Su distanze così lunghe, la trasmissione di energia elettrica risulta inefficiente senza infrastrutture specializzate, poiché le perdite sono troppo elevate. Un esempio lampante di questo problema è il più grande parco eolico del mondo, situato a Ulanqab (Mongolia Interna). Sebbene alcune parti di questa centrale, con una capacità di sei gigawatt, siano state completate già nel 2020, nella primavera del 2023 è stata collegata alla rete una sola turbina eolica.
Un altro problema strutturale è lo squilibrio tra investimenti nella produzione di energia rinnovabile ed espansione della rete. Mentre la Cina sta investendo somme record nell'espansione delle energie rinnovabili, gli investimenti nella rete elettrica rimangono relativamente bassi. Gli investimenti nella rete in Cina sono rimasti sostanzialmente stabili tra il 2021 e il 2023 rispetto al periodo 2018-2020, nonostante la crescita esponenziale delle energie rinnovabili.
Inoltre, il mercato elettrico cinese rimane estremamente rigido. Il commercio di elettricità oltre i confini provinciali è ostacolato da interessi politici e ostacoli burocratici, il che complica ulteriormente la distribuzione efficiente delle energie rinnovabili.
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Un gioco di equilibri nel settore energetico: carbone e energie rinnovabili in Cina a confronto
Misure politiche e investimenti per risolvere il problema
Il governo cinese ha riconosciuto il problema e sta lavorando a diverse soluzioni. Un elemento chiave è l'espansione della rete ad altissima tensione (UHV), che consente la trasmissione efficiente dell'elettricità su lunghe distanze. La Cina è leader mondiale in questo campo e sta investendo molto in questa tecnologia.
I primi progetti pilota per grandi impianti eolici e solari nelle regioni occidentali della Cina sono stati avviati all'inizio degli anni 2000. Questi progetti miravano, da un lato, a elettrificare le regioni locali in cui molte famiglie erano ancora prive di elettricità e, dall'altro, a fornire energia al sud-est industrializzato.
I due gestori di rete statali, State Grid e China Southern Grid, hanno annunciato obiettivi di investimento multimiliardari da record per migliorare l'infrastruttura di rete. La costruzione della prima linea elettrica ad alta tensione, che collega un progetto di energia rinnovabile nel nord del Ningxia alla provincia di Hunan nel sud-est, è iniziata a giugno 2023. Gli esperti stimano che la costruzione di questa linea potrebbe essere completata già nel 2025.
Si stima che nel 2024 la Cina investirà oltre 80 miliardi di euro nell'espansione della propria rete elettrica. Sebbene si tratti di una cifra considerevole, non è sufficiente a tenere il passo con la rapida espansione delle energie rinnovabili. Gli esperti di Agora Energiewende raccomandano che gli investimenti nella rete elettrica siano allineati agli investimenti record nella produzione di energia rinnovabile.
Approcci innovativi per una migliore integrazione di rete
Oltre ad ampliare la propria rete elettrica, la Cina sta anche perseguendo approcci innovativi per integrare meglio le energie rinnovabili. Un approccio degno di nota è l'integrazione dei veicoli elettrici nella rete. Nel gennaio 2024, il governo cinese ha pubblicato linee guida di attuazione per migliorare l'interazione delle auto elettriche e dei veicoli ibridi plug-in con la rete elettrica.
Il programma mira a stabilire un sistema nazionale di standard tecnici per l'interazione veicolo-rete e un meccanismo tariffario per la ricarica bidirezionale entro il 2025. Entro il 2030, la ricarica bidirezionale gestita dovrà essere implementata su larga scala, con l'obiettivo che i veicoli elettrici forniscano "decine di milioni di kilowatt di flessibilità bidirezionale per la capacità di regolamentazione del sistema elettrico".
Anche le stazioni di sostituzione delle batterie, diffuse in Cina, mirano a contribuire alla stabilità della rete. Ad esempio, il produttore di auto elettriche Nio ha iniziato a testare stazioni di sostituzione delle batterie in grado di reimmettere elettricità nella rete già nel 2022.
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La doppia strategia: carbone ed energie rinnovabili
Un aspetto degno di nota della politica energetica cinese è che, nonostante la massiccia espansione delle energie rinnovabili, la produzione di energia elettrica a carbone continua a crescere. Nel 2024, l'attività di costruzione di centrali elettriche a carbone è salita a 94,5 gigawatt, il livello più alto dal 2015. Inoltre, il Paese ha approvato 66,7 gigawatt di nuova capacità di centrali elettriche a carbone, con approvazioni in aumento soprattutto nella seconda metà dell'anno.
Questa strategia parallela solleva interrogativi sulla trasformazione energetica a lungo termine della Cina. Invece di sostituire il carbone, l'energia pulita viene aggiunta a un sistema esistente basato sui combustibili fossili, ostacolando la prevista transizione verso un settore energetico basato sulle energie rinnovabili. Oltre il 75% della capacità delle centrali elettriche a carbone recentemente approvata nel 2024 è stata finanziata da società minerarie o da società energetiche con attività legate al carbone, rafforzando il predominio del carbone anche quando i fondamentali del mercato non giustificano l'espansione.
Tuttavia, si notano anche sviluppi positivi: l'espansione delle energie rinnovabili ha contribuito a ridurre la quota di produzione di energia elettrica a carbone in Cina, raggiungendo il minimo storico del 53% a maggio 2024. Ciò suggerisce che, nonostante le strategie parallele perseguite, le energie rinnovabili stanno lentamente acquisendo importanza.
L'equilibrio della Cina: l'integrazione delle reti e il percorso verso un futuro verde
Le sfide dell'integrazione della rete non impediranno alla Cina di proseguire con i suoi massicci investimenti nelle energie rinnovabili. Secondo S&P Global Ratings, l'espansione delle energie rinnovabili in Cina continuerà nonostante i previsti aumenti dei tassi di riduzione. Gli analisti prevedono che gli operatori "dovranno sopportare la sofferenza finché i nodi del processo di transizione non saranno risolti".
Sono in fase di sviluppo soluzioni al problema della riduzione della domanda, tra cui ulteriori investimenti in tecnologie di trasmissione e soluzioni di stoccaggio, ma l'implementazione richiederà tempo. Per gli operatori, ciò significa che dovranno diventare più selettivi e dare priorità agli investimenti in regioni con politiche elettriche locali più favorevoli e un migliore rapporto domanda-offerta.
L'esperienza della Cina nell'integrazione delle energie rinnovabili nella rete ha un'importanza globale. Essendo il maggiore emettitore mondiale di gas serra e, allo stesso tempo, un Paese leader nell'espansione delle energie rinnovabili, il successo o il fallimento della Cina nell'integrazione di queste energie potrebbe avere un impatto decisivo sugli sforzi globali per la protezione del clima.
Colmare il divario
La mancanza di integrazione delle energie rinnovabili nella rete elettrica cinese rappresenta una sfida significativa per la transizione energetica del Paese. Nonostante gli impressionanti progressi nell'espansione della capacità eolica e solare, il problema della riduzione persiste, con conseguente notevole spreco energetico. Le cause principali di questa sfida sono la discrepanza geografica tra produzione e consumo di energia, gli investimenti insufficienti nella rete elettrica e un mercato elettrico poco flessibile.
Il governo cinese è consapevole di questo problema e sta adottando diverse misure, tra cui ingenti investimenti nella rete ad altissima tensione, adeguamenti alle quote di riduzione e approcci innovativi come l'integrazione dei veicoli elettrici nella rete. Allo stesso tempo, prosegue la sua strategia parallela di espansione delle centrali elettriche a carbone, sollevando interrogativi sulla trasformazione a lungo termine.
La concorrenza tra carbone ed energie rinnovabili si sta intensificando, con la produzione di energia eolica e solare sempre più limitata, in particolare nel quarto trimestre del 2024. Per garantire una transizione energetica di successo, la Cina dovrà aumentare significativamente gli investimenti nella propria rete elettrica e rendere il mercato più flessibile. Solo allora il Paese potrà sfruttare appieno il potenziale delle sue impressionanti capacità di energia rinnovabile e contribuire efficacemente alla protezione del clima globale.
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