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5 Ottobre 2022
7:30

Come funziona il sistema elettrico nazionale in Italia

Generazione, Trasmissione, Distribuzione, questi sono i principali settori che compongono la filiera elettrica. Entriamo nel mondo dell'elettricità.

A cura di Gianluca Godi
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Come funziona il sistema elettrico nazionale in Italia
sistema elettrico italia

Il “cervello” del sistema elettrico è il dispacciamento, cioè l’attività che permette di gestire correttamente i flussi di energia per garantire il corretto esercizio della rete elettrica in ogni momento. Ma come arriva la corrente elettrica dalla centrale alle nostre case? Con questo articolo analizziamo i retroscena di questo affascinante mondo: dalla generazione dell'elettricità fino al consumatore finale, passando per la trasmissione e la distribuzione. Vediamo da cosa sono composti questi diversi “settori”, come sono connessi tra loro e come vengono gestiti.

La produzione di energia elettrica

Produzione elettricità terna
Credit: Terna.

L’energia elettrica non si trova pronta all’uso in natura e non è facile da immagazzinare, pertanto deve essere creata e utilizzata in base alla domanda degli utenti finali. Per generare elettricità sono necessarie le centrali elettriche, strutture molto complesse il cui compito è quello di trasformare il potenziale energetico caratteristico di ogni fonte primaria in energia elettrica. Le fonti primarie di energia sono tutte quelle risorse che si trovano in natura dalle quali si può ricavare un altro prodotto energetico per trasformazione. Queste fonti le distinguiamo nel quotidiano come fonti non rinnovabili (petrolio, carbone, gas naturale, nucleare) e rinnovabili (energia solare, eolica, idraulica, geotermica e biomasse).

In base alla tipologia di fonte primaria utilizzata per alimentare la centrale elettrica avremo quindi diverse tipologie di impianti: centrali idroelettriche (che sfruttano il potenziale dell’acqua), centrali eoliche (vento), fotovoltaiche (sole) e le centrali termoelettriche che producono elettricità sfruttando il vapore prodotto per combustione (principalmente del gas naturale), per irraggiamento solare o estratto dal sottosuolo. Esistono poi altre categorie di centrali, tutt'ora sotto studio, mirate a sfruttare i moti e le forze cicliche rinnovabili del nostro pianeta come, per esempio, le onde e le correnti marine. Dal punto di vista amministrativo, questo settore è gestito completamente da soggetti privati che producono e vendono l'energia sulla borsa elettrica nazionale oppure direttamente agli utenti finali o a grossisti.

Quanta potenza installata abbiamo in Italia suddivisa per tipologia di centrale? Prendendo i dati statistici raccolti da Terna riferiti all’anno 2021, la potenza (efficiente lorda) di generazione è risultata pari a 119,9 GW; nel grafico sottostante vediamo la suddivisione per tipologia di impianti:

GraficoProduzioneItalia21
Suddivisione per tipologia di centrali elettriche installate in Italia al 2021, in termini assoluti e relativi della potenza installata.

Osservando il grafico è possibile notare alcune informazioni rilevanti, per esempio: quasi la metà della potenza installata è coperta da centrali che sfruttano fonti rinnovabili; le centrali idroelettriche e il fotovoltaico coprono ognuna circa il 20% della capacità; le centrali geotermiche invece si ritagliano solamente l'1% della torta. Quest'ultimo dato è dovuto al fatto che tutte le zone dove esiste attività geotermica in Italia (principalmente in Toscana) sono sfruttate al massimo ma la disponibilità di questa fonte energetica è molto limitata.

La trasmissione

trasmissione terna
Trasmissione (Credit: Terna).

Tutta l’energia prodotta dalle centrali viene elevata di tensione tramite i trasformatori e quindi raccolta dalle linee di trasmissione per essere trasportata alle linee di distribuzione. La trasmissione è composta da più di 74 mila chilometri di linee elettriche e da 431 stazioni elettriche di trasformazione e smistamento. L’elettricità si trasmette attraverso elettrodotti in alta tensione, sia di tipo aereo che in cavo.
Le linee aeree sono formate da conduttori nudi in acciaio e alluminio sorrette da grossi tralicci; le linee in cavo invece sono composte da conduttori (in alluminio o rame) isolati con materiali plastici o gomme e posate in seguito su pali, sottoterra o su fondali marini.

Le stazioni di smistamento e trasformazione invece sono delle infrastrutture di rete puntuali che si sviluppano su una superficie circoscritta di qualche migliaio di metri quadrati. Questi impianti possono essere visti come gli “incroci stradali” della rete elettrica, ovvero i nodi dove più elettrodotti si uniscono per diramarsi verso altre destinazioni lungo la penisola italiana. In queste stazioni possono anche avvenire ulteriori trasformazioni della tensione e della corrente (mediante i trasformatori), allo scopo di ottimizzarne il "trasporto" e minimizzare le perdite di energia lungo la rete.

Foto stazione elettrica
Stazione elettrica (Credit: Terna S.p.A., CC BY–SA 3.0, via Wikimedia Commons).

In Italia il Transmission System Operator (TSO – Operatore del sistema di trasmissione) ovvero il proprietario e gestore dell’infrastruttura di trasmissione è Terna. Questo settore, a differenza della generazione, non è più gestito in regime di libero mercato: qui il gestore è un unico soggetto su tutto il territorio nazionale che agisce in regime di monopolio. Essendo Terna da sola ad operare in questo settore della filiera elettrica, affinché operi correttamente nei confronti di tutti noi consumatori, è soggetta ad un costante e scrupoloso monitoraggio dei costi e delle attività da parte dall’Autorità per l’energia reti e ambiente (ARERA), un ente pubblico amministrativo indipendente (istituito con la legge n. 481 del 1995) che opera per garantire la promozione della concorrenza e dell'efficienza nei servizi di pubblica utilità e tutelare gli interessi di utenti e consumatori.

La rete di distribuzione

distribuzione terna
Distribuzione (Credit: Terna).

La rete di distribuzione è l'infrastruttura di rete più fitta della filiera e ha lo scopo di condurre l’elettricità fino al consumatore, partendo dalle cabine primarie lungo la rete di media tensione, le cabine secondarie, la rete di bassa tensione e la misura dell'energia scambiata presso il cliente finale.

Le cabine primarie sono simili per costruzione (e per dispositivi installati) alle stazioni di smistamento e trasformazione viste in precedenza. La principale differenza sta nel fatto che queste cabine non sono di proprietà di Terna ma della società distributrice e segnano il punto di confine tra la trasmissione e la distribuzione. In queste cabine sono presenti i trasformatori alta/media tensione che trasformano il livello di tensione utilizzato da Terna (tipicamente 220 kV o 130 kV) ad un livello più basso, definito di media tensione, tipicamente di 15 o 20 kV. Da qui partono tutte le linee di media tensione (aeree o in cavo) che si diramano per le nostre città o compagne. La rete italiana di media tensione si sviluppa per ben 350 mila chilometri.
La media tensione però presenta ancora un valore troppo elevato di tensione da poter essere gestito dalle nostre apparecchiature elettriche, ed ecco che quindi entrano in gioco le cabine secondarie, impianti decisamente più piccoli delle cabine primarie ma che hanno lo stesso scopo: trasformare ulteriormente la tensione abbassandola al valore di 400V trifase per le attività commerciali o piccole imprese e 230V monofase per le nostre abitazioni.

CabinaSecondariaEsternoGodi
Tipica cabina secondaria a torre (Credit: Gianluca Godi)

Rimane quindi l’ultimo tratto di rete, quello di bassa tensione, dalle cabine secondarie fino all'utente finale. Anche in questo caso le linee possono essere aeree o interrate, tipicamente in cavo e in Italia si stima uno sviluppo di ben 780 mila chilometri. Arrivati alla fine del percorso troviamo gli utenti, con il proprio impianto privato: a segnare il confine tra la rete pubblica e quella privata nonché a misurare l'energia che viene consumata dalle apparecchiature troviamo il contatore elettronico.

Come per la trasmissione anche la distribuzione non viene gestita in regime di libera concorrenza ma di monopolio, sotto la stretta sorveglianza di ARERA. La differenza rispetto alla trasmissione sta nel fatto che se Terna opera in regime di monopolio nazionale, la distribuzione viene gestita invece in zone (monopolio locale); quindi, non esiste un unico soggetto a gestire l’intera rete di distribuzione ma tante società diverse che ne gestiscono una porzione (in Italia se ne contano più di 120).

utenze terna
Credit: Terna.
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