Embed Size (px)
Citation preview
Chiara PalombaChiara PalombaDipartimento di Ingegneria MeccanicaDipartimento di Ingegneria Meccanica
Università degli Studi di CagliariUniversità degli Studi di Cagliari
Perché un corso sulle Perché un corso sulle Energie RinnovabiliEnergie Rinnovabili
• ““Lo Lo Sviluppo SostenibileSviluppo Sostenibile è quello in è quello in grado di soddisfare i grado di soddisfare i bisogni del bisogni del presentepresente senza compromettere la senza compromettere la capacità delle capacità delle future generazionifuture generazioni di di soddisfare i loro propri bisogni”.soddisfare i loro propri bisogni”.
Un Modello di Sviluppo Sostenibile
• ““Lo Sviluppo Sostenibile Lo Sviluppo Sostenibile consiste nel non consiste nel non ingannare i nostri bambiniingannare i nostri bambini” (J. Gummer)” (J. Gummer)
• ““Lo Sviluppo Sostenibile Lo Sviluppo Sostenibile consiste nel trattare consiste nel trattare la Terra come se dovessimo restarcila Terra come se dovessimo restarci” ” (Sir C. Tickell)(Sir C. Tickell)
L’attuale modello di sviluppo
Consumo di Consumo di Risorse naturaliRisorse naturali
Impatto Impatto ambientaleambientale
Attività antropiche
Ambiente naturale
Quanta energia consumiamo ...
10000 milioni di tep nel mondo10000 milioni di tep nel mondo
Ovvero circa 5 litri/giorno a Ovvero circa 5 litri/giorno a persona persona (circa 10 in Italia)(circa 10 in Italia)
• 30-40 anni per il 30-40 anni per il petroliopetrolio
• 50-60 anni per il 50-60 anni per il gas naturalegas naturale
• 200-300 anni per il 200-300 anni per il carbonecarbone
… e quanto ancora durerà?
Agli Agli attualiattuali livelli di consumo, livelli di consumo, esistono riserve provate per:esistono riserve provate per:
Le statistiche indicano che le Le statistiche indicano che le risorse presunterisorse presunte sono circa doppie, ma evidenziano anche sono circa doppie, ma evidenziano anche consumi energeticiconsumi energetici in continua crescita. in continua crescita.
??
Riserve e Risorse di Petrolio - 1
Riserve e Risorse di Petrolio - 2
• Inquinanti gassosiInquinanti gassosi
• acque reflueacque reflue
• rifiuti solidirifiuti solidi
• emissioni acusticheemissioni acustiche
• Impatto paesaggisticoImpatto paesaggistico
• Altro …. Altro ….
Combustibili e Impatto Ambientale
L’uso attuale dei combustibili comporta:L’uso attuale dei combustibili comporta:
Il controllo delle emissioni
Inquinanti regolamentati ...Inquinanti regolamentati ...
9950 (30 *)Polveri
90200 (200 *)NOX
95400 (200 *)SO2
MTCD(efficienza %)
LIMITI NORMATIVI
SPECIE INQUINANTE
… … e non regolamentatie non regolamentati
Anidride carbonica e “gas serra”Anidride carbonica e “gas serra”
Due problemi molto attuali ...
• Abbiamo (e soprattutto avremo) un serio Abbiamo (e soprattutto avremo) un serio problema di problema di scarsità di risorsescarsità di risorse, che si , che si tradurrà in un problema economico (un tradurrà in un problema economico (un crescente costo dei combustibilicrescente costo dei combustibili););
• Abbiamo inoltre un problema di controllo Abbiamo inoltre un problema di controllo dell’dell’impatto ambientaleimpatto ambientale, che ancora una , che ancora una volta origina un problema economico (unvolta origina un problema economico (un costo crescente degli impianticosto crescente degli impianti).).
Uno sguardo in casa nostra ...
4,5
94,4
0 1,17,4
54,6
26,8
11,216
44
2218
0
20
40
60
80
100
Co
nsu
mo
lo
rdo
(%
)
Sardegna Italia U.E.
Combustibili solidi Prodotti petroliferiGas naturale Altro
Dipendenza esclusiva Dipendenza esclusiva dal petroliodal petrolio
Pratica assenza di Pratica assenza di fonti rinnovabilifonti rinnovabili
La dipendenza energetica
98
80
50
0102030405060708090
100
Dip
end
enza
en
erg
etic
a (%
)
Sardegna Italia U.E.
Dipendenza quasi Dipendenza quasi esclusiva dall’esternoesclusiva dall’esterno
• Risparmiare energiaRisparmiare energia
Quale modello di sviluppo per il futuro?
Abbiamo senz’altro necessità di:Abbiamo senz’altro necessità di:
• Diversificare il “mix” energetico Diversificare il “mix” energetico
• Utilizzare le fonti rinnovabiliUtilizzare le fonti rinnovabili
• Energia solareEnergia solare
• Energia eolicaEnergia eolica
• Energia idroelettricaEnergia idroelettrica
• Energia dalle biomasse, dai residui e Energia dalle biomasse, dai residui e dai rifiutidai rifiuti
• Energia geotermicaEnergia geotermica
• Energia dalle maree e dalle ondeEnergia dalle maree e dalle onde
Le Fonti Energetiche Rinnovabili (FER)
• Disponibilità (quasi) illimitata Disponibilità (quasi) illimitata
• Minore Impatto AmbientaleMinore Impatto Ambientale
• Impulso allo sviluppo economicoImpulso allo sviluppo economico
Fonti Rinnovabili: notevoli opportunità ...
• Minore concentrazione energeticaMinore concentrazione energetica
• Tecnologie (talvolta) più costoseTecnologie (talvolta) più costose
• Tecnologie scarsamente conosciuteTecnologie scarsamente conosciute
ma anche qualche difficoltà!ma anche qualche difficoltà!
FER: la situazione mondiale nel 2000
I droelettrico
17%
Altro
4%
Biomasse e
Rifiuti
79%
Rinnovabili: 13,8% dei consumiRinnovabili: 13,8% dei consumi
FER: la situazione mondiale nel 2000
Le “altre” rinnovabili (4%)Le “altre” rinnovabili (4%)
Energia
Geotermica
86%
Energia Eolica
5%
Energia
Solare
8%
Energia dal
Mare
1%
Tasso annuo di crescita dal 1971 al 2000
2,1% 2,1% 1,8%
2,7%
9,4%
0%
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
9%
10%
TPES Rinnovabili Biomasse I droelettrico Altre
Tasso annuo di crescita dal 1971 al 2000
8,8%
32,6%
52,1%
8,4%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Energia
Geotermica
Energia Solare Energia Eolica Energia dal Mare
Energia Primaria e FER in Italia
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000
tep/
anno
TPES FER
+1,2% annuo+1,2% annuo
+4,8% annuo+4,8% annuo
Potenza Installata da FER in Italia
1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000Var. annua
90- 00
Potenza Totale (MW) 19364 20520 20699 20886 21232 21944 22183 1,4
I droelettrico (MW) 18770 19844 19876 19946 20058 20444 20346 0,8
Geotermoelettrico 496 470 485 529 547 585 590 1,8
Fotovoltaico (MW) 4 16 16 17 18 18 19 16,9
Solare Termoelettrico (MW) 0 0 0 0 0 0 0
Maree, Moto Ondoso (MW) 0 0 0 0 0 0 0
Eolico (MW) 3 22 70 120 164 229 363 61,5
Residui Industriali (MW) 0 0 0 0 0 179 287
Rifiuti Solidi Urbani (MW) 46 79 80 89 167 168 219 16,9
Biomasse (MW) 4 68 96 90 154 180 180 46,3
Gas da Biomasse (MW) 41 21 76 95 124 141 179 15,9
Collettori Solari (1000 m2) 10 180 180 180 240 240 240 37,4
Potenza da FER in Italia nel 1990
3%
97%
I droelettrico (MW) Geotermoelettrico (MW) Fotovoltaico (MW)
Eolico (MW) Residui I ndustriali (MW) Rifiuti Solidi Urbani (MW)
Biomasse (MW) Gas da Biomasse (MW)
Potenza da FER in Italia nel 2000
91,7%
1,3%
0,8% 0,8%0,1%
1,0%1,6%
2,7%
I droelettrico (MW) Geotermoelettrico (MW) Fotovoltaico (MW)
Eolico (MW) Residui I ndustriali (MW) Rifiuti Solidi Urbani (MW)
Biomasse (MW) Gas da Biomasse (MW)
Energia Prodotta da FER in Italia
1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000Var. annua
90- 00
Energia Totale (GMh) 38408 45753 51486 51451 53056 58421 58093 4,2
I droelettrico (GMh) 35079 41907 47072 46552 47365 51777 50900 3,8
Geotermoelettrico (GMh) 3222 3436 3762 3905 4214 4403 4705 3,9
Fotovoltaico (GMh) 4 13 14 15 16 17 18 16,2
Solare Termoelettrico (GMh) 0 0 0 0 0 0 0
Maree, Moto Ondoso (GMh) 0 0 0 0 0 0 0
Eolico (GMh) 2 9 33 118 231 403 563 75,8
Residui Industriali (GMh) 16 88 109 134 202 367 316 34,8
Rifiuti Solidi Urbani (GMh) 71 206 241 293 465 653 804 27,5
Biomasse (GMh) 12 28 48 61 69 219 221 33,8
Gas da Biomasse (GMh) 2 66 207 373 494 582 566 75,9
Energia Prodotta da FER in Italia nel 1990
8%
92%
I droelettrico (GMh) Geotermoelettrico (GMh) Fotovoltaico (GMh)
Eolico (GMh) Residui I ndustriali (GMh) Rifiuti Solidi Urbani (GMh)
Biomasse (GMh) Gas da Biomasse (GMh)
Energia Prodotta da FER in Italia nel 2000
87,6%
0,5%0,4% 1,0%0,0% 1,4%1,0%
8,1%
I droelettrico (GMh) Geotermoelettrico (GMh) Fotovoltaico (GMh)
Eolico (GMh) Residui I ndustriali (GMh) Rifiuti Solidi Urbani (GMh)
Biomasse (GMh) Gas da Biomasse (GMh)
La Direttiva Europea sulle FERTWh FER 1997% FER 1997% FER 2010
UE 338,4 13,9 22I talia 46,5 16 25Belgio 0,9 1,1 6Danimarca 3,2 8,7 29Germania 24,9 4,5 12,5Grecia 3,9 8,6 20,1Spagna 37,1 19,9 29,4Francia 66 15 21I rlanda 0,8 3,6 13,2Lussemburgo 0,1 2,1 5,7Paesi Bassi 3,5 3,5 9Austria 39 70 78,1Portogallo 14,3 38,5 39Finlandia 10 24,7 31,5Svezia 72 49,1 60Regno Unito 7 1,7 10
L’attuale Struttura del Mercato Elettrico
Formazione del Prezzo dell’Energia Elettrica
Incentivi alle FER: i Certificati Verdi (CV)
La Qualificazione degli Impianti IAFR
A seguito del D.lgs. 79/99 è stato conferito al GRTN il A seguito del D.lgs. 79/99 è stato conferito al GRTN il compito di riconoscere la relativa qualifica agli Impianti compito di riconoscere la relativa qualifica agli Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili (Alimentati da Fonti Rinnovabili (IAFRIAFR).).
Per Fonti Rinnovabili si intendono:Per Fonti Rinnovabili si intendono:• il sole;il sole;• il vento;il vento;• le risorse idriche;le risorse idriche;• le risorse geotermiche;le risorse geotermiche;• le maree;le maree;• il moto ondoso;il moto ondoso;• i prodotti vegetali, i rifiuti organici e inorganicii prodotti vegetali, i rifiuti organici e inorganici
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Gli impianti che possono ottenere la qualifica IAFR Gli impianti che possono ottenere la qualifica IAFR sono quelli entrati in funzione dopo il 1 Aprile 1999 a sono quelli entrati in funzione dopo il 1 Aprile 1999 a seguito di:seguito di:• Potenziamento/ripotenziamento di impianti;Potenziamento/ripotenziamento di impianti;• Rifacimento di impianti;Rifacimento di impianti;• Rifacimento parziale di impianti idroelettrici e Rifacimento parziale di impianti idroelettrici e geotermoelettrici;geotermoelettrici;• Riattivazione di impianti preesistenti;Riattivazione di impianti preesistenti;• Nuova costruzione;Nuova costruzione;• Impianti termoelettrici operanti in co-combustione;Impianti termoelettrici operanti in co-combustione;
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Potenziamento e Ripotenziamento:Potenziamento e Ripotenziamento:
Si intende l’intervento su un impianto esistente da Si intende l’intervento su un impianto esistente da almeno 5 anni tale da consentire un aumento della almeno 5 anni tale da consentire un aumento della producibilità dell’impianto stessoproducibilità dell’impianto stesso
Rifacimento di Impianti:Rifacimento di Impianti:
Si intende l’intervento su un impianto esistente da Si intende l’intervento su un impianto esistente da almeno 10 anni che comporti un adeguato almeno 10 anni che comporti un adeguato miglioramento delle prestazioni, attraverso la miglioramento delle prestazioni, attraverso la sostituzione o ricostruzione delle principali parti sostituzione o ricostruzione delle principali parti dell’impianto (es. turbina, girante, alternatore, etc.)dell’impianto (es. turbina, girante, alternatore, etc.)
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Rifacimento parziale di Impianti Idroelettrici e Rifacimento parziale di Impianti Idroelettrici e geotermoelettrici:geotermoelettrici:
Si intende l’intervento su un impianto esistente da Si intende l’intervento su un impianto esistente da almeno 30 anni per l’idroelettrco e 15 per il geotermico, almeno 30 anni per l’idroelettrco e 15 per il geotermico, con completa sostituzione dei gruppi turbina-con completa sostituzione dei gruppi turbina-alternatore esistenti con nuove macchinealternatore esistenti con nuove macchine
Riattivazione di Impianti:Riattivazione di Impianti:
Si intende l’intervento di messa in servizio di un Si intende l’intervento di messa in servizio di un impianto dismesso da oltre 5 anniimpianto dismesso da oltre 5 anni
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Nuova costruzione di Impianti:Nuova costruzione di Impianti:
Si intende la costruzione di nuovi impianti entrati in Si intende la costruzione di nuovi impianti entrati in funzione dopo il 1 Aprile 1999funzione dopo il 1 Aprile 1999
Impianti di Co-combustione:Impianti di Co-combustione:
Si intende l’intervento su impianti termoelettrici Si intende l’intervento su impianti termoelettrici esistenti che dopo il 1 aprile 1999 operino in co-esistenti che dopo il 1 aprile 1999 operino in co-combustione con combustibili rinnovabili. La combustione con combustibili rinnovabili. La produzione da fonti rinnovabili si applica solo per il produzione da fonti rinnovabili si applica solo per il 50% della nuova produzione di energia da fonte 50% della nuova produzione di energia da fonte rinnovabilerinnovabile
Gli Argomenti del Corso sulle FER
• Elementi di Analisi Economica Elementi di Analisi Economica
• Impianti EoliciImpianti Eolici
• Impianti IdroelettriciImpianti Idroelettrici
• Impianti Solari TermiciImpianti Solari Termici
• Impianti FotovoltaiciImpianti Fotovoltaici
• Impianti a BiomassaImpianti a Biomassa
Riferimenti
Chiara Palomba:Chiara Palomba:
Daniele Cocco:Daniele Cocco:
