Il Solare Termodinamico in Italia tecnologia ... · PDF fileANEST - Associazione Nazionale Energia Solare Termodinamica Via Antonio da Recanate, 1 - ('© Riproduzione riservata')Milano,

ANEST - Associazione Nazionale Energia Solare Termodinamica

Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: 02 36687181 ('© Riproduzione riservata')

Il Solare Termodinamico in Italia

tecnologia, competitività e grid-parity

Gianluigi Angelantoni

Presidente ANEST

XXI CONGRESSO AIV

Museo Diocesano di Catania

15 – 17 maggio 2013



Nuovo Consiglio Direttivo 2012 – 2014

Il Consiglio Direttivo (Assemblea dei soci - 10 maggio 2012, Verona):

1. Onorato Fiorentini, Almeco Spa

2. Gianluigi Angelantoni, Archimede Solar Energy Srl

3. Antonio Bee, Costruzioni Solari

4. Armando Giacomi, Enel Green Power

5. Cesare Fera, Fabbrica Energia Rinnovabili Alternative

6. Stefano Domenicali, Ingeteam Srl

7. Francesco Guidetti, Innova Solar Energy

8. Poggi Enzo, Gruppo Marcegaglia

9. Luciano Lucatello, Reflex Srl

10. Giuseppe Cua, Sitalcea Srl

11. Francesco Sarli, Solar Brain Srl

12. Francesco Orioli, Soltigua

13. Enrico Savoldi, Techint Spa

14. Mario Gaia, Turboden

Presidenza per il mandato 2012-2014:

Gianluigi Angelantoni, Presidente Archimede Solar Energy

Cesare Fera, Vice Presidente Fabbrica Energie Rinnovabili Alternative

Paolo Pasini, Segretario Generale Micol Lusetti, Assistente Segreteria Generale

Segreteria Generale



Deleghe particolari a Consiglieri

Paolo Martini

Strategie di mercato

e di settore

Enrico Savoldi

Progetto RES4MED e

relazioni MENA

Regions

Marco Baresi

Rapporti con UE,

monitoraggio bandi

europei

Francesco Orioli

Coordinamento

Comitato Tecnico

Energetico

Armando Giacomi

Innovazione Rapporti con Enti di Ricerca



Obiettivi generali

Concorrere alla promozione e utilizzazione della fonte solare a

concentrazione

Promuovere la ricerca e lo sviluppo tecnologico finalizzato

all’utilizzo della risorsa sole e all’uso razionale dell’energia

Contribuire al dibattito sulla formazione di nuovi assetti normativi e

tariffari nel settore della produzione, distribuzione e vendita

dell’energia da impianti CSP (Concentrating Solar Power)

Rappresentare presso le istituzioni pubbliche le esigenze

dell’associazione e degli associati



ANEST 2013 - Associati



CSP, Concentrating Solar Power, è l’espressione inglese che indica la tecnologia solare termodinamica.

Scopo della tecnologia solare termodinamica è convertire l’energia solare in energia termica a temperatura media ed elevata. L’energia termica può essere:

- utilizzata in diverse applicazioni (solar cooling, dissalazione, trigenerazione, processi industriali, ecc.)

- trasformata in energia elettrica attraverso una turbina a vapore o una turbina ORC

Per creare energia termica a temperatura medio-elevata i raggi solari vengono concentrati in un punto focale attraverso superfici riflettenti (specchi o superfici in alluminio che seguono costantemente la posizione del sole).

Esistono quattro soluzioni per la riflessione: sistemi parabolico-lineari e sistemi linear Fresnel, che sono concentratori lineari, e ricevitori centrali (a torre) e dish-stirling, che sono concentratori puntuali.

CSP: la tecnologia



CSP: Come Funziona un impianto CSP

La radiazione viene concentrata tramite collettori lineari parabolici sul fuoco della parabola su cui è posto un tubo ricevitore. L’inseguimento avviene su un solo asse di rotazione con un conseguente sfruttamento parziale della radiazione solare. Tecnologia maggiormente consolidata. Campo di applicazione attuale: 5-200 MWe

La radiazione viene concentrata mediante specchi piani (eliostati) su un ricevitore nel quale il fluido (Sali fusi, acqua) viene riscaldato anche fino ad oltre 1000 °C L’inseguimento avviene su due assi di rotazione con un ottimale sfruttamento della radiazione solare. Campo di applicazione attuale: 10-50 MWe

►Impianti a collettori parabolici lineari

►Impianti a Torre



La radiazione viene concentrata tramite collettori piani disposti su più file (7-15) parallele a livello del suolo che, ruotando assialmente, riflettono i raggi solari sul tubo ricevitore fisso L’inseguimento avviene su un solo asse di rotazione con un conseguente sfruttamento parziale della radiazione solare. Campo di applicazione attuale: 1-10 MWe

La radiazione è concentrata sul fuoco del paraboloide, dove è anche alloggiato il motore termico che opera ad elevate temperature (anche oltre 1000 °C) L’inseguimento avviene su due assi di rotazione con un ottimale sfruttamento della radiazione solare Campo di applicazione attuale: 0,1- 10MWe

CSP: Come Funziona un impianto CSP

►Impianti Dish

►Impianti Linear Fresnel

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=k-Qe0oly6djsnM&tbnid=jpfY_3NoEGI0YM:&ved=0CAUQjRw&url=http://theirearth.com/index.php/news/csp-stirling-solar-dish-engine-stirling-energy-systems&ei=urU1UbG-LMbOsgbArYHQDw&bvm=bv.43148975,d.Yms&psig=AFQjCNFDsrRsi7x9Q6tMilXd_31s_GWdLA&ust=1362560810412302



L’applicazione più diffusa e rilevante per il CSP è attualmente la produzione di energia elettrica attraverso cicli termodinamici a vapore, analoghi alle tradizionali centrali termoelettriche, dove l’energia termica richiesta dal ciclo è prodotto concentrando l’energia solare anzi che bruciando un combustibile fossile.

CSP: Vantaggi Tecnologici

Uno dei vantaggi principali che presenta la tecnologia CSP è rappresentato dalla possibilità di accumulare l’energia termica raccolta dal campo solare e di produrre energia elettrica anche in assenza di radiazione solare.

La possibilità di accumulare l’energia termica raccolta dal campo solare consente di programmare la produzione di energia elettrica quando si presenta la necessità anche in assenza del sole (analogamente ai tradizionali impianti termoelettrici), superando così l’intrinseca aleatorietà tipica della maggior parte delle fonti rinnovabili



La leadership Tecnologica Italiana

Non necessario

Volume ridotto a un terzo

SOLAR FIELD

HEAT EXCHANGER

THERMAL ENERGY

STORAGE

STEAM GENERATOR

STEAM TURBINE

290 ℃

380 ℃

~ 390 ℃

~ 375 ℃

CONDENSER

290 ℃

SOLAR FIELD

STEAM GENERATOR

STEAM TURBINE

290 ℃

550 ℃

~ 550 ℃ 535 ℃

CONDENSER

290 ℃

X 2.5

Maggiore efficienza

Schema di un impianto a concentratori lineari con accumulo

“indiretto”

► Differenti fluidi per assorbimento energia campo solare (Olio) e

accumulo (Sali Fusi)

► Nei sistemi ad Olio e Sali Fusi limitato campo di temperatura

dell’accumulo (290-400°C)

Schema di un impianto a concentratori lineari con accumulo “diretto”

► Unico fluido per assorbimento energia campo solare e accumulo (Sali

Fusi)

► Dimensioni più contenute dell’accumulo grazie a miglior

sfruttamento campo di temp.

► Maggiore efficienza

► Riduzione dei costi



► La pipeline per il CSP a livello mondiale è stimata al 2015 in 12 GW

►L'International Energy Agency prevede che il CSP contribuirà per il 28% alla generazione da fonti rinnovabili entro il 2060. (Il più alto potenziale di crescita)

GENARAL WORLD PERSPECTIVE

► SAUDI: 24GW – (2013-2032) – source :KACARE.GOV

► USA: 15GW – (2013-2020) – source: SEIA - NREL

► ITALY: 600MW – (2013-2017) – source: ANEST

► MOROCCO: 2GW – (2013 - 2025) – source: MASEN

► TUNISIA: 500MW - (2013-2020) – source: STEG

► CHINA: 3GW - (2013-2020) – source: NDRC

► LATAM: 1GW – (2013 - 2020) – source: CEPAL

► UAE: 1GW – (2013-2020) – source: MASDAR INSTITUE

► KUWAIT: 1GW – (2013 - 2020) - source: KISR

► INDIA: 2GW – (2013-2020) – source: JNNSM

► SOUTH AFRICA: 500MW (2013-2020) – source: REFIT

► AUSTRALIA: 500MW (2013-2020) – source: ASI

Mercato Globale



Il rapporto con PV e Wind

Molten Salt Trough/Tower

Fresnel reflector

Parabolic Trough

Dish Stirling Innovazione

Tecnologia Italiana

Sali Fusi

Wind power

Photovoltaics

Concentrated solar power

CSP 2 Vantaggio

1 vantaggio

Potenza

Installata

250GW

100GW

2GW

Solar Tower

► Maggiore Efficienza

► Riduzione dei Costi

► Minore costo di generazione (LCOE)

► Basso Impatto ambientale

► Dispacciabilità

► Base/Medium-load generation

► La pipeline per il CSP a livello

mondiale è stimata al 2015 in 12 GW



Comparison of LCOE-without Energy Storage

（Wind vs. PV vs. CSP）

Source: ESTELA project team A.T. Kearney analysis

(Spain, LCOE, in €c/kWh)

2010 2015

40

35

30

25

20

15

10

5

0

2020 2025

Wind

PV

CSP

PV Panel

Storage time；5-20 hours

2010 2015

40

35

30

25

20

15

10

5

0

2020 2025

Wind = CSP

(Spain, LCOE, in €c/kWh)

PV

Comparison of LCOE - With Energy Storage

（PV w/battery vs. Wind w/battery vs. CSP w/thermal storage）

Life time

► Wind 20 years

► PV 25 years

► CSP 25 years

Il rapporto con PV e Wind



L’evoluzione competitiva del termodinamico

In termini di LCOE (costi di generazione/energia prodotta) il Solare Termodinamico tende a raggiungere prestazioni importanti attraverso impianti di scala tra i 150 ed i 300MWe e grazie soprattutto a tecnologie innovative come quella italiana dei Sali fusi quali fluido termovettore.



►Il solare a concentrazione è una tecnologia sviluppata in Italia;

►Esiste una filiera produttiva italiana;

►Lo sviluppo del CSP beneficia le imprese italiane; ►IL CSP assicura positivi impatti sociali soprattutto dal punto di vista occupazionale.

►Le isole maggiori, Sicilia e Sardegna, e le regioni del Sud come Calabria, Puglia, Basilicata fino al Lazio, sono le zone più interessanti per lo sviluppo del Solare Termodinamico. Esse sono altamente competitive per l’alto livello di irraggiamento annuale e per le favorevoli condizioni geografiche e morfologiche.

►Parte del potenziale installabile grazie al nuovo decreto è già coperto da diversi progetti allo stato autorizzativo.

►Entro il 2017 si stima il raggiungimento di 600MW di capacità installata in Italia da impianti CSP.

Perchè parlare di Solare Termodinamico in Italia Irraggiam

ento

com

preso

tra

17

50

e 20

00

KW

h/m

q/an

no



Quanto costa un impianto CSP in Italia

La stima del costo di un impianto solare termodinamico, che per sua natura ha più elementi in comune ad un impianto termoelettrico tradizionale rispetto ad un impianto solare PV o Eolico, è funzione di un numero elevato di fattori ambientali, tecnici o progettuali, che ne determinano il valore finale.

Per dovere di sintesi, la potenza e le conseguenti economie di scala, la localizzazione (insolazione, orografia, costo manodopera, etc) e la dimensione dello storage, che incide sul capacity factor, rappresentano alcuni dei parametri di maggiore significatività per la valutazione del costo per MW di un impianto.

ESEMPI Ipotesi: - DNI 1900KWh/mq/Anno. - No costi Sviluppo GRANDI IMPIANTI DA 10 A 50MWe ►Impianto PT 50Mwe 8h Storage: 5,2Mio€/MW

(2010) PICCOLI IMPIANTI DA 1 A 10MWe ►Impianto LF 5MW: XXXXX€/MW MICROGENERAZIONE ►Impianto per solar cooling ►Impianto per produzione di calore industriale



Impatto sociale di un impianto CSP

►La realizzazione di impianto da 50 MW

con accumulo termico darebbe lavoro a circa 1500 persone durante la fase di realizzazione dei componenti e di costruzione dell’impianto (circa 2-3 anni).

►A questa cifra vanno aggiunti 50 posti di lavoro permanenti per la gestione e la manutenzione della centrale.

►E’ da notare circa il 65% dei nuovi posti di lavoro sarebbero localizzati nelle regioni dove saranno ubicati gli impianti a fronte di una occupazione pressoché nulla per le altre fonti rinnovabili, eccezion fatta per la geotermia e le biomasse.

► Cost breakdown of CSP plant Reference :

parabolic trough 50 MW, 7,5 hrs storage

► Job creation potential Over 1500 job creation

in reference plant mostly during construction



Esempio Impianti standard 50MWe + 7,5h Storage



Potenza nominale: 50 Mwe

Energia elettrica prodotta: 180-200GWh anno

Superficie captante: 510.000 m2

Sup. captante specifica : 10,2 m2/kWe

Area totale: 182 ha

Occupazione specifica: 36,4 m2/kWe

Fattore di utilizzo: 4000/anno

Storage 7.5H

Esempio Impianti standard 50MWe + 7,5h Storage



Esempio Impianti microgenerazione

> solar cooling

►Il solar cooling consente di produrre il freddo a partire dall’energia solare. Sfruttando la concomitanza tra l’elevata radiazione solare estiva ed il fabbisogno di raffrescamento degli edifici, questo sistema ha un notevole impatto sulla diminuzione dei consumi energetici, aumentando la sostenibilità ambientale degli edifici.

> Produzione di calore industriale

►Grazie all’abbondante insolazione presente sul territorio, in Italia e nell’area mediterranea, numerosi processi industriali che richiedono energia termica possono essere realizzati integrando le tradizionali fonti energetiche con l’energia solare. In settori in cui è richiesto calore a media temperatura, gli impianti di microgenerazione possono essere sfruttati per produrre vapore industriale o riscaldare olio diatermico.



Il meccanismo di incentivazione in Conto Energia

►In data 10 luglio 2012 è stato pubblicato in Gazzetta Ufficiale il Decreto Ministeriale relativo all’incentivazione per la produzione di energia elettrica da impianti a fonti rinnovabili diverse dal fotovoltaico.

►Il solare termodinamico è regolato all’Art. 28 del suddetto decreto. ►Gli incentivi previsti hanno avuto inizio da gennaio 2013. ►L’incentivazione verrà erogata per un massimo di 25 anni.

Impianti con frazione solare maggiore 85% 0,32 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare tra 50% e 85% 0,30 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare minore del 50% 0,27 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare maggiore 85% 0,36 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare tra 50% e 85% 0,32 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare minore del 50% 0,30 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

►impianti aventi una superficie captante fino ai 2.500 m2

►impianti aventi una superficie captante > 2.500 m2

Tari

ffe

Ince

nti

van

ti

►Per gli impianti entrati in esercizio nel periodo intercorrente tra il 1° gennaio 2016 e il 31 dicembre 2016 le tariffe, relative all’anno 2015, sono decurtate del 5%.

►Per gli impianti entrati in esercizio nel periodo intercorrente tra il 1° gennaio 2017 e il 31 dicembre 2017 le medesime tariffe del 2015 sono decurtate di un ulteriore 5%

►Per gli anni successivi al 2017 continueranno ad applicarsi le tariffe fissate dal D.M. 6 luglio 2012 applicate agli impianti che entrano in esercizio nell'anno 2017



Impianti in Italia

Operation – Totale 5MW

Development – Totale 272,5MW

Construction – Totale 1MW

0

180

0

0

20

0

0

0

0

5

42

0

0

50

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,5

0

50

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,5

0

0

0

0

0

0



OPERATION

I principali progetti in Italia

► Stima produzione energia elettrica: ≈ 9.000 MWh/a ►Area occupata dall’impianto: ≈ 8ettari ►Campo Solare: Collettori parabolici lineari

(≈ 30,500 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 7,5 ore) ► Sicilia

► Priolo Gargallo SR

► Fonte: ENEL



I principali progetti in Italia

► Sardegna ► Cossoine Giave - SS

►Potenza elettrica: 30 MWe ►Stima produzione energia elettrica: ≈ 140.000 MWh/a ►Area occupata dall’impianto: ≈ 160 ettari ►Campo Solare: Collettori parabolici lineari

(≈ 662.000 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 7,5 ore) ►Riscaldamento ausiliario: Biomasse

DEVELOPMENT

► Fonte: ENERGOGREEN



I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia


(≈ 749.000 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 10 ore) ►Riscaldamento ausiliario: Biomasse

► Sardegna ► Villasor - CA

DEVELOPMENT






(≈ 659.000 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 10 ore) ►Riscaldamento ausiliario: Biomasse

► Sardegna ► Gonnosfandiga Guspini – VS


DEVELOPMENT




►Potenza elettrica: 50 MWe ►Stima produzione energia elettrica: nd ►Area occupata dall’impianto: nd ►Campo Solare: Collettori parabolici lineari ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi ►Riscaldamento ausiliario: nd

► Sardegna ► Bonorva – SS


DEVELOPMENT




►Potenza: 12 MWe ►Superficie occupata: 50 ha ►Superficie captante: 135.600 m2 ►E.E. prodotta: ca. 39 GWh/anno ►Connessione in AT alla linea 150 kV Licata – Gela

► Sicilia ► GELA

DEVELOPMENT

► Fonte: Repower - Reflexsolare





Fluido termovettore: Olio Diatermico ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 6 ore)

► Basilicata ► Banzi (PZ)

► Fonte: Teknosolar Italia srl

DEVELOPMENT




►Potenza lorda installata: 25 Mwe ►Produzione netta solare: > 70 GWh/anno ►Vita utile impianto: ≥25 anni

► Sicilia ► Catania

► Fonte: Enel Green Power

DEVELOPMENT




►Potenza elettrica: 20 MWe ►Stima produzione energia elettrica: ≈ 100.000 MWh/a ►Area occupata dall’impianto: ≈ 137 ettari ►Campo Solare: eliostati con torre solare (≈ 200 m) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi ►Riscaldamento ausiliario: biomassa

► Sardegna ► Vallermosa - CA

► Esempio Impianto Torre GEMASOLAR

DEVELOPMENT





ARCHIMEDE SOLAR ENERGY – MASSA MARTANA (PG)























ANEST

Associazione Nazionale Energia Solare Termodinamica

Presidente Gianluigi Angelantoni

Vice Presidente Cesare Fera

Segretario Generale Paolo Pasini

Assistente Segreteria Generale Micol Lusetti

Viale Monza, 291 20126 Milano

Tel.: +39 02 36687181 Fax: +39 0232066804

[email protected] www.anest-italia.it

Contatti

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