Politecnico di Torino Fondazione Telios

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Gildo Gaspare Massa
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1 Politecnico di Torino Fondazione Telios UN ESEMPIO DI MOBILITÀ SOSTENIBILE: DAL FOTOVOLTAICO ALL'AUTO ELETTRICA ing. Davide Rossi

2 La mobilità sostenibile Sostenibilità significa soddisfare i bisogni della generazione presente senza compromettere la stessa possibilità per le generazioni future Settore dei trasporti: 33% consumo energetico mondiale Fabbisogno soddisfatto per il 97% dal petrolio *Fonte EIA (Energy Information Administration - U.S.A.)

3 L'analisi Well-to-Wheel* Metodologia che confronta input energetici, emissioni e costi dell'intero ciclo di un carburante, dalla sorgente (well) all'utilizzo finale (wheel) Permette di analizzare tutto il ciclo di un carburante: vantaggi e svantaggi ambientali, energetici ed economici associati ad ognuno di essi *fonte JRC (Joint Research Center - CE)

4 L'analisi Well-to-Wheel/2 Well-to-Tank: valuta l'efficienza di tutte le operazioni necessarie per rendere disponibile un carburante (estrazione, lavorazione, trasporto) Tank-to-Wheel: valuta l'efficienza energetica ed ambientale del carburante e delle tecnologie di autotrazione ad esso associate

5 WTT energetico CARBURANTE WTT (MJf/MJr) Elettricità da energia rinnovabile 0,04 Benzina 1,14 Gasolio 1,16 Gas naturale 1,19 H2 da gas naturale (ref. centralizzato) 1,69 H2 da elettrolisi (da rinnovabile) 1,74 H2 da gas naturale (ref. ai distributori) 1,94 H2 da biomasse 2,09 H2 da carbone 2,16 Elettricità (mix europeo-carbonioso) 2,59 Elettricità (mix europeo) 2,86 Etanolo (da grano) 2,90 Elettricità da nucleare 3,73 H2 da elettrolisi (mix europeo) 4,58

6 TTW energetico TECNOLOGIA PROPULSIVA TTW (MJ/km) FC H2 stoccato a bordo 0,91 Auto elettrica (batterie) 1,10 ICE hybrid Gasolio 1,41 ICE hybrid Gas naturale compresso 1,48 ICE hybrid H2 1,48 FC H2 prodotto a bordo 1,60 ICE hybrid Benzina 1,62 ICE H2 1,67 ICE Gasolio 1,72 ICE Etanolo 1,88 ICE Gas naturale compresso 1,90 ICE Benzina 1,91

7 WTW energetico/1 CARBURANTE TEC. PROPULSIVA WTW (MJ/km) Elettricità da energia rinnovabile Auto elettrica 0,044 H2 da gas naturale (ref. centralizzato) FC H2 a bordo 1,538 H2 da elettrolisi (da rinnovabile) FC H2 a bordo 1,583 Gasolio ICE Hybrid 1,636 Gas naturale compresso ICE Hybrid 1,761 H2 da gas naturale (ref. ai distributori) FC H2 a bordo 1,765 Benzina ICE Hybrid 1,847 H2 da biomasse FC H2 a bordo 1,902 Gas naturale compresso FC ref. a bordo 1,904 H2 da carbone FC H2 a bordo 1,966 Gasolio ICE 1,995 Benzina ICE 2,177 Gas naturale compresso ICE 2,261 H2 da gas naturale (ref. centralizzato) ICE Hybrid 2,501 H2 da elettrolisi (da rinnovabile) ICE Hybrid 2,575

8 WTW energetico/2 CARBURANTE TEC. PROPULSIVA WTW (MJ/km) H2 da gas naturale (ref. centralizzato) ICE 2,822 Elettricità (mix europeo-carbonioso) Auto elettrica 2,849 H2 da gas naturale (ref. ai distributori) ICE Hybrid 2,871 H2 da elettrolisi (rinnovabile) ICE 2,906 H2 da biomasse ICE Hybrid 3,093 Elettricità (mix europeo) Auto elettrica 3,146 H2 da carbone ICE Hybrid 3,197 H2 da gas naturale (ref. ai distributori) ICE 3,240 H2 da biomasse ICE 3,490 H2 da carbone ICE 3,607 Elettricità da nucleare Auto elettrica 4,103 H2 da elettrolisi (mix europeo) FC H2 a bordo 4,168 Etanolo da grano ICE 5,452 H2 da elettrolisi (mix europeo) ICE Hybrid 6,778 H2 da elettrolisi (mix europeo) ICE 7,649

9 WTW ambientale/1 MOTORE CARBURANTE (WTW g/km) VOC CO NOx PM10 SOx G.W. Auto elettrica (da energia rinnovabile) 0,000 0,000 0,000 0,013 0,000 0,000 FC H2 da biomasse 0,237 0,122 0,093 0,148 2,219 7,224 ICE-ibrido H2 da biomasse 0,385 0,198 0,170 0,233 3,609 11,749 ICE H2 da biomasse 0,435 0,224 0,193 0,261 4,072 13,257 FC H2 da elettrolisi (energia rinnovabile) 0,006 0,029 0,085 0,015 0,019 19,858 ICE-ibrido H2 da elettrolisi (rinnovabile) 0,010 0,047 0,157 0,016 0,031 32,297 ICE H2 da elettrolisi (rinnovabile) 0,011 0,053 0,178 0,017 0,035 36,443 FC H2 da biomasse (con CO2) 0,237 0,122 0,093 0,148 2,219 86,204 FC H2 da gas naturale (centralizzato) 0,005 0,053 0,077 0,015 0,018 91,085 Auto elettrica (mix europeo) 0,006 0,045 0,132 0,023 0,062 96,395 FC H2 da gas naturale (distributori) 0,007 0,074 0,091 0,015 0, ,814 FC H2 da elettrolisi (mix europeo) 0,012 0,074 0,217 0,025 0, ,253 FC H2 da carbone 1,329 0,030 0,069 0,079 3, ,512 FC H2 e reformer a bordo 0,010 0,098 0,145 0,017 0, ,628 ICE-ibrido H2 da biomasse (con CO2) 0,385 0,198 0,170 0,233 3, ,200 ICE-ibrido Benzina 0,090 1,277 0,108 0,026 0, ,686

10 WTW ambientale/2 MOTORE CARBURANTE (WTW g/km) VOC CO NOx PM1 0 ICE Etanolo 0,240 1,831 0,331 0,207 0, ,625 ICE-ibrido H2 da gas naturale (centralizzato) 0,008 0,086 0,144 0,016 0, ,138 Auto elettrica (mix europeo carbonioso) 0,014 0,044 0,268 0,035 0, ,126 ICE H2 da biomasse (con CO2) 0,435 0,224 0,193 0,261 4, ,199 ICE-ibrido Gasolio 0,041 1,452 0,082 0,021 0, ,796 ICE H2 da gas naturale (centralizzato) 0,009 0,097 0,163 0,017 0, ,156 ICE H2 da gas naturale (distributori) 0,011 0,120 0,170 0,016 0, ,719 ICE-ibrido H2 da gas naturale (distributori) 0,011 0,120 0,167 0,016 0, ,719 ICE-ibrido Gas naturale compresso 0,039 1,140 0,131 0,015 0, ,403 ICE-ibrido H2 da elettrolisi (mix europeo) 0,020 0,120 0,372 0,032 0, ,071 ICE Gasolio 0,049 1,762 0,000 0,025 0, ,003 ICE H2 da elettrolisi (mix europeo) 0,023 0,135 0,420 0,034 0, ,344 ICE-ibrido H2 da carbone 2,161 0,049 0,131 0,120 5, ,888 ICE Gas naturale compresso 0,049 1,445 0,166 0,019 0, ,945 ICE H2 da carbone 2,439 0,055 0,149 0,134 5, ,346 ICE Benzina 0,130 1,805 0,131 0,029 0, ,312 SOx G.W.

La radiazione solare 1,36 * 10 14 kw totali circa 1000 W/m 2

11 La radiazione solare 1,36 * kw totali circa 1000 W/m 2 effettivamente disponibili volte il fabbisogno energetico della Terra

12 L'effetto fotovoltaico

13 La cella fotovoltaica Fetta di materiale semiconduttore (silicio) Dimensioni 10x10 cm Corrente 25A Tensione 0,5V Potenza 1,5-1,7W

14 L'impianto fotovoltaico Serie di celle= modulo Parallelo di moduli= pannello Serie di pannelli= stringa Parallelo di stringhe= ARRAY PV

15 Tipologie di impianto GRID CONNECTED Connessione alla rete Scambio sul posto Autonomia illimitata STAND-ALONE Per utenze isolate Accumulo con batterie Autonomia limitata

16 I numeri del fotovoltaico 8 m 2 per 1 kwp Produttività kwh/anno Consumo medio famiglia di 3 persone: kwh/anno Autonomia con impianto da 2-3 kw Circa euro/kw Vita minima 20 anni

17 Il Conto Energia Contributo per tutti gli impianti > 1kWp Durata degli incentivi: 20 anni 3 livelli di integrazione Potenza nominale TARIFFE INCENTIVANTI (valide fino al 31/12/08) NON integrato PARZIALMENTE integrato integrato 1 3 kwp 0,40 0,44 0, kwp 0,38 0,42 0,46 > 20 kwp 0,36 0,40 0,44

18 Il Conto Energia/2 Il contratto con il GSE: - Scambio sul posto (fino a 200 kw) (ᐃ<0 acquisto dalla rete) (ᐃ>0 credito energetico) - Vendita delle eccedenze - Vendita totale ENTRATE: + incentivi C.E. + mancato esborso ENEL USCITE: - rata mutuo - kwh non derivanti dall'autoproduzione

19 Potenzialità del sito Dati di irradiazione da fonte Arpa Piemonte Inclinazione della falda: 15,5 Perdite dell'impianto: 23,38% (riflessione, inverter, ecc...) Irradiazione Globale Annuale Irradiazione Globale Annuale [kwh / kwp installato] Teorica a Reale a 16 Teorica sul p.o. Rendimento 16 di incl. di incl ,62% 1164

20 Il carico: l'auto elettrica Percorrenza annua: km Numero di veicoli: 2 MODELLO PANDA SMART DOBLO' Distanza annua (km) Numero di veicoli Distanza totale (km) Consumo da rete in ricarica (kwh/km) Consumo totale (kwh) Irradiazione globale annua (kwh/kwp) POTENZA NECESSARIA (kw) 0,22 0,20 0, ,20 2,91 2,91

21 Capital budgeting Costo kwp installato (IVA esclusa) euro Costo totale impianto 3,3 kwp (IVA esclusa) euro Costo totale impianto 19 kwp (IVA esclusa) euro Contributi in Conto Capitale no Costo impianto 3,3 kwp chiavi in mano euro Costo impianto 19 kwp chiavi in mano euro Costo annuo manutenzione ord. 3,3 kwp 240 euro Costo annuo manutenzione ord. 19 kwp euro Costo manutenzione straord. 3,3 kwp euro Costo manutenzione straord. 19 kwp euro Anno manutenzione straordinaria 10 Assicurazione incendio e furto sì Periodo assicurativo 10 anni Costo assicurazione al kwp 20 euro Costo annuo assicurazione 3,3 kwp 60 euro Costo annuo assicurazione 19 kwp 380 euro Costo energia (IVA esclusa) 0,120 euro/kwh Tasso inflazione annuo energia 3,50 % Tasso inflazione annuo 2,00 % Tariffa incentivante GSE 0,49/0,46 euro/kwh Percentuale di finanziamento 100,00 % Durata finanziamento 10 anni Tasso di interesse annuo 6,00 % Numero di rate annuali 12 Importo rata fissa 3,3 kwp 235 euro/mese

22 Flusso di cassa SENZA FINANZIAMENTO CON FINANZIAMENTO

23 Politecnico di Torino Fondazione Telios GRAZIE PER L'ATTENZIONE! ing. Davide Rossi

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