FONTI DI ENERGIA. Fonti energetiche primarie. Fonti energetiche secondarie. sostanza o fenomeno capace di dar luogo ad una liberazione di energia

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1 FONTI DI ENERGIA sostanza o fenomeno capace di dar luogo ad una liberazione di energia Fonti energetiche primarie quelle che si trovano disponibili in natura si possono classificare in: Fonti energetiche secondarie quelle che si ottengono da operazioni tecnologiche su sostanze costituenti le fonti primarie

2 FONTI DI ENERGIA di formazione geotermica nucleare gradienti termici (terrestri e marini) FONTI DI ENERGIA accumulate combustibili solidi (carbone) liquidi (petrolio) gassoso (metano) continuamente fluenti idraulica combustibili (legno) maree venti, moto ondoso solare raggiante

3 Le fonti di energia vengono sfruttate per produrre energia in forma utile all uomo forza motrice di macchine, apparecchiature, dispositivi vari Energia elettrica Energia meccanica illuminazione calore per processi civili e industriali, produzione di freddo per scopi civili e industriali per la trazione, la propulsione, etc Energia termica calore per usi civili e industriali

4 SCHEMA DEI PROCESSI DI CONVERSIONE forme alla sorgente ENERGIA CHIMICA ENERGIA NUCLEARE ENERGIA TERMICA (geotermica) energia termica energia meccanica forme alla utilizzazione Riscaldamento civile e industriale Trazione e utilizzazione industriale ENERGIA MECCANICA (idraulica, eolica) ENERGIA RAGGIANTE energia elettrica Utilizzazione civile e industriale

5 MOTORI TERMICI E CENTRALI TERMOELETTRICHE ENERGIA CHIMICA energia termica energia meccanica energia elettrica Processi di conversione realizzati con motori termici (si fermano alla produzione di energia meccanica utile, ad esempio per trazione e propulsione) e con centrali termoelettriche (comprendono anche la trasformazione di energia meccanica in elettrica) alimentate a combustibili fossili. Coprono la maggior parte della produzione di energia meccanica ed elettrica

6 CENTRALI IDROELETTRICHE ENERGIA MECCANICA (idraulica) energia meccanica energia elettrica È la fonte rinnovabile più sfruttata per la produzione di energia elettrica

7 Esempio di centrale nucleare ENERGIA NUCLEARE energia termica energia meccanica energia elettrica

8 CONSUMO DI FONTI ENERGETICHE PRIMARIE Situazione mondiale Evoluzione dal 1973 al 2007 Mtoe

9 CONSUMO DI FONTI ENERGETICHE PRIMARIE Situazione mondiale confronto

10 CONSUMO DI FONTI ENERGETICHE PRIMARIE Situazione mondiale Evoluzione dal 1973 al 2007 Mtoe

11 CONSUMO DI FONTI ENERGETICHE PRIMARIE Situazione mondiale confronto

12 PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA Situazione mondiale Evoluzione dal 1973 al 2007 TWh

13 PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA Situazione mondiale confronto

14 PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA Situazione mondiale Evoluzione dal 1973 al 2007 TWh

15 PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA Situazione mondiale confronto

16 EMISSIONI TOTALI DI CO 2 Situazione mondiale Evoluzione dal 1973 al 2007 Mt

17 EMISSIONI TOTALI DI CO 2 Situazione mondiale confronto

18 PRICES Crude Oil (US Dollars/barrel) Steam Coal (US Dollars/tonne) Natural Gas (US Dollars/Mbtu)

19 L energia elettrica Stazione di trasmissione

20 PROCESSI DI PRODUZIONE DELL ENERGIA ELETTRICA Centrali idroelettriche Centrali termoelettriche combustibili liquidi (olio combustibile) combustibili solidi (carbone) combustibili gassosi (gas naturale) Centrali termonucleari

21 CENTRALI IDROELETTRICHE ENERGIA MECCANICA (idraulica) energia meccanica energia elettrica

22 CENTRALI TERMOELETTRICHE ENERGIA CHIMICA energia termica energia meccanica energia elettrica Una centrale termoelettrica realizza nella pratica un ciclo di conversione dell energia al fine di generare potenza elettrica utile a partire da potenza termica messa a disposizione da un combustibile. P el m c H i IMPIANTO MOTORE TERMICO P m Q p

23 GLI IMPIANTI MOTORI A VAPORE

24 GLI IMPIANTI MOTORI A VAPORE

25 GLI IMPIANTI MOTORI A VAPORE

26 GLI IMPIANTI MOTORI CON TURBINE A GAS

27 GLI IMPIANTI MOTORI CON TURBINE A GAS lay-out concettuale

28 GLI IMPIANTI COMBINATI GAS-VAPORE

29 GLI IMPIANTI COMBINATI GAS-VAPORE

30 COMBUSTIBILI FOSSILI I combustibili costituiscono la fonte energetica primaria per l alimentazione degli impianti di conversione dell energia. Attraverso la fase di combustione essi rendono disponibile l energia termica che viene parzialmente convertita in energia meccanica solidi (carboni fossili) IV COMBUSTIBILI FOSSILI liquidi (olio combustibile derivati petroliferi) IV TG gassosi (gas naturale) IV TG IC

31 COMBUSTIBILI FOSSILI Le principali caratteristiche dei combustibili, in relazione all alimentazione degli impianti motori, risultano: il potere calorifico (H i ); il rapporto stechiometrico aria/combustibile (α st ); il costo ( /kg) Proprietà Carbone(*) Olio comb. Gas Naturale(**) H i (kj/kg) H s (kj/kg) %C (peso) %H (peso) %S (peso) α ST T t (kj/kg) T TC ( C) Costo ( /kg) Costo( /GJ) 2.0 3, (*) Valori ricavati dal carbone tipo Illinois. (**) CH4 al 100%.

32 Bilancio di sintesi dell energia in Italia (10 6 tonnellate equivalenti di petrolio)

33 Bilancio di energia elettrica in Italia Potenza efficiente lorda in Italia 31 dicembre 2003 Produttori Autoproduttori Totale Impianti idroelettrici MW 20689,7 296, ,6 Impianti termoelettrici MW 54387,5 4734, ,9 tradizionali MW 53680,5 4734, ,9 geotermoelettrici MW Impianti eolici e fotovoltaici MW 880, ,7 totale MW 75957,9 5031, ,2 31 dicembre 2008 Produttori Autoproduttori Totale Impianti idroelettrici MW 21449,3 191, ,5 Impianti termoelettrici MW 71118,8 5610, ,6 tradizionali MW 70407,8 5610, ,6 geotermoelettrici MW Impianti eolici e fotovoltaici MW 3965,9 3,2 3969,1 totale MW 96534,0 5805, ,2

34 Bilancio di energia elettrica in Italia Bilancio dell energia elettrica in Italia nel periodo 2005/ /2007 GWh GWh GWh GWh variaz. % Produzione lorda , , , ,6 1,7 Idrica 42926, , , ,5 22,7 Termica , , , ,4-1,7 Geotermica 5324,5 5527,4 5569,1 5520,3-0,9 Eolica 2343,4 2970,7 4034,4 4861,3 20,5 Fotovoltaica 4,0 2,3 39,0 193,0 395,4 Consumi dei servizi ausiliari 13064, , , ,0-4,2 Produzione netta , , , ,5 1,9 Idrica 42356, , ,6 22,9 Termica , , ,7 250,149,1-1,5 Geotermica 5021,8 5207,7 5242,8 5197,6-0,9 Eolica 2338,1 2963,7 4032,3 4852,4 20,3 Fotovoltaica 3,9 2,3 39,0 192,9 395,2 Destinata ai pompaggi 9319,4 8751,9 7653,6 7617,7-0,5 Produzione destinata al consumo , , , Ricevuta da fornitori esteri 50264, , , ,5-11,2 Ceduta a clienti esteri -1109,5 1610,6 2648,1 3398,4 28,3 RICHIESTA , , , ,9-0,1

35 Bilancio di energia elettrica in Europa Produzione, richieste e scambi di energia elettrica nel periodo 2005/2007 Produzione lorda (TWh) 574,5 574,0 569,4 Idroelettrica 64,0 62,0 63,7 Eolica 2,2 2,169 4,14 Fotovoltaica 0,012 0,054 0,026 Termoelettrica 58,1 59,6 61,9 Geotermica 0,0 0,0 0,0 Nucleare 450,2 450,2 439,7 Produzione netta dest. al consumo (TWh) 550,1 541,5 Richiesta (TWh) FRANCIA Saldo scambi estero (TWh) 537,1 486,5 477,9 480,3-63,6-63,6-56,8 Potenza efficiente lorda (GW) 118,1 115,4 117,0 Idroelettrica 25,6 25,5 26,1 Eolica 1,388 1,388 2,454 Fotovoltaica 0,033 0,034 0,047 Termoelettrica 28,2 25,2 25,2 Geotermica 0,0 0 0 Nucleare 63,0 63,3 63,3 GERMANIA Produzione (TWh) lorda 635,3 636,5 636,5 Idroelettrica 27,1 26,8 27,5 Eolica 30,5 30,7 39,5 Fotovoltaica 2,0 1,589 3,500 Termoelettrica 408,3 410,0 425,4 Geotermica 0,0 0,0 0,0 Nucleare 167,4 167,4 140,5 Produzione netta dest. al consumo (TWh) 594,8 586,5 588,0 Richiesta (TWh) 578,6 569,5 571,7 Saldo scambi estero (TWh) -16,1-17,0-16,4 Potenza efficiente (GW) 134,9 131,3 134,6 Idroelettrica 9,9 8,3 9,0 Eolica 20,622 20,622 22,247 Fotovoltaica 3,063 2,743 3,846 Termoelettrica 80,9 79,4 79,3 Geotermica 0,0 0,0 0,0 Nucleare 20,4 20,2 20,2 REGNO UNITO Produzione (TWh) lorda 399,1 398,7 397,5 Idroelettrica 8,0 8,4 9,1 Eolica 2,209 4,231 6,160 Fotovoltaica 0,008 0,010 0,007 Termoelettrica 313,7 310,9 319,9 Geotermica 0,0 0,0 0,0 Nucleare 75,2 75,2 62,4 Produzione netta dest. al consumo (TWh) 383,7 376,5 373,5 Richiesta (TWh) 393,0 385,6 378,7 Saldo scambi estero (TWh) +9,3 +9,2 +5,2 Potenza efficiente (GW) 83,7 82,7 84,5 Idroelettrica 4,2 4,2 4,3 Eolica 1,985 1,961 2,406 Fotovoltaica 0,014 0,014 0,018 Termoelettrica 65,7 64,7 66,0 Geotermica 0,0 0,0 0,0 Nucleare 11,9 11,9 11,9 SPAGNA Produzione (TWh) lorda 302,8 298,0 308,6 Idroelettrica 29,5 29,5 30,3 Eolica 22,814 23,255 26,687 Fotovoltaica 0,060 0,169 0,135 Termoelettrica 190,3 184,9 196,3 Geotermica 0,0 0,0 0,0 Nucleare 60,1 60,1 55,1 Produzione netta dest. al consumo (TWh) 289,7 282,8 296,6 Richiesta (TWh) 286,4 279,5 290,8 Saldo scambi estero (TWh) -3,3-3,3-5,8 Potenza efficiente (GW) 81,3 81,4 91,6 Idroelettrica 18,6 18,2 18,3 Eolica 11,499 11,623 15,145 Fotovoltaica 0,118 0,175 0,734 Termoelettrica 43,2 44,0 50,0 Geotermica 0,0 0,0 0,0 Nucleare 7,9 7,4 7,5

36 Bilancio di energia elettrica nel Mondo Potenza efficiente netta nel mondo al 31 dicembre 2007 GW Idrica Termica Geo Nucleare termica Foto voltaica Totale % Europa 276,9 748,6 1, ,2 57,131 4, ,1 27,7 America del Nord 171,8 878,5 2,27 112,9 18,59 0, ,8 26,0 resto d'america 148,0 129,0 1,4 4,4 0,4 0,0 283,2 6,2 Africa 22,8 97,0 0,157 1,8 0,421 0,01 122,2 2,7 Asia 285,2 1260,7 3,63 82,6 15,696 2, ,0 36,2 Oceania 15,0 46,1 0, ,326 0,08 63,0 1,4 Mondo 919,3 3156,8 9, ,9 93,519 7, ,8 100,0 Produzione lorda di energia elettrica nel mondo al 31 dicembre 2007 TWh Idrica Termica Geo Nucleare termica Foto voltaica Totale % Europa 828,2 3139,9 9, ,1 105,559 3, ,5 26,7 America del Nord 635,1 3404,1 16, ,1 35,292 0, ,2 25,3 resto d'america 703,3 515,6 10,34 30,10 1,189 0, ,5 6,3 Africa 101,9 497,1 0,853 12,3 0,9 0,5 613,6 3,1 Asia 847,0 5939,3 19, ,8 22,778 0, ,0 37,1 Oceania 42,3 255,3 3, ,098 0, ,2 1,6 Mondo 3158, ,0 61, ,4 172,95 5, ,7 100,0

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