CARO PETROLIO le energie da fonti rinnovabili sono un alternativa?

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1 CARO PETROLIO le energie da fonti rinnovabili sono un alternativa? 2008 Prof. Ing. Franco Cotana Direttore del Centro Ricerca Biomasse Università di Perugia

2 CONSUMI ENERGETICI - MONDIALI e TREND SCENARI ENERGETICI A LUNGO TERMINE Crescita media (Domanda Offerta di ENERGIA) Consumi ATTUALI complessivi di energia in Italia circa 195 Mtep/anno /anno (1,9% EM) GTep (Tep = 107 Kcal ovvero 1 TEP= circa 500 ore - circa 20gg.di funzionamento continuo di una caldaia da kcal/h alla massima potenza) TENDENZA 10

3 Andamento del prezzo del petrolio grezzo

4 ENERGIE RINNOVABILI L Europa Chiede Al 2020 /.. Al % (17%) /.50% di energia rinnovabile rispetto ai consumi L Italia Risponde stato attuale /.. 7% /? energia rinnovabile rispetto ai consumi. (Incr. 1%/anno) 20% /.50% di Risparmio Energetico 20% (13%) /.50% di Riduzione delle emissioni di Gas Serra (CO 2, CH 4..) rispetto al ,7% Biocarburanti dei consumi di benzina e gasolio al 2010? Certificazione energetica degli edifici..? Incremento di CO 2 Rispetto del protocollo di Kyoto o multe salate 100 Euro/ton di CO 2 eq. 1% /.? 5,7% implica Oltre 2,5 milioni di ettari dei 6 coltivabili

5 Economia Paesi UE

6 Energia Elettrica

7 Energia elettrica

8 Energia Nucleare

9 Programmi Nucleari di altri paesi confinanti

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11 Centrali elettronucleari in Italia Centrale Tipo Potenza elettrica netta (MWe) Inizio costruzione 1 accensione reattore Effettiva operatività commercial e Arresto finale Caorso BWR 850 1/1/ /1/1977 1/12/1981 1/7/1990 Trino* PWR 260 7/1/ /6/1964 1/1/1965 1/7/1990 Garigliano** BWR /1/1959 5/1/1963 1/6/1964 1/3/1982 Latina gas-grafite /1/ /12/1962 1/1/1964 1/12/1987 * non ha prodotto elettricità tra fine 1979 ed il 1983; ** non ha prodotto elettricità fra il 1979 ed il 1982

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14 3 generazione Due centrali in costruzione Francia e Finlandia nel 2009 altri in 2 Cina.

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16 Dipartimento di Ingegneria Industriale Sezione di Fisica Tecnica Soundproofing definition FIP Industriale Fig. 1: FVB4: Vista del campione testato dal lato della camera emittente. Fig. 3: FVB4: Particolare del modulo fotovoltaico Fig. 2: FVB4: Vista del campione testato dal lato della camera ricevente

17 Dipartimento di Ingegneria Industriale Sezione di Fisica Tecnica Misura Assorbimento Acustico INTEKNA Fig. 1: FVB 1: Vista del campione testato in camera riverberante Fig. 2: FVB1: Particolare del modulo fotovoltaico

18 PHOTOVOLTAIC SOLAR SIMULATOR TEST FACILITY OF THE UNIVERSITY OF PERUGIA Solar simulator Typologies of photovoltaic modules

19 Thermal solar energy 30 m 2 vacuum tubes collectors We realized, nearby the laboratories of Applied Physics of Faculty of Engineering, an experimental plant for summer cooling which use an absorption chiller supplied by thermal solar energy. Absorption chiller (H 2 O-LiBr) Thermal power : 30 kw Cooling power : 17 kw COP : 0,6 Solar fraction :33% Cooling system Fan coils

20 Biomasse in Co-combustione con carbone

21 RACCOLTA DELLE POTATURE Le potature sono state raccolte con una macchina rotoimbalatrice. Superficie a vigneto: 200 ha Produzione potatura: 0,5-0,7 t/ha Biomassa disponibile: circa 100 tonnellate/anno PCI db = kj/kg

22 STOCCAGGIO Balle di potatura: ESSICCAZIONE NATURALE

23 CIPPATURA CARRO MISCELATORE: Macchine usate in zootecnia

24 CONVERSIONE ENERGETICA Combustione

25 Coclea di carico Motore Pulizia gas

26 IMPIEGO ENERGETICO DEI SOTTOPRODOTTI (1) RESIDUI DI POTATURA OLIVETO COMBUSTIONE GASSIFICAZIONE

27 ESEMPIO D IMPIANTO

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29 ENERGETIC CHAINS biogas 250 kw cleaning CHP plants for Residential sector biogas 250 kw storage Biomethane container Biomethane syngas syngas 250 kw storage cleaning CHP plants for Hospitals and shopping centres

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31 IPASS MCFC Fuel Cell Prototype Electric power from 0 - up to 5 kw

32 IPASS MCFC Fuel Cell Prototype Electric power from 0 - up to 5 kw

33 APPLICAZIONE DELLE CELLE A COMBUSTIBILE PER L AUTOTRAZIONE - AMERICA VEICOLI A IDROGENO

34 APPLICAZIONE DELLE CELLE A COMBUSTIBILE PER L AUTOTRAZIONE - ITALIA Prima Generazione

35 APPLICAZIONE DELLE CELLE A COMBUSTIBILE PER L AUTOTRAZIONE - ITALIA Seconda Generazione

36 APPLICAZIONE DELLE CELLE A COMBUSTIBILE PER L AUTOTRAZIONE - ITALIA Potenza: 40 KW Velocità Max: 130 Km/h Accellerazione: 0 50Km/h < 7 sec. Autonomia: 220 Km

37 APPLICAZIONE DELLE CELLE A COMBUSTIBILE PER L AUTOTRAZIONE IL CASO DEL CIRIAF

38 Un ulteriore opportunità di sviluppo nel campo della mobilità innovativa, riguarda l adozione di mezzi di trasporto, ad impatto ambientale nullo, per il trasporto di merci leggere nei centri abitati. Ne sono un esempio i 57 veicoli della Ducati Energia S.p.A., ad alimentazione elettrica ibrida, adottati dalle Poste Italiane per un periodo di sperimentazione del servizio postale nel centro storico di Perugia.

39 Cultivar of Jatropha seeds grown in a greenhouse in Umbria 1 month later Future growth

40 Biocarburanti di prima generazione Fermentazione di biomasse amidacee BIOETANOLO Transesterificazione di olio vegetale puro BIODIESEL

41 Biocarburanti di seconda generazione Acidificazione cellulosa Separazione zuccheri Fermentazione enzimatica BIOETANOLO BIODIESEL Gassificazione Metodo Fischer-Tropsch * Biodiesel altissima qualità * Catalizzatori: Fe, Co, Ni, biocatalizzatori

42 Biocarburanti di seconda generazione Metodo Fischer-Tropsch

43 Biocarburanti di seconda generazione Metodo Fischer-Tropsch (Shell Freiberg) Esempio primo impianto europeo 45 MW termici t/anno di biomassa secca 18 Milioni di litri di Biodiesel ton/anno Costo impianto 50 Milioni 4,5 milioni/anno costo biomassa milioni ricavi

44 Tipologia Disponibilità UMBRIA Totale sostanza secca da: ettari di bosco Legna, + potature, paglia, + robinia set-aside etc. Disponibilità potenziale (kt/anno) Tot Di cui 550 Paglia 700 legnose 50 potature 200 Altro 3,2 kg di biomassa secca 1 litro di biocarburante Il potenziale produttivo di biocarburanti Pipenet_06.wmv di seconda generazione è Superiore a 0,5 Milioni di tonnellate (85% dei consumi attuali) In umbria vengono consumati annualmente circa tonnellate di diesel e tonnellate di benzina si consumano circa ton/anno di legna Occorrerebbero n. 3 impianti da ton/anno - lungo l asse l FCU (1 bioetanolo e 2 bio-diesel diesel)

45 Biorefinery Concept Feedstock production, collection, handling & preparation Hydrolysis Acids, enzymes Gasification High heat, low oxygen Digestion Bacteria Pyrolysis Catalysis, heat, pressure Extraction Mechanical, chemical Separation Mechanical, chemical Sugars and Lignin Synthesis Gas Bio-gas Bio-Oil Carbon-Rich Chains Plant Products USES Fuels: Ethanol BIO Diesel Hydrogen VEGETAL OIL Power: Electricity Heat Chemicals Plastics Solvents Chemical Intermediates Phenolics Adhesives Furfural Fatty acids Acetic Acid Carbon black Paints Dyes, Pigments, and Ink Detergents Etc. Food and Feed

46 Trazione per mezzo di un motore elettrico lineare piano o tubolare sincrono

47 Il prototipo è stato messo in funzione ed esposto presso il Vittoriano di Roma durante la mostra i 60 anni della Repubblica italiana svoltasi nei mesi di marzo e aprile 2006, scelto come progetto rappresentativo dell innovazione italiana nel settore energia e trasporti.

48 Integrazione strutturale con la rete ferroviaria

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52 Fine Prof. Franco Cotana Direttore del Centro Ricerca Biomasse Università di Perugia