Il Solare Termodinamico in Italia tecnologia, competitività e grid-parity

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1 Il Solare Termodinamico in Italia tecnologia, competitività e grid-parity Gianluigi Angelantoni Presidente ANEST XXI CONGRESSO AIV Museo Diocesano di Catania maggio 213 Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

2 Nuovo Consiglio Direttivo Il Consiglio Direttivo (Assemblea dei soci - 1 maggio 212, 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 1. 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 : Gianluigi Angelantoni, Presidente Archimede Solar Energy Cesare Fera, Vice Presidente Fabbrica Energie Rinnovabili Alternative Segreteria Generale Paolo Pasini, Segretario Generale Micol Lusetti, Assistente Segreteria Generale Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

3 Deleghe particolari a Consiglieri Paolo Martini Strategie di mercato e di settore Marco Baresi Rapporti con UE, monitoraggio bandi europei Armando Giacomi Innovazione Rapporti con Enti di Ricerca Enrico Savoldi Progetto RES4MED e relazioni MENA Regions Francesco Orioli Coordinamento Comitato Tecnico Energetico Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

4 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 Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

5 ANEST Associati Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

6 CSP: la tecnologia 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. Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

7 CSP: Come Funziona un impianto CSP Impianti a collettori parabolici lineari 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: 5-2 MWe Impianti a Torre La radiazione viene concentrata mediante specchi piani (eliostati) su un ricevitore nel quale il fluido (Sali fusi, acqua) viene riscaldato anche fino ad oltre 1 C L inseguimento avviene su due assi di rotazione con un ottimale sfruttamento della radiazione solare. Campo di applicazione attuale: 1-5 MWe Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

8 CSP: Come Funziona un impianto CSP Impianti Linear Fresnel 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: 1-1 MWe Impianti Dish La radiazione è concentrata sul fuoco del paraboloide, dove è anche alloggiato il motore termico che opera ad elevate temperature (anche oltre 1 C) L inseguimento avviene su due assi di rotazione con un ottimale sfruttamento della radiazione solare Campo di applicazione attuale:,1-1mwe Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

9 CSP: Vantaggi Tecnologici 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. 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 Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

10 La leadership Tecnologica Italiana ~ 39 EXCHANGER SOLAR FIELD HEAT 38 THERMAL ENERGY STORAGE ~ 375 STEAM GENERATOR STEAM TURBINE CONDENSER ~ SOLAR FIELD X STEAM GENERATOR STEAM TURBINE CONDENSER Volume ridotto a un terzo Maggiore efficienza Non necessario 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 (29-4 C) Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: 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

11 Mercato Globale La pipeline per il CSP a livello mondiale è stimata al 215 in 12 GW L'International Energy Agency prevede che il CSP contribuirà per il 28% alla generazione da fonti rinnovabili entro il 26. (Il più alto potenziale di crescita) Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: GENARAL WORLD PERSPECTIVE SAUDI: 24GW ( ) source :KACARE.GOV USA: 15GW (213-22) source: SEIA - NREL ITALY: 6MW ( ) source: ANEST MOROCCO: 2GW ( ) source: MASEN TUNISIA: 5MW - (213-22) source: STEG CHINA: 3GW - (213-22) source: NDRC LATAM: 1GW (213-22) source: CEPAL UAE: 1GW (213-22) source: MASDAR INSTITUE KUWAIT: 1GW (213-22) - source: KISR INDIA: 2GW (213-22) source: JNNSM SOUTH AFRICA: 5MW (213-22) source: REFIT AUSTRALIA: 5MW (213-22) source: ASI

12 Il rapporto con PV e Wind Potenza Installata 25GW Wind power 1 vantaggio Dispacciabilità Base/Medium-load generation Parabolic Trough Molten Salt Trough/Tower 1GW 2GW Photovoltaics Solar Tower Concentrated solar power CSP 2 Vantaggio La pipeline per il CSP a livello mondiale è stimata al 215 in 12 GW Fresnel reflector Dish Stirling Maggiore Efficienza Riduzione dei Costi Innovazione Tecnologia Italiana Sali Fusi Minore costo di generazione (LCOE) Basso Impatto ambientale Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

13 Il rapporto con PV e Wind Comparison of LCOE-without Energy Storage (Wind vs. PV vs. CSP) Comparison of LCOE - With Energy Storage (PV w/battery vs. Wind w/battery vs. CSP w/thermal storage) 4 (Spain, LCOE, in c/kwh) 4 (Spain, LCOE, in c/kwh) Storage time;5-2 hours PV CSP PV Panel 1 PV 15 1 Wind = CSP 5 Wind Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Source: ESTELA project team A.T. Kearney analysis Life time Wind 2 years PV 25 years CSP 25 years

14 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 15 ed i 3MWe e grazie soprattutto a tecnologie innovative come quella italiana dei Sali fusi quali fluido termovettore. Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

15 Perchè parlare di Solare Termodinamico in Italia 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 217 si stima il raggiungimento di 6MW di capacità installata in Italia da impianti CSP. 175 e 2KWh/mq/anno Irraggiamento compreso tra 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. Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

16 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 19KWh/mq/Anno. - No costi Sviluppo GRANDI IMPIANTI DA 1 A 5MWe Impianto PT 5Mwe 8h Storage: 5,2Mio /MW (21) PICCOLI IMPIANTI DA 1 A 1MWe Impianto LF 5MW: XXXXX /MW MICROGENERAZIONE Impianto per solar cooling Impianto per produzione di calore industriale Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

17 Impatto sociale di un impianto CSP Cost breakdown of CSP plant Reference : parabolic trough 5 MW, 7,5 hrs storage La realizzazione di impianto da 5 MW con accumulo termico darebbe lavoro a circa 15 persone durante la fase di realizzazione dei componenti e di costruzione dell impianto (circa 2-3 anni). A questa cifra vanno aggiunti 5 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. Job creation potential Over 15 job creation in reference plant mostly during construction Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

18 Esempio Impianti standard 5MWe + 7,5h Storage Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

19 Esempio Impianti standard 5MWe + 7,5h Storage Potenza nominale: 5 Mwe Energia elettrica prodotta: 18-2GWh anno Superficie captante: 51. m2 Sup. captante specifica : 1,2 m2/kwe Area totale: 182 ha Occupazione specifica: 36,4 m2/kwe Fattore di utilizzo: 4/anno Storage 7.5H Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

20 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. Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

21 Tariffe Incentivanti Il meccanismo di incentivazione in Conto Energia In data 1 luglio 212 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 213. L incentivazione verrà erogata per un massimo di 25 anni. impianti aventi una superficie captante > 2.5 m2 Impianti con frazione solare maggiore 85%,32 /kwh + vendita dell energia elettrica prodotta Impianti con frazione solare tra 5% e 85%,3 /kwh + vendita dell energia elettrica prodotta Impianti con frazione solare minore del 5%,27 /kwh + vendita dell energia elettrica prodotta impianti aventi una superficie captante fino ai 2.5 m2 Impianti con frazione solare maggiore 85%,36 /kwh + vendita dell energia elettrica prodotta Impianti con frazione solare tra 5% e 85%,32 /kwh + vendita dell energia elettrica prodotta Impianti con frazione solare minore del 5%,3 /kwh + vendita dell energia elettrica prodotta Per gli impianti entrati in esercizio nel periodo intercorrente tra il 1 gennaio 216 e il 31 dicembre 216 le tariffe, relative all anno 215, sono decurtate del 5%. Per gli impianti entrati in esercizio nel periodo intercorrente tra il 1 gennaio 217 e il 31 dicembre 217 le medesime tariffe del 215 sono decurtate di un ulteriore 5% Per gli anni successivi al 217 continueranno ad applicarsi le tariffe fissate dal D.M. 6 luglio 212 applicate agli impianti che entrano in esercizio nell'anno 217 Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

22 Impianti in Italia ,5 5 Operation Totale 5MW Development Totale 272,5MW Construction Totale 1MW Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: ,5

23 I principali progetti in Italia Stima produzione energia elettrica: 9. MWh/a Area occupata dall impianto: 8ettari Campo Solare: Collettori parabolici lineari ( 3,5 m2 di sup. riflettente) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi Accumulo: Miscela Sali Fusi ( 7,5 ore) OPERATION Sicilia Priolo Gargallo SR Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Fonte: ENEL

24 I principali progetti in Italia Potenza elettrica: 3 MWe Stima produzione energia elettrica: 14. MWh/a Area occupata dall impianto: 16 ettari Campo Solare: Collettori parabolici lineari ( 662. m2 di sup. riflettente) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi Accumulo: Miscela Sali Fusi ( 7,5 ore) Riscaldamento ausiliario: Biomasse DEVELOPMENT Sardegna Cossoine Giave - SS Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Fonte: ENERGOGREEN

25 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia Potenza elettrica: 5 MWe Stima produzione energia elettrica: 195. MWh/a Area occupata dall impianto: 237 ettari Campo Solare: Collettori parabolici lineari ( 749. m2 di sup. riflettente) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi Accumulo: Miscela Sali Fusi ( 1 ore) Riscaldamento ausiliario: Biomasse DEVELOPMENT Sardegna Villasor - CA Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Fonte: ENERGOGREEN

26 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia Potenza elettrica: 5 MWe Stima produzione energia elettrica: 195. MWh/a Area occupata dall impianto: 211 ettari Campo Solare: Collettori parabolici lineari ( 659. m2 di sup. riflettente) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi Accumulo: Miscela Sali Fusi ( 1 ore) Riscaldamento ausiliario: Biomasse DEVELOPMENT Sardegna Gonnosfandiga Guspini VS Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Fonte: ENERGOGREEN

27 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia Potenza elettrica: 5 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 DEVELOPMENT Sardegna Bonorva SS Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Fonte: ENERGOGREEN

28 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia Potenza: 12 MWe Superficie occupata: 5 ha Superficie captante: m2 E.E. prodotta: ca. 39 GWh/anno Connessione in AT alla linea 15 kv Licata Gela DEVELOPMENT Sicilia GELA Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Fonte: Repower - Reflexsolare

29 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia Potenza elettrica: 5 MWe Stima produzione energia elettrica: 15. MWh/a Area occupata dall impianto: 2 ettari Campo Solare: Collettori parabolici lineari Fluido termovettore: Olio Diatermico Accumulo: Miscela Sali Fusi ( 6 ore) DEVELOPMENT Basilicata Banzi (PZ) Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Fonte: Teknosolar Italia srl

30 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia Potenza lorda installata: 25 Mwe Produzione netta solare: > 7 GWh/anno Vita utile impianto: 25 anni DEVELOPMENT Sicilia Catania Fonte: Enel Green Power Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel:

31 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia Potenza elettrica: 2 MWe Stima produzione energia elettrica: 1. MWh/a Area occupata dall impianto: 137 ettari Campo Solare: eliostati con torre solare ( 2 m) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi Accumulo: Miscela Sali Fusi Riscaldamento ausiliario: biomassa DEVELOPMENT Sardegna Vallermosa - CA Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Esempio Impianto Torre GEMASOLAR

32 I principali progetti di impianti CSP presentati in Italia ARCHIMEDE SOLAR ENERGY MASSA MARTANA (PG) Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: Esempio Impianto Torre GEMASOLAR

37 Contatti ANEST Associazione Nazionale Energia Solare Termodinamica Presidente Gianluigi Angelantoni Vice Presidente Cesare Fera Segretario Generale Paolo Pasini Assistente Segreteria Generale Micol Lusetti Viale Monza, Milano Tel.: Fax: segreteria@anest-italia.it Via Antonio da Recanate, 1 - Milano,. Tel: