La ricerca del sistema elettrico e il ruolo della chimica

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1 3 a Conferenza Nazionale su Chimica & Energia La ricerca del sistema elettrico e il ruolo della chimica Paolo Savoldelli Milano, 17 ottobre Auditorium di FEDERCHIMICA 1

2 Schema della presentazione Chi siamo Il sistema elettrico Domande Risposte Esempi di attività RdS Conclusioni 2

3 Chi siamo RSE - Ricerca sul Sistema Energetico, costituita nel 2005 come Società separata, è oggi partecipata totalmente da capitale pubblico. Socio unico è GSE S.p.A. (Gestore Servizi Energetici) che è capogruppo di: Acquirente Unico (AU), Gestore dei Mercati Energetici (GME) e Ricerca sul Sistema Energetico (RSE). Le competenze e il personale di RSE provengono principalmente dalla ex Divisione di R&S di ENEL ed altri centri di ricerca delle aziende elettriche, passando attraverso la società CESI. La missione di RSE è svolgere attività di ricerca finanziata a livello sia nazionale, sia internazionale. 3

4 Chi siamo Risorse Circa 350 dipendenti(di cui 2/3 laureati) Sede Centrale (uffici e lab.) in Milano; altre sedi a Piacenza e Brugherio (MB) Strumenti di finanziamento Accordo di Programma con il MiSE (Ministero dello Sviluppo Economico Partecipazione a progetti europei Esecuzione di studi, ricerche, servizi specialistici e consulenze per Istituzioni e per terzi 4

5 Chi siamo Attività di ricerca principali Miglioramento di affidabilità, flessibilità e prestazioni ambientali degli impianti di generazione da combustibili fossili Tecnologie per il carbone pulito ed impianti di generazione tendenzialmente zero emission Cattura, sequestro e monitoraggio della CO 2 Produzione, accumulo, trasporto e utilizzo dell idrogeno anche mediante Pile a combustibile stazionarie 5

6 Chi siamo Attività di ricerca (segue) Sistemi fotovoltaici innovativi a concentrazione Produzione da fonti rinnovabili (solare, eolico, biomasse), valutazione potenzialità e loro impatto ambientale Generazione elettrica distribuita e relative reti Impiego risorse distribuite, co-generazione e tri-generazione Accumulo energetico ed in particolare elettrico (batterie e supercapacitori) 6

7 Chi siamo Attività di ricerca (segue) Studi relativi alle problematiche delle reti elettriche: Integrazione di sistemi di generazione distribuita Modelli per l analisi e previsione della domanda di energia elettrica Tecnologie per il controllo delle reti e per la sicurezza del sistema elettrico Gestione della rete nazionale di monitoraggio della qualità della tensione sul sistema a media tensione 7

8 Definizione IN COSA CONSISTE IL SISTEMA ELETTRICO È principalmente articolato in tre fasi che sono: Produzione, trasmissione e distribuzione Della prima fanno parte tutti gli impianti di produzione di energia elettrica e co-produzione di energia elettrica e termica, compresi quelli gestiti da aziende non esclusivamente dedite alla produzione di energia elettrica e oggi anche da privati (ad es. con gli impianti fotovoltaici) Seguono le infrastrutture per la trasmissione (TERNA), la trasformazione e la distribuzione dell energia elettrica Completano il quadro il cosiddetto servizio di Dispacciamento ovvero il sistema di gestione e controllo centralizzato della produzione e dei flussi di energia sulla rete. 8

9 Domande PER MIGLIORARE I VOSTRI PROCESSI, IL VOSTRO BUSINESS E PERMETTERVI DI IDENTIFICARE NUOVE OPPORTUNITA COSA PUÒ FARE PER VOI IL SISTEMA ELETTRICO O COSA VORRESTE CHIEDERE AL SISTEMA ELETTRICO COSA POTETE FARE VOI, CON LE VOSTRE AZIENDE E CON LE VOSTRE IDEE PER MIGLIORARE IL SISTEMA ELETTRICO NAZIONALE COSA PUÒ FARE PER ENTRAMBI LA RICERCA DI SISTEMA 9

10 Risposte IL SISTEMA ELETTRICO NEL SUO COMPLESSO, PRINCIPALMENTE TRAMITE IL SUO GESTORE, PUÒ E DEVE: Assicurare la continua disponibilità, a costi contenuti e con qualità elevata e costante, dell energia elettrica necessaria al Paese IL SISTEMA ELETTRICO, CON IL CONTRIBUTO DI TUTTE LE SUE COMPONENTI DEVE: Mantenersi aggiornato, evolvere e migliorare anche tecnologicamente per continuare a garantire sia necessaria produzione e la fornitura di energia elettrica, sia l efficiente distribuzione e ridistribuzione delle stessa 10

11 Criticità Possono sembrare considerazioni ovvie, ma per il sistema elettrico: Il continuo e rapido incremento dei produttori e autoproduttori distribuiti sul territorio, senza preventiva pianificazione o coordinamento, sta creando qualche criticità al sistema Il significativo e progressivo incremento della generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili non programmabili (principalmente fotovoltaico ed eolico) oltre a introdurre significative perturbazioni locali e globali delle reti, stanno originando diseconomie e problemi economici ai produttori tradizionali. 11

12 Risposte L INDUSTRIA, E PER CULTURA E OPPORTUNITA QUELLA CHIMICA PIU DI ALTRE, POSSONO: Partecipare attivamente alla crescita e al miglioramento del sistema energetico, mettendo in campo il proprio grande patrimonio di conoscenze, anche per cogliere con rapidità le nuove potenziali opportunità di business. Molte sinergie hanno già dato i loro frutti, anche in termini economici, in anni recenti: si pensi ad esempio alla autoproduzione, alla cogenerazione e alla valorizzazione energetica di sottoprodotti dei vostri processi produttivi. Ciò è avvenuto anche grazie a specifici meccanismi di incentivazione (ad es. certificati verdi, certificati bianchi, cogenerazione ad alto rendimento) che sono tuttora attivi. 12

13 Risposte LA RICERCA DI SISTEMA, ANCHE PER COMPITO ISTITUZIONALE, PUÒ E DEVE: Recepire gli indirizzi di politica energetica nazionale. Monitorare le attività e le innovazioni a livello mondiale. Contribuire, mediante idee, studi e realizzazione di prototipi, apparecchiature e processi dimostrativi, al miglioramento dell intero sistema elettrico. Trasferire al Paese, e in particolare all industria, i risultati delle proprie attività in modo rapido, propositivo e utile. Tutto ciò anche per favorire una migliore competitività delle aziende tutte ed in particolare a quelle ad elevata intensità energetica. 13

14 Esempi di attività di RdS anche oggi il tempo è tiranno per cui posso mostrarvi solo pochi esempi di attività di RdS nelle quali sono richiesti, anzi hanno un ruolo determinante, prodotti e tecnologie chimiche. Tra queste ultime si possono citare ad esempio: o Materiali per la CCS (Carbon Capture & Sequestration) o Materiali per batterie innovative e per pile a combustibile o Catalizzatori per processi di abbattimento inquinanti o per produzione di idrogeno 14

15 Esempi di attività di RdS o Materiali per stoccaggi energetici (idruri, sali fusi o PCM) o Materiali per la produzione di celle fotovoltaiche innovative o Gas tecnici e processi innovativi per la loro produzione o Materiali e prodotti per l impiego e la valorizzazione delle cosiddette energie rinnovabili e in particolare per la valorizzazione e l impiego delle biomasse o Recupero materiali a fine vita di componenti (ad es. pannelli fotovoltaici e batterie o metalli nobili di catalizzatori) 15

16 Unità di adsorbimento/desorbimento CO 2 con sorbenti solidi Sorbente solido da collocare all interno dell Unità (De= 3 mm; Porosità=1 ml/g) Unità durante la realizzazione in officina 16

17 Impianto pilota di adsorbimento/desorbimento CO 2 con sorbenti solidi installata in campo in una Centrale elettrica 17

18 Accumulo con batterie REDOX ai Sali di Vanadio Stack o 100 celle (45 kw per 2 ore) o Tensione DC nominale V o Corrente: nom. 370 A, max 500 A Serbatoi dell elettrolita o 2 serbatoi, da 4000 litri di Sali di Vanadio Peculiarità o Potenza ed Energia indipendenti o Usata per applicazioni di Peak Shaving 18

19 Batterie ad alta temperatura - NaS Schema di massima di cella NaS Schema di massima per lo studio di un possibile incendio di batteria NaS (NGK) Schema di massima batteria NaS 19

20 Rivestimenti con funzione catalitica per impianti SCR integrabili in caldaie a recupero esistenti Figura 1 Caldaia a recupero con all interno il catalizzatore DeNOx-SCR in forma di monolito Figura 2 Impianto di laboratorio per l esecuzione delle prove sperimentali SCR-DeNOx sui rivestimenti catalitici 20

21 Membrane ceramiche per la separazione ossigeno Membrana ceramica LSCF (Lantanio-Stronzio-Cobalto-Ferro) BSCF (Bario,..) D=14,7 mm sezione di prova per la caratterizzazione delle membrane 21

22 Caratterizzazione di materiali per il trasporto e lo stoccaggio di CO 2 batteria di autoclavi per prove di interazione chimico-fisica tra materiali geologici e CO 2 iniettata autoclave per prove di corrosione nel trasporto di CO 2 ad alta pressione 22

23 Tecnologie di conversione energetica di biomasse 23

24 Tecnologie di cogenerazione da derivati di biomasse ORC Cicli Rankine a fluido organico MTG Micro turbine gas MCI Motori a combustione interna 24

25 Schema della Test Facility di Generazione Distribuita 25

26 Conclusioni La Ricerca di Sistema elettrico è in grado di fornire idee e risposte utili e utilizzabili anche dall industria chimica. Contestualmente, l industria chimica, anche con l ausilio della propria ricerca proprietaria, può fornire soluzioni e prodotti innovativi utili ai sistemi elettrico ed energetico e quindi anche alla Ricerca di Sistema. Per sviluppare al meglio queste potenzialità è però necessaria e auspicabile una miglior conoscenza reciproca, preludio per future possibili interazioni e cooperazioni. Questa conferenza è già una importante risposta a questa esigenza e a tal proposito colgo l occasione per ringraziare Federchimica per l opportunità di presentare RSE e le attività che essa svolge nell ambito della Ricerca di Sistema. 26

27 VI INVITO A VISITARE il sito dove, oltre ad una più completa descrizione delle potenzialità di RSE e delle attività di ricerca e sviluppo attualmente in corso, sono consultabili e liberamente scaricabili molti documenti che descrivono e sintetizzano i risultati delle attività di ricerca svolte da RSE negli ultimi anni. Questi potranno soddisfare molte vostre curiosità o interessi sugli argomenti in esame, fornirvi informazioni più dettagliate (e auspicabilmente utili), spunti di sviluppo del vostro business e, non ultimo per importanza, generare nuovi quesiti e temi di ricerca.

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