Introduzione alle fonti di Energia Rinnovabili

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1 Introduzione alle fonti di Energia Rinnovabili Arturo de Risi, Università degli Studi di Lecce Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica I tipi di Energia Energie convenzionali sono quelle che provengono da: Legno, carbone, petrolio e fonti idriche Le Energia Alternative sono tutto ciò che non è convenzionale Energia Sostenibile rappresenta il consumo di energia che si può mantenere per un tempo indefinito Le energie Rinnovabili sono sostenibili, al contrario le energie da fonti fossili sono soggette ad esaurimento Le biomasse sono una fonte di energia rinnovabile, ma producono CO2 ed emissioni inquinanti L energia nucleare e quella geotermica pur essendo fonti energetiche soggette ad esaurimento, sono spesso considerate fonti rinnovabili per la loro grande abbondanza

2 Cos è l Energia rinnovabile? I sistemi utilizzanti fonti di energia rinnovabile di solito trasformano l energia solare e le sue fonti alternative primarie (vento, fonti idriche) di solito senza produrre inquinanti a seguito di processi di combustione Queste fonti di energia sono rinnovate dal sole e sono sostenibili Le fonti di energia rinnovabili solare, eolico, ecc., tipicamente non emettono CO2 e non inquinano, eccezion fatta per i processi necessari alla costruzione dei componenti Le biomasse possono essere utilizzate direttamente o usate per la generazione di combustibili gassosi sintetici (synfuel) Bisogna tener presente che I processi di combustione in genere producono gas con effetto serra che si ritengono responsabili di importanti cambiamenti climatici (global warming), pertanto la combustione di biomasse deve essere valutata attentamente. Considerazioni Energetiche L energia da combustibile fossile è destinata ad esaurirsi; i tempi caratteristici di formazione di queste energie sono dell ordine del milione di anni! L utilizzo di energie rinnovabili è inevitabile e I nostri stili di vita dovranno cambiare Il passaggio a fonti di energia rinnovabili deve avvenire molto prima di una crisi energetica per evitare situazioni pericolose

3 L effetto serra Monochromatic emissive power of sun E bλ, ergs cm -2 s -1 µm X Wavelength, µm Monochromatic emissive power of earth E bλ, ergs cm -2 s -1 µm -1 X 10-2 L effetto serra: CO2

4 Le esigenze mondiali e le Fonti La Produzione elettrica in Italia Costi del kwh per tipologia impiantistica (Fonte: ENEA [5]) Tipo di impianto Potenza Elettrica Costo di Impianto Costo del Combusti bile Costo di O&M Costo Totale Aziendale MWel c /kwh c /kwh c /kwh c /kwh Impianto a carbone Impianto ad Olio Combustibile Impianto a Gas Naturale Ciclo Combinato a Gas Naturale Cogenerazione a Ciclo Combinato a Contropressione Cogenerazione a Ciclo Combinato a Contropressione Rinnovabili I costi dei combustibili considerati sono: olio combustibile 15,5 c /kg, gas naturale 17,04 c /Nm3, carbone 7,75 c /kg. BIBLIOGRAFIA E FONTI DEI DATI [1] BP Statistical Review of world energy, June 2002, [2] Autorità per l'energia Elettrica ed il Gas, "Relazione Annuale sullo stato dei servizi e sull'attività svolta", presentazione del Presidente dell'autorità, 4 Luglio 2002, Roma, [3] International Energy Agency, Key World Energy Statistics from IEA, 2001 edition, France,

5 La Produzione elettrica in Italia La Produzione elettrica in Italia La produzione di energia elettrica nel 2001 è pari a GWh. Le biomasse e rifiuti con 2600 GWh contribuiscono a circa 0.8% del totale

6 Le Previsioni Il Nucleare

7 La curva di Hubbert Dr. M. King Hubbert, geofisico, ha pubblicato la sua previsione che il massimo della produzione di petrolio si sarebbe avuto negli anni 70. Successivamente altri ricercatori hanno stimato il picco di massima produzione nella prima decade del 21 secolo. Dopo tale picco il costo del petrolio è destinato ad aumentare per la sua scarsità e le difficoltà di estrazione. RISERVE PROVATE DI COMBUSTIBILI FOSSILI E LORO DURATA CONVENZIONALE (2000) RISERVE (R) PRODUZIONE ANNUA (P) R/P Mtep Mtep/anno anni PETROLIO GAS NATURALE CARBONE TOTALE

8 DISTRIBUZIONE DELLE RISERVE PROVATE DI COMBUSTIBILI FOSSILI (a fine 2000 in % del totale) Ex URSS 6,4% Asia e Oceania 4,2% Nord America 6,1% America Latina 9,0% Europa 1,9% Africa 7,1% 88% Petrolio 84% Gas Naturale 30% Carbone Paesi ad alto Rischio di Investimento PETROLIO Medio Oriente 65,3% Ex URSS 37% Asia e Oceania 7% Nord America America Latina Europa 5% 5% 4% Africa 7% Asia e Oceania 31% Nord America 26% America Latina 2% GAS NATURALE Medio Oriente 35% Ex URSS 23% CARBONE Medio Oriente 0% Africa 6% Europa 12% DISTRIBUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI (a fine 2000) Nazione Usa Canada Messico Germania Francia Gran Bretagna Italia Spagna+Portogallo Austria+Svizzera Benelux Scandinav.Danimarca Russia Corea del Sud Giappone Singap.Taiwan.Malesia Australia Tot.Paesi Sviluppati Resto del Mondo Mondo Popolaz Oil Mtoe 285,91 894,3 31,08 89,7 99,11 80,9 82,34 127,2 60,91 92,8 58,79 77,2 57,93 92,9 50,33 88,4 15,36 25,4 28,76 76,7 23,96 45,1 144,75 122,9 47, ,21 242,6 48,93 96,8 19, ,182295,9 4920,381226,6 6102,563522,5 Gas Mtoe 600,7 72,6 37,9 74,3 38,5 85,1 57,2 21,5 9,8 48,8 12,5 349,6 23,6 69,7 33,6 21, Coal Nuclear Mtoe Mtoe 553,8 185,8 30, ,2 84,6 37,3 12,7 98,9 36,5 19,9 13,8-26,9 14,3 3,6 6,2 16,2 10,6 11,4 20,7 98, , ,3 71,3 35,8 9 49,5-1135,4 552,2 1262,5 58,4 2397,9 610,6 Hydro Mtoe 58,2 78,6 5,6 5,9 15 1,7 10,9 7,6 17,2 0, ,2 1,2 20,5 3,1 3, ,1 592,1 Total Primary Energy Mtoe ,7 133,7 329, ,3 174,8 158,7 62,2 152,8 136,7 640,2 205,8 509,4 178,3 112,9 5854,9 3550,1 9405

9 Energia: indice di sviluppo e competitività Il balzo delle tigri asiatiche I PRIMI TRENTA Energia: indice di sviluppo e competitività

10 Energia: indice di sviluppo e competitività Surplus e deficit di energia elettrica per regione Energia: indice di sviluppo e competitività

11 La non gestione del problema energia Se non sapremo gestire l energia razionalmente a breve essa avrà un costo che non potremo più affrontare! Le Energie Rinnovabili

12 L Energie Rinnovabili Elettricità L Energie Rinnovabili Calore

13 Libro Verde su Energie Rinnovabili ENEA Futuro Energie Rinnovabili ex Shell

14 Confronto Energie Rinnovabili - Altre Le possibilità di sviluppo

15 Link interessanti Wind Energy elist Wind energy home powersite elist geothermal.marin.org/ on geothermal energy rredc.nrel.gov/wind/pubs/atlas/maps/chap2/2-01m.html PNNL wind energy map of CONUS Elist for wind energy experimenters Site devoted to the decline of energy and effects upon population Federal Energy Regulatory Commission on OTEC systems telosnet.com/wind/20th.html dataweb.usbr.gov/html/powerplant_selection.html