Le biomasse e il Fotovoltaico

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1 Le biomasse e il Fotovoltaico Ivano Olivetti - Tecnologo ENEA Rieti 18 dicembre

2 Libro verde sull energia della UE La Commissione invita gli Stati membri a fare di tutto per attuare una politica energetica europea articolata su tre obiettivi principali: la sostenibilità, per lottare attivamente contro il cambiamento climatico, promuovendo le fonti di energia rinnovabili e l'efficienza energetica; la competitività, per migliorare l'efficacia della rete europea tramite la realizzazione del mercato interno dell'energia; la sicurezza dell'approvvigionamento, per coordinare meglio l'offerta e la domanda interne di energia dell'ue nel contesto internazionale. 2 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

3 Libro verde sull energia della UE In particolare nel merito della Sicurezza dell Approvvigionamento: 1. Debolezze strutturali dell approvvigionamento di energia dell UE 2. Combustibili fossili: 4/5 del consumo totale di energia (petrolio, carbone e gas naturale) di cui circa i 2/3 sono importati. 3. Da solo, il gas naturale proveniente dalla Russia rappresenta quasi il 20% del nostro consumo. 4. L offerta comunitaria di energia copre appena la metà del fabbisogno comunitario. 5. In assenza di interventi entro il 2030, il ruolo dei combustibili fossili si accentuerà. Le importazioni di energia - oggi pari al 50% - in assenza di interventi al 2030 rappresenteranno il 70% del fabbisogno globale. Le importazioni di petrolio potrebbero raggiungere il 90%. 3 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

4 Le risorse energetiche Questa la situazione delle riserve accertate al UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

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6 Domanda di energia primaria per fonte. Anno 2010 (Percentuali) Fonte: Elaborazioni ENEA su dati MSE 6 UCSTUDI: Ivano Olivetti 6

7 Consumi finali di energia per settore (Mtep). Anni Fonte: Elaborazioni ENEA su dati MSE 7 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

8 Riduzione delle emissioni di CO2 nel settore energia, nello scenario climate-policy By World Energy Outlook UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

9 Strumenti e Campi di azione Strumenti 1. Costruzione di una rete nazionale ed internazionale di innovazione tecnologica e di trasferimento di tecnologie 2. Supporto alle istituzioni ai cittadini ed alle imprese direttamente con incentivi, informazione, piani di ricerca e formazione 9 Campi di azione Efficienza energetica (edilizia e motori) Solare fotovoltaico, termico, termodinamico Biomasse (per produzione di energia e biocombustibili) Eolico Geotermia UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

10 Perché usare le FER Le energie rinnovabili o Fonti di Energia Rinnovabili, sono quelle fonti di energia non esauribili sulla scala dei tempi umani o che riescono a rinnovare rapidamente la loro disponibilità dopo che sono state sfruttate. (5 anni) Essendo rinnovabili non si esauriscono; Non comportano emissioni in atmosfera di gas climalteranti (ad effetto serra); Può costituire una valida integrazione alla produzione di energia da fonti convenzionali. 10 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

11 FONTI DISPONIBILI E CONSUMI MONDIALI 11 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

12 Le fonti rinnovabili 1. Eolico: macro e mini 2. Solare: termico e fotovoltaico 3. Biomasse: a. combustibili per autotrazione (biodiesel, etanolo) b. combustibili per energia termica-elettrica (biomasse vegetali) 4. Geotermia (buon margine di sviluppo per quella a bassa entalpia) 5. Idroelettrica 6. Solare termodinamico 7. Risparmio energetico 12 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

13 Il solare termico Il principio di funzionamento si basa sul riscaldamento dell'acqua all'interno dei tubi di un assorbitore isolato termicamente sul retro ed ai lati e protetto superiormente con uno o due vetri. La conversione termica dell'energia solare è particolarmente adatta al riscaldamento dell'acqua per usi igienico-sanitari. Il solare termico è una tecnologia molto diffusa in Grecia, a Cipro, in Turchia; questo grazie al clima molto favorevole e agli alti costi dell'energia rispetto al livello di vita. 13 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

14 Il fotovoltaico Come funziona Esempi di applicazioni Un impianto fotovoltaico di circa 5 kwp di potenza nominale collegato alla rete di fornitura di energia elettrica 14 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

15 Collettori solari a concentrazione Innovazione tecnologica ENEA nel progetto Solare Termodinamico 15 UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti

16 Biomassa Si definisce biomassa qualsiasi sostanza di matrice organica, vegetale o animale, destinata a fini energetici o alla produzione di ammendante agricolo. Sono biomasse: Residui del settore forestale Residui del settore agricolo Piante espressamente coltivate per scopi energetici Scarti dell industria (legno) Scarti delle aziende zootecniche Rifiuti solidi urbani La biomassa rappresenta una sofisticata forma di accumulo dell energia solare. La brevità del periodo di ripristino fa si che le biomasse rientrino tra le fonti energetiche rinnovabili, in quanto il tempo di sfruttamento della sostanza è paragonabile a quello di rigenerazione. 16

17 Schema sintetico dei vari tipi di biomassa Fasi di lavorazione per la produzione di energia PRODUZIONE RACCOLTA CONVERSIONE - UTILIZZAZIONE Fonte: N. Colonna ENEA 17

18 Sintesi di un ciclo completo di produzione e utilizzazione di Biomasse Processi biochimici La digestione anaerobica Fermentazione Processi termochimici Combustione diretta Pirolisi, gassificazione Fonte: N. Colonna ENEA 18

19 Tecnologie e impianti per la biomassa 19

20 I BIOCOMBUSTIBILI Bioetanolo, prodotto dalla fermentazione e dalla distillazione di zuccheri o amidacei; L olio vegetale, estratto dalle cellule vegetali (colza, palma, girasole, soia, etc); Biodiesel, deriva dalla transesterificazione degli oli vegetali effettuata con alcol metilico ed etilico. Ne deriva un combustibile simile al gasolio 20

21 Consumi energetici per fonte in agricoltura 5% 4% 14% prodotti petroliferi energia elettrica gas naturale biomasse 77% 21

22 ENERGIA DA BIOMASSA E RIFIUTI (1) 1. In generale, sono considerate biomasse tutte le sostanze organiche generate dalle piante attraverso la fotosintesi. 2. I rifiuti della foresta (foglie e rami secchi, potature) e dell industria (cortecce, trucioli, sfridi) e i residui di raccolto (cioè quel che rimane di una pianta dopo che sono state rimosse le parti di interesse) sono, quindi, biomasse. 3. I rifiuti solidi urbani, ai fini del recupero di energia, sono abbinati alle biomasse. 22

23 Un esempio di sfruttamento della biomassa: CALDAIA a PELLET Forestazione Colture agricole Rifiuti Essenze impiegate per scopi energetici Residui industriali della lavorazione della cellulosa I residui industriali della lavorazione del legno Essenze coltivate proprio per scopi energetici Residui di piantagioni e di lavorazioni agricole Scarti dei prodotti agro-alimentari Prodotti organici derivanti dall attività biologica dell uomo e degli animali Rifiuti urbani di origine vegetale Pellet e cippato Olio vegetale biodiesel pellet Biogas e termovalorizzazione Pioppi, salice, eucalipto e legna da ardere in genere black-liquor segatura e trucioli da segherie girasole, mais, cardo, ricino, colza, soia, discanto fieno e paglia, gusci di nocciole, mandorle e noci, potatura vite e alberi da frutto e raccolta legumi, residui di canapa e cotone lolla, pula, sansa esausta, semi d'olive ed uva, noccioli e scarti lavorazione frutta reflui e liquami da allevamento degli animali e discariche rifiuti sfalcio erba e potature, scarti mercati ortofrutta e frazione organica RSU 23

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26 Gli incentivi Il 5 Conto Energia 26

27 Ivano Olivetti ENEA C.R. Frascati UCSTUDI-PTS Via Enrico Fermi, Frascati Roma 27 Link utili: UCSTUDI-PTS: Ivano Olivetti