e razionalizzazione dell energia prodotta

Transcript

1 Tesi di Master M.P.E. Università Centrali : G.Marconi fotovoltaiche e razionalizzazione dell energia prodotta S t u d e n t e : M a t t e o I n g. S o z z i M a t r i c o l a : M P E ] [ 2 1 / 1 0 / ] R e l a t o r e : P a o l a A r t u s o ] [A.A :Master in produzione di energia elettrica da fonti,fossili, nucleari, fossi.] 0

2 1 CONDIZIONI AMBIENTALI ITALIANE E BILANCIO ENERGETICO ITALIANO 1.1 I fabbisogni e le disponibilità di energia nel mondo La D.E.A. è l agenzia dei Paesi industrializzati per la valutazione dello scenario energetico mondiale allo stato attuale e futuro. Attraverso il suo report annuale si possono valutare i fabbisogni e le disponibili di energia fino al Nella Tab.1-1 si riporta l andamento della domanda di energia classificata in base alla fonte primaria. Da queste proiezioni si può vedere che non sono previsti grandi sconvolgimenti nella ripartizione delle sorgenti primarie di energia: Il petrolio resterà stabile (37%); Il gas crescerà (dal 23 al 28 %) Il nucleare diminuirà; Le rinnovabili, comprese la fonte idroelettrica, resteranno pressoché costanti. Tab.1-1 7

3 Cambierà invece, e di molto, il peso delle aree geografiche in relazione alla domanda complessiva. Il seguente tab.1-2 riporta la percentuale di ciascun area sul totale nel corso degli anni che vanno dal 2000 al 2030: Alcune considerazioni: Il peso dei Paesi industrializzati (OECD) diminuirà di molto, dal 69 al 47%. Il peso dei Paesi in via di sviluppo salirà invece dal 13 al 43 %. Tab.1-2 andamento del fabbisogno energetico mondiale Questi scenari sono in linea con gli eventi di attualità che stiamo vivendo: la crescita della Cina e dell India e di tutte le economie emergenti. 8

4 La relazione al consumo di energia elettrica si riporta il seguente diagramma: Tab.1-3 Consumi di energia elettrica pro-capite. Questo mostra l andamento dei consumi pro-capite di energia elettrica dagli anni 70 al 2030 in base alle aree geografiche. Il trend di crescita è abbastanza stabile. Una considerazione: se i consumi di energia elettrica mantengono il loro ritmo di crescita, anche nei Paesi sviluppati, mentre i consumi di energia primaria sono diversi, cioè crescono molto di più in proporzione nei Paesi in via di sviluppo, cosa succede? Succede che i processi di conversione dei Paesi sviluppati diventano più efficienti e quindi possono ottenere maggiore energia elettrica partendo da minori quantità di energia primaria e utilizzando maggiormente fonti inesauribili. 9

5 1.2 Premessa morfologiche e fabbisogno energetico Italiano storico L Italia è, tra i paesi industrializzati, quello che dipende di più dall estero per soddisfare il proprio fabbisogno energetico. La dipendenza energetica del nostro paese è pane a circa l 8O%. Sì tratta di un primato tra i paesi occidentali, che in passato era condiviso con ìl Giappone, il quale, però, dagli anni 80 è riuscito a ridurre la sua dipendenza energetica. I motivi della dipendenza energetica del nostro paese sono dovuti a cause naturali, cioè alla scarsità di risorse energetiche fossili, ed a scelte politiche. La mancanza di risorse energetiche fossili è dovuta al fatto che il nostro paese è relativamente giovane rispetto ai tempi di formazione delle fonti energetiche fossili, come ad esempio il carbone. Tab.1-4 distinzione fra tipologie di carbone Più antico è il carbone, maggiore è la percentuale di carbone e il suo potere calorifico. Il carbone deriva dalla trasformazione di sostanza organica vegetale, per fermentazione della cellulosa fuori dal contatto dell aria; infatti, la composizione chimica del carbon fossile è di carbonio, idrogeno e impurità varie (zolfo azoto, ecc). I giacimenti di carbon fossile si sono formati in seguito all abbassamento di zone ricche di foreste poste in prossimità di mari e lagune, dove il clima era caldo e umido. Queste condizioni climatiche erano necessarie sia per lo sviluppo della flora sia affinché l accumulo dei resti vegetali costituisse spessori notevoli. Questi resti vegetali furono protetti dal successivo accumulo di detriti alluvionali, per cui la maggioranza dei giacimenti è distribuita lungo lasse delle regioni montuose esistite nelle epoche passate. In Europa, ad esempio, l ubicazione dei giacimenti carboniferi corrisponde alle antiche catene di epoca caledoniana ed ercinica. Tutte queste condizioni non erano presenti in Italia, per il 10

6 semplice motivo che la maggior parte del territorio italiano è emerso dal mare in tempi geologici relativamente recenti (Cenozoico). Tab.1-5 Confronto fra la dipendenza energetica Italia Giappone. Le soluzioni adottate dagli altri paesi per ridurre il deficit energetico sono state diverse: la Francia, e in misura minore il Giappone, hanno investito molto sul nucleare; la Gran Bretagna ha cominciato a estrarre petrolio dal mare del nord; gli Stati Uniti hanno deciso di utilizzare più intensamente le grandi riserve petrolifere presentì sul proprio territorio e di tagliare le importazioni dai paesi meno affidabili politicamente. Tab.1-6 Dipendenza energetica dall estero di alcuni paesi occidentali nel 1972 e nel 1992 L abbandono del nucleare può rappresentare per l Italia occasione propizia affinché l energia solare, eolica, le biomasse, i rifiuti, il risparmio e le già conosciute energie idroelettriche e geotermiche siano tenute in maggior considerazione nel nostro paese. Servirà ancora petrolio nei prossimi anni, ma anche gas (in misura sempre più crescente) e carbone (in quantità minori e per centrali elettriche di piccole dimensioni); ma serviranno anche i fiumi, il sole e il vento, l energia contenuta nei rifiuti e le tecniche di risparmio energetico. Nel 1990 il fabbisogno complessivo di energia in Italia è stato dì 163 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (MTEP). 11

7 Tab.1-7 consumi energetici per fonti primarie Negli ultimi vent anni i consumi globali di energia hanno avuto un andamento molto irregolare e, comunque, con tassi d incremento minori rispetto al periodo che ha preceduto la prima crisi petrolifera. Dai 139,8 MTEP del 1973 i consumi sono scesi ai 133 del 1975, per poi risalire ai 149,2 del 1979, e quindi, a seguito del secondo shock petrolifero, ridursi ai 139,4 del 1983, Poi i consumi sono saliti fino ai valori attuali. Altro dato importante è la penetrazione dell energia elettrica. In tutto il mondo è in costante aumento la preferenza accordata all elettricit{ nell ambito delle diverse forme di energia. Il grado di questa preferenza è misurato dalla penetrazione elettrica, cioè dal consumo di elettricità in rapporto al consumo energetico totale. Questa grandezza costituisce un indicatore dello sviluppo economico- industriale dei paesi. È in costante aumento ovunque ed ha oggi un valore medio mondiale pari a oltre il 35%. 12

8 1.3 Bilancio energetico italiano, evoluzione In base ai dati Enea 2006 la produzione lorda di elettricità da fonti rinnovabili in Italia nel 2004 era costituita per il 77% da energia idroelettrica, per il 3 % da energia eolica, per il 10% circa da energia geotermica e da biomassa e per lo 0,05% da energia fotovoltaica. Tab.1-8 Bilancio energetico del 2005 Già nel 2008 dopo due anni di introduzione dal secondo conto energia,rispetto al 2004 la quota di produzione da energia fotovoltaica si era quadruplicata come mostra la tabella

9 1 Fig Fonte Report GSE in collaborazione con DREM presso gse.it 14

10 2Fig Fonte : report GSE in collaborazione con DREM 15

11 La prima constatazione da raffronto è che la produzione di energia da fonte solare fotovoltaica dal Si è quasi decuplicata passando dalla produzione di 0,2 TWh a 1,9 TWh. Gli attuali dati provenienti dal GSE fanno pensare che al raggiungimento dei 9 Twh per la fine dell anno La quota di energia rinnovabile nel complesso passa da un 16,7% a un 22,8 % quota che unita all importazione dall estero sopperisce al calo della produzione di energia da fonti fossili. Nella tabella in dettaglio si evince come il solare fotovoltaico abbia avuto una crescita esponenziale anche rispetto al 2009 triplicando la potenza installata e posizionandosi stabilmente come 4a fonte di produzione di energia solare. Tab.1-9 Numerosità e potenza efficiente lorda degli impianti alimentati con fonti rinnovabili. 16

12 3 Una seconda considerazione è che la sommatoria totale delle energie rinnovabili, seppur influenzata pesantemente dal fatto che la richiesta di energia richiesta sia calata di oltre il 3%, è che l Italia ha raggiungo il primo obiettivo imposto dall Europa di produrre almeno il 20% dell energia da fonte rinnovabile. Ciò non basta a diminuire del 20% l emissione di anidride carbonica e a essere energeticamente indipendenti. 1.4 Il fotovoltaico in Europa e nel mondo La TABELLA 6.1 riporta, ordinati per la potenza complessivamente installata alla fine del 2010, i principali mercati mondiali del fotovoltaico. Vale pena, prima di entrare nell analisi dei diversi Premettere qualche considerazione di carattere generale. 3 Report GSE in collaborazione con DREM Fig 1-1diffusione fotovoltaica 17

13 Paesi Potenza 2010 (MW) Potenza 2009 (MW) Potenza cumulata al 2010 (MW) Germania Spagna Giappone Italia (6.050*) (7.226*) USA Repubblica Ceca Francia Europa (15.900*) (29.600*) Mondo (18.800*) (42.300*) * valori considerando anche gli impianti installati grazie al decreto Salva Alcoa. 4 Tab.1-10 Potenza annuale nei principali Paesi del mondo Il fotovoltaico nel suo complesso ha raggiunto nel 2010 circa 38,4 GW di potenza installata, il 39% dei quali (circa 14,9 GW) installati nel corso dello stesso anno Il progresso del mercato fotovoltaico è ancor più impressionante se si considera che l Europa abbia superato la soglia di 25,5 GW complessivamente installati al termine del 2010, buona parte della quale - e questo è il dato interessante - installati nel corso dello stesso anno (12 GW, pari 47% del totale). Nonostante la crisi economica, quindi, i tassi di crescita del fotovoltaico sono stati a tre cifre (+103% se si esamina la potenza installata nel 2010 rispetto quella del 2009 in Europa), + 93% se si considera il medesimo dato a livello mondiale. L Europa, presa nel suo complesso, rimane indubbiamente l area geografica leader per le installazioni fotovoltaiche, contando per circa il 67% del totale cumulato installato a livello mondo e per l 80% dei nuovi impianti entrati in funzione nel I dati sulla crescita 2010 delle installazioni riportati in precedenza sono inoltre segno del fatto che questa 4 Fonte : Solar Energy report 2011 MIP 18