21 Aprile Vittorio Chiesa Energy & Strategy Group Politecnico di Milano.

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1 21 Aprile 2010 Vittorio Chiesa Energy & Strategy Group Politecnico di Milano Energy & Strategy Group

2 Osservatorio sulle energie rinnovabili e sull efficienza energetica Solar Energy Report Solar Energy Report Biomass Energy Report Solar Energy Report Biomass Energy Report Quattro assi di analisi: Tecnologia Normativa Mercato Filiera industriale e strategie competitive delle imprese Efficiency Energy Report Energy & Strategy Group

3 Perché è una strada quella della produzione energetica rinnovabile che non possiamo abbandonare Prod. elettricità da FER Tot. consumo elettricità Prod. energia da FER Consumo totale energia Biocarburanti Cons. Carb. x trasporti EU: 22 % EU: 12 % EU: 20 % EU: 10 % NON vincolante al 2010 (Dir. 2001/77/EC, etc..) VINCOLANTI al 2020 (Nuova direttiva FER, approvata a dicembre 2008) Energy & Strategy Group

4 la generazione distribuita di energia: Energy & Strategy Group

5 Il potenziale e gli obiettivi per le diverse fonti: Fonte Potenza ad oggi [GWe] Produzione ad oggi [TWh] Potenza al 2020 (Position Paper ) [GWe] + % ( ) Potenziale [GWe] Fotovoltaico 1,2 0,6 9, % 40 Biomasse solide vegetali Biogas 1,7 6,9 2,4 + 41% 7,6 Rifiuti Idroelettrico 16 42, % - Eolico 4,8 6, % 16,2 Energy & Strategy Group

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7 Potenza annuale installata in Italia ,0% ,0% Potenza cumulata installata in Italia ,0% ,0% ,0% ,0% Potenza suddivisa per classi di impianto 33,7% 66,3% 31,3% 24,1% 44,5% 4,1% 34,0% 27,9% 34,0% 14,0% 36,0% 22,6% 27,4% >1000 (kw) (kw) = (kw) <=20 (kw) Energy & Strategy Group

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9 Nuovi fabbricati residenziali (m 2 ) Nuove unità abitative Nord-ovest Nord-est Centro Sud Isole Totale Italia Supponendo simile il trend di crescita dell edificato anche per il periodo e associando a ciascuna unità abitativa 1kW di installazione fotovoltaica il potenziale teorico è: 5,2 mln di nuove unità abitative 5,2 GW Energy & Strategy Group

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11 Vetrate fotovoltaiche Tegole fotovoltaiche Più del 50% delle realizzazioni di BIPV a livello mondiale nel 2009 hanno utilizzato vetrate fotovoltaiche Solar roofs Sistemi frangisole fotovoltaici Stoffa solare Etc. Energy & Strategy Group

12 In sostituzione di parti di tetti e coperture: Progetto della nuova sede dell ARPA della Regione Emilia Romagna Per la realizzazione di facciate e finestre: L Altra Sede della Regione Lombardia Il World Join Center di Milano Energy & Strategy Group

13 Per la realizzazione di lucernari: L Ospedale Meyer di Firenze Energy & Strategy Group

14 Per la realizzazione di sistemi di ombreggiamento e pensiline: Copertura del parcheggio nella sede di una grande azienda produttrice di cucine Energy & Strategy Group

15 Per la realizzazione di coperture mediante tegole fotovoltaiche al cui interno sono integrate le celle fotovoltaiche Energy & Strategy Group

16 Per la realizzazione di coperture mediante Solar roofs, guaine isolanti polimeriche che incorporano celle fotovoltaiche e che vengono utilizzate per l impermeabilizzazione di tetti. Energy & Strategy Group

17 Le tecnologie fotovoltaiche: Prima generazione Silicio (Mono Poli cristallino) 84% Seconda generazione Film Sottile (Silicio Amorfo, Tellururo di Cadmio (CdTe), CIS-CGIS, Ribbon) 16% Terza generazione DSC, celle organiche, celle ibride Quota di mercato delle tecnologie a livello mondiale nel % 1% 2% 8% 49% multi-si mono-si a-si 35% CdTe CIGS/CIS ribbon Energy & Strategy Group

18 % 70% 68% 84% 32% 30% 38% Aspettative di crescita del BIPV Film sottile Silicio Cristallino Quota di mercato delle tecnologie stimato per il % 6% 15% 12% 38% multi-si mono-si a-si 28% CdTe CIGS/CIS ribbon Energy & Strategy Group

19 Tecnologia delle celle Lay-out celle Trasparenza Efficienza Celle CIS-CIGS opache 0 % 8 12 % Celle CIS-CIGS semistrasparenti % 5 9 % Celle in silicio amorfo e microcristallino opache 0 % 5,3 8 % Celle in silicio microcristallino semitrasparenti % 2,7 4 % Celle in silicio amorfo traslucide % 3 % Energy & Strategy Group

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21 Mondo: Volume d affari annuo del BIPV: 2009: 1,3 miliardi di Euro 2015: 5 miliardi di Euro Volume d affari annuo delle vetrate fotovoltaiche: 2009: 700 milioni di Euro 2015: 3 miliardi di Euro Italia: Poco più di 10 edifici e costruzioni che ospitano vetrate fotovoltaiche con una potenza di picco significativa Potenza installata di kw Estensione complessiva di m2 Mercato in uno stadio fortemente embrionale Energy & Strategy Group

22 Costo Quadro normativo incerto (Testo Unico dell Edilizia prorogato al 1 Gennaio 2011) Regolamenti edilizi e computo delle vetrate nel rapporto aero-illuminante Energy & Strategy Group

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24 Capacità cumulata installata in Italia nel Energy & Strategy Group

25 Capacità per 1000 abitanti installata in Europa Energy & Strategy Group

26 Solar Cooling Tecnologia attraverso cui l energia termica proveniente dalla fonte solare attiva un ciclo termodinamico per la produzione di acqua refrigerata o per il trattamento dell aria destinata al condizionamento degli ambienti Il mercato italiano è il più importante mercato a livello europeo per i sistemi di climatizzazione e raffrescamento con una vendita media di 1,3 milioni di unità all anno a partire dal 2000 Sistemi di accumulo Sistemi di teleriscaldamento assistiti da generazione termica solare Energy & Strategy Group

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28 Teleriscaldamento Il flusso proveniente dal sottosuolo (con temperature tra gli 80 e i 100 C) entra in uno scambiatore di calore all interno del quale avviene la cessione termica all acqua circolante nei corpi scaldanti delle abitazioni Calore geotermico abbinato alle pompe di calore Il calore prelevato a bassa temperatura (con temperature tra i 13 e i 20 C) a profondità minime al di sotto della crosta terrestre viene ceduto ad una pompa di calore che ne innalza la temperatura Energy & Strategy Group

29 Il fluido viene pompato verso la superficie dalla profondità di circa 1000 m attraverso due pozzi di prelievo, e poi, ceduta l energia termica al fluido della rete TLR attraverso uno scambiatore, reiniettato tramite un pozzo di immissione, onde garantire la stabilità geotecnica del sottosuolo Portata complessiva 400 m³/h Temperatura fluido geotermico C Temperatura fluido TLR in mandata C Temperatura fluido TLR in ritorno C Potenza termica nominale 14 MWt Disponibilità di utilizzazione continua Energy & Strategy Group

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31 Energia termica Energia elettrica MWt MWe Utilities 20 Gruppi industriali 20 5 Aziende di gestione del calore Mercato residenziale 1 Privati Piccole imprese Pubbliche amministrazioni Mercato degli impianti di teleriscaldamento Residenziale Teleriscaldamento Industriale /Centrali Energy & Strategy Group

32 Le stufe o caldaie a pellet sono sistemi ad uso prevalentemente residenziale (di taglia inferiore a 1 MWt) che sono utilizzati in sostituzione o integrazione degli impianti di riscaldamento di: una singola unità abitativa più appartamenti facenti parte del medesimo edificio uffici di piccole attività commerciali o produttive Energy & Strategy Group

33 Energia termica Energia elettrica MWt Paese Numero di stufe a pellet MWe Italia Utilities Svezia Germania Mercato residenziale 1 Privati Piccole imprese Pubbliche amministrazioni Belgio Gruppi industriali Francia Danimarca Aziende di Finlandia gestione del calore Spagna Residenziale Teleriscaldamento Industriale /Centrali Energy & Strategy Group

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35 Vengono considerate micro le macchine eoliche che generano potenze fino a 20 kw destinate all'autoconsumo di energia e le macchine da 20 a 100 kw, che sono considerate di uso "industriale Energy & Strategy Group

36 Durata dell'impianto Il tempo di vita di un impianto ammonta a circa 20 anni Dimensioni medie e spazi necessari Potenza (kw) Diametro rotore (m) Altezza palo (m) Applicazioni tipiche Abitazioni, esercizi commerciali Camping, aziende agricole, PMI Costi Per macchine di potenza compresa tra 10 e 20 kw il costo di un sistema installato "chiavi in mano" varia dai /kw Per macchine di taglia più piccola (da centinaia di watt a pochi kw) esso può raggiungere /kw I costi di gestione e manutenzione crescono con il tempo: per i primi 10 anni sono nell ordine del 2% (all anno) del costo dell investimento per i successivi 10 anni si attestano nell ordine del 3% Energy & Strategy Group

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38 Lo Zero Energy Building è un edificio in cui, grazie all elevato livello di efficienze energetica raggiunto, il consumo primario totale di energia in un anno è pari o al limite minore rispetto alla produzione locale di energia generata da fonti rinnovabili Energy & Strategy Group

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40 Già nel 96 si è posta l obiettivo di ridurre del 25% l emissione di CO2 entro il 2010 La città si è posta un nuovo traguardo per il 2030, l ulteriore taglio del 40% delle emissioni di CO2 All interno del quartiere si trova il così detto isolato solare con 50 unità residenziali indipendenti dal punto di vista del fabbisogno energetico Energy & Strategy Group

41 Edificio medio Fabbisogno per riscaldamento: 110kWh/m² anno Fabbisogno per applicazioni elettriche: 40kWh/m² anno Fabbisogno per Acqua Calda Sanitaria: 30kWh/m² anno Emissioni CO2: 70kg/m² anno Edificio efficiente Fabbisogno per riscaldamento: 25kWh/m² anno Fabbisogno per applicazioni elettriche: 20kWh/m² anno Fabbisogno per Acqua Calda Sanitaria: 20kWh/m² anno Emissioni di CO2: 35kg/m² anno Energy & Strategy Group

42 Fabbisogno per riscaldamento: 34kWh/m² anno Fabbisogno per climatizzazione estiva: 22kWh/m² anno Consumo per riscaldamento: 11kWhel/m² anno Energy & Strategy Group

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