ENERGIA RINNOVABILE L ENERGIA DEL FUTURO? Paolo Gambino, Università di Torino

Documenti analoghi
IL FUTURO DELL ENERGIA

IL FUTURO DELL ENERGIA

IL NODO ENERGIA : evoluzione tecnologica per il risparmio energetico come risolvere il problema per noi tutti

MED & Italian Energy Report Back-up per Tavola Rotonda Risorse, flussi e strategie energetiche dell Italia tra Europa e Mediterraneo

Piano Energetico Comunale (PECo) Vezia

I macro temi segnalati nella mappa sono trattati nella presentazione e fruibili attraverso schede di approfondimento.

CARLO ALBERTO CAMPIOTTI, CORINNA VIOLA Unità efficienza energetica Servizio Agricoltura.

Ecco come la Cina può coprire l'86% dei consumi elettrici con le rinnovabili... guadagnandoci

Cagliari, 5 aprile Edifici ad Energia Quasi Zero (nzeb) Claudio Del Pero

SCENARI ENERGETICI PER UNO SVILUPPO SOSTENIBILE

Una decarbonizzazione possibile o decarbonizzazione a qualunque costo?

Fonti alternative di energia. Presentato da Mauro Vignolini

ENERGIA E ILLUMINAZIONE: RISPARMIO, EFFICIENZA, INNOVAZIONE

LA SEN E LA DE-CARBONIZZAZIONE DELL ECONOMIA: UN OPPORTUNITA PER LE IMPRESE

ENERGIA SOLARE: UNA SOLUZIONE VINCENTE? Annamaria Castrignanò CRA-ISA (Bari)

Elaborazione realizzata con Energy Planning ANALISI ENERGETICA CON SOLUZIONI PER LA CLIMATIZZAZIONE

Il futuro del mercato energetico italiano in ottica europea Martedì 7 giugno Ore 17

ALLEGATO 2 "RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI EDIFICI DI PROPRIETA' PUBBLICA IN DISPONIBILITA' DELLE AGENZIE TERRITORIALI PER LA CASA (A.T.C.

Piano Energetico Comunale (PECo) Cevio

Diffusione delle rinnovabli nelle reti elettriche: efficienza e risparmio energetico

Alcune tipologie di interventi tecnici per conseguire gli obiettivi del Protocollo di Kyoto: Fonti Rinnovabili di Energia e Risparmio Energetico

Il sistema elettrico italiano: quale mix per gli obiettivi di

Innovazione Energetica key driver di una politica Energia-Clima autenticamente sostenibile. Giuseppe Zollino, SOGIN SpA Università di Padova

ENERGIE RINNOVABILI e AMBIENTE MONTANO LE RINNOVABILI E L'IDROELETTRICO NEL CONTESTO GLOBALE

Fausto Cavallaro Energia dal sole. Aspetti tecnologici e di mercato

Il futuro delle rinnovabili: stato della ricerca e nuove applicazioni Alberto Pinori

Elaborazione realizzata con Energy Planning ANALISI ENERGETICA CON SOLUZIONI PER LA CLIMATIZZAZIONE

Il monitoraggio delle fonti rinnovabili

Tradizionali 77% TWh. Rinnovabili 23% TWh

Nucleare o rinnovabili qual è il vero rinascimento?

Gli Scenari Energetici Globali

Prospettive di sviluppo del solare termico: quali sfide al 2030?

Una nuova sfida: la sostenibilità nei trasporti. Franco Donatini Docente di Energia Geotermica Università di Pisa

TECNOLOGIE ATTUALI. Carlo Maria Bartolini Dipartimento di Energetica Università Politecnica delle Marche

L ITALIA SOSTENIBILE IDEE E AZIONI PER IL FUTURO

Scenari energetici. Agenda

Napoli 4 aprile 2013

STATO DELL ARTE E DIFFUSIONE DELLE TECNOLOGIE SOLARI

Il valore aggiunto del fotovoltaico per il sistema economico nazionale

Politecnico di Torino Fondazione Telios

Piano Energetico Comunale (PECo) Collina d Oro

TERZA CONFERENZA NAZIONALE SULLE FONTI RINNOVABILI TERMICHE

PEC Comune di Cesena. Forum. 8 giugno 2010

Mario Russo. Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale

Uffici: Riqualificazione

Calore dal fotovoltaico o calore direttamente dal solare termico: confronto sommario

L innovazione energetica come motore della crescita RAPPORTO I COM 2012

Uffici: Nuova Costruzione

Strategie e modello di business HFV

Il Teleriscaldamento come esempio di transizione verso l efficienza e la sostenibilità: il caso di Lodi

4 Emergenze a livello Mondiale

Padova, 19 maggio Edifici ad Energia Quasi Zero (nzeb) Claudio Del Pero

ENERGIA RINNOVABILE Norme ed obblighi per la produzione di energia pulita in edifici sostenibili.

Solare e biomassa per comuni al 100% rinnovabili: due casi studio

NASCE ENEL GREEN POWER: AL VIA UNA NUOVA STAGIONE DELLE RINNOVABILI IN ITALIA E NEL MONDO

SUB-SISTEMI ENERGETICI A SERVIZIO DEL COMPARTO «A»

Studenti rigenerati Cambiamenti climatici, energie rinnovabili e nuove applicazioni

Ruolo attuale delle pompe di calore nel mercato del riscaldamento, prospettive dalla ricerca e sistemi avanzati

RISPARMIO ENERGETICO e EFFICIENZA ENERGETICA

ETS Emission Trading System Il mercato delle emissioni

ANIMP - Quale mix energetico per il 2020?

Come sarà la rete elettrica in futuro?

Contabilizzazione Termotecnica Pompe di Industriale. Gli atti dei convegni e più di contenuti su

L ENERGIA FOTOVOLTAICA

Durevoli e pulite: le fonti rinnovabili

Concetti di base dell energia

RISPARMIO ENERGETICO e EFFICIENZA ENERGETICA. Esprimono lo stesso concetto o NO?

Tutti dovremmo preoccuparci del futuro, perche` la` dovremo passare il resto della nostra vita

Lorenzo Lazzerini. Le azioni del PAES Livorno per promuovere l efficienza energetica

Il mio Impianto Fotovoltaico. Valmacco Simone Briona (NO)

ENERGIA DAL SOLE. Eltech Srl Via GB Bordogna, CALVISANO (Bs) Italia Sito internet:

BORGO MORANDI. ing. Sergio Pesaresi LOGICAGOTICA - Rimini

Le prospettive per la microcogenerazione

PRANA PER IL RESIDENZIALE CASE STUDY RESIDENZA PRIVATA SOMMA LOBARDA, VARESE

Comune di Rivalta di Torino 24/11/2014

L'energia solare, pilastro centrale della protezione del clima

Le ricadute economiche del fotovoltaico

GEOTERMIA PER TUTTI. Bassa entalpia. Geotermia S.r.l. Volta Mantovana (MN)

CAMBIAMENTI CLIMATICI ED ENERGIA. Franco Battaglia Università di Modena Associazione Galileo 2001

Le politiche ambientali per lo sviluppo sostenibile dopo "Parigi 2015"

3 / I consumi energetici provinciali

L Aquila, 23 marzo Claudio Del Pero

Riscaldare a emissioni zero con la pompa di calore. Inserire immagine

AZIONI LOCALI PER OBIETTIVI GLOBALI: INVESTIRE NEL RISPARMIO

Le Fonti Rinnovabili per uno sviluppo sostenibile

ISERA. Verso l idrogeno. Cagliari,26 Marzo Il progetto idrogeno del Comune di Isera. Ing. Massimo Luminari Electronic Machining

Azienda con sistema di gestione qualità certificato UNI EN ISO 9001:2008. Certificati n e

"Efficienza energetica, rinnovabili, mobilità sostenibile: ricette per la riduzione integrata di CO2 e NOx in ambito urbano"

intervento introduttivo della giornata

INNOVAZIONE E INVESTIMENTI

Il futuro del fotovoltaico in Italia

CONFERENZA DALLE FONTI RINNOVABILI: ENERGIA E SVILUPPO SOSTENIBILE 11/9/2003. ENERGIA EOLICA: applicazioni e mercato. Luciano Pirazzi ENEA

Politica energetica cantonale

teleriscaldamento cogenerazione ed EELL

E ZERO ENERGY BUILDING. Riccione, 15/04/2011

Sistemi di accumulo, ottimizzazione dell autoconsumo e detrazioni fiscali. Massimo Gamba titolare di Studio Gamba

La trasformazione energetica tra emergenza ambientale e necessità economica

Scenari di politica climatica e energetica: il ruolo dell elettricità. Roma, 8 luglio 2015

Transcript:

ENERGIA RINNOVABILE L ENERGIA DEL FUTURO? Paolo Gambino, Università di Torino

Consumatori di energia Ogni italiano consuma in media ca 100kWh al giorno cioè ca 4kW senza pause, 24h su 24, 365 giorni all anno... due asciugacapelli accesi al massimo tutto il tempo... per ognuno di noi

Consumi pro-capite nel mondo Non consumiamo tutti nello stesso modo A livello globale il consumo medio di energia primaria per persona è di 2.5kW/p

Come consumiamo trasporti (auto: 1kWh/km, aereo: 0.4kWh/km/p) ca un terzo riscaldamento e condizionamento (>20kWh/p/giorno) cose: 1PC=1800kWh, 1auto=70000kWh acqua calda, cucina (doccia 1kWh, bagno 5kWh) illuminazione, elettrodomestici cibo

Il problema energetico 7x10 9 Popolazione 4.5x10 9 1 TOE = 1 Tonne Oil Equivalent 41.87 GJ = 11.63 MWh

Il problema energetico Al ritmo attuale le riserve note di petrolio/gas,carbone si esauriranno in alcune decine/centinaia di anni. La loro scarsità e prezzo crescente hanno causato e causeranno tensioni, guerre, povertà. Il consumo di risorse fossili sta alterando l equilibrio dell ecosistema (effetto serra) e gli effetti potrebbero essere devastanti La transizione a una economia sostenibile, oltre a essere un imperativo morale, è dettata da razionalità economica. E inevitabile e urgente.

Le fonti rinnovabili Le fonti di energia rinnovabile sfruttano un flusso naturale di energia (vento, sole, correnti di marea, calore geotermico, pioggia, biomassa) Flusso solare su Terra 1.7 10 17 W Idealmente non alterano l ecosistema (non emettono gas, non usano risorse fossili) Sono soggette a fluttuazioni stagionali, giornaliere e stocastiche L efficienza di conversione del flusso di energia è soggetta a limiti fisici e tecnologici importanti, a seconda del tipo (es pannelli FV o termici)

Gli obiettivi di EU 2020 1.A 20% reduction in EU greenhouse gas emissions from 1990 levels; 2.Raising the share of EU energy consumption produced from renewable resources to 20%; 3.A 20% improvement in the EU's energy efficiency. Per l Italia gli obiettivi sono -13%,+17%, -15% consumi tutti a portata di mano (decreto burden sharing: quote per regione e per comune, penalizzazione in caso di mancati obiettivi)

Evoluzione recente 2008 2013 FV: mezzo milione di impianti, 18GWp installati, ca 7% produzione 2013 (+17% su 2012)

2013 18.200 52.500 14.900 22.150 5.300 15.700 110.700 Nel 2013 il solo FV ha prodotto quanto 2.8 reattori nucleari da 1GW In Germania 22.9% (2012) 328000 33.7%

120 100 TWh/anno 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 2008 2009 2010 2011 2012 2013 La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili in Italia è quasi raddoppiata in 5 anni

Le rinnovabili hanno già un importante effetto sulla dinamica dei prezzi Picco di domanda estate 2007 56GW

Gli incentivi al PV sono ormai il passato

legge di Swanson: prezzo diminuisce del 20% per ogni raddoppio di capacità produttiva

Tutto questo può coprire il nostro fabbisogno d energia? Per coprire completamente il solo fabbisogno elettrico attuale con i comuni pannelli FV servirebbe una superficie di ca 50km x 50km. Praticamente l intera Valle d Aosta. E quando non c è il sole? Probabilmente impraticabile, almeno nel medio periodo. Serve anche altro... Inoltre i consumi elettrici sono ca 1/4 dei consumi finali nazionali, e oltre la metà del resto sono termici. Trasporti sono oltre 1/3.

Efficienza energetica E senza dubbio la strada più semplice ed economica per ridurre consumi di combustibili fossili ed emissioni L intero settore trasporti che in Italia consuma il 22-23% dell energia primaria è basato su motori con efficienza media del 20%. Motori elettrici o ibridi consumano/emettono molto meno. Qualsiasi scenario futuro prevede l elettrificazione dei trasporti. La gran parte dei consumi elettrici dell industria alimenta motori elettrici di bassa efficienza. Ca il 20% dei consumi energetici italiani è per riscaldamento. Si stima che le case italiane siano in media in classe F o G.

Percentuale di case con pannelli termici

Efficienza LED 0.04% 2% 12% Rapporto energia utile/ energia impiegata η = 0 0 f(λ)j(λ)dλ J(λ)dλ f(λ) funzione di luminosità occhio umano

Riscaldamento del futuro Il solare termico giocherà un ruolo fondamentale, assieme a geotermia e riqualificazione degli edifici.

Energia dal Sole L effetto fotovoltaico in alcuni semiconduttori (Si ecc) permette di trasformare l energia dei fotoni solari in energia elettrica. I comuni moduli FV hanno un rendimento di ca 15% (fino a 20%). Piuttosto economici ma resa ancora bassa. La ricerca sul FV continua, ma il FV come lo conosciamo non è l unico modo per sfruttare l energia del Sole, ecco alcuni esempi

La ricerca sul fotovoltaico

Celle FV multigiunzione

Quadruple III-V bonded CPV cell hits 44.7% record conversion efficiency Sono celle che usano materiali costosi: la luce solare viene concentrata

1.5MW Mildura, Australia

Fotovoltaico a concentrazione (CPV) Hanno un rendimento molto competitivo già oggi 25% sull impianto operativo Costo hardware/wp comparabile a quello del PV, ma occupa meno suolo e il tracker aumenta la resa

Solare termico a concentrazione

Gemasolar (SPA) 20 MW, Record 36 giorni produzione elettrica senza interruzione, fino a 15 ore senza sole. Il calore prodotto viene in parte accumulato durante il giorno per essere usato di notte

Ivanpah (CA) 392MW 170000 specchi piani, acqua a 550 o C, costa ca 5000$/kW (da confrontare con 1500-3500$/kW del PV a fine 2012) 3 torri, 16km 2 di superficie, ca 9W/m 2 raffreddamento a aria, consuma pochissima acqua

Text PS10+PS20=624+1255 specchi mobili di 120m 2

Prospettive CSP 2010 CSP oggi sconta la concorrenza del PV che ormai costa meno. Tuttavia ha due vantaggi: hybridization (gas come back-up) e storage che possono farne una risorsa importante

Eolico cina leader La potenza prodotta da una pala eolica è proporzionale al cubo della velocità del vento. Progressi tecnologici recenti permettono pale sempre più grandi e migliore sfruttamento di vento poco veloce, i costi sono in discesa. Oggi non richiedono incentivi solo in zone molto ventose.

Off-shore EPT

Biomasse

I costi delle rinnovabili continuano a scendere!

Investimenti Incominciano ad avvicinarsi a quelli per la ricerca di idrocarburi

Progetto Desertec

Le tecnologie sono già disponibili, testate e sicure (solare a concentrazione, FV, eolico, linee di trasmissione ad alta tensione in corrente continua). Bassa stagionalità. Approccio olistico: sviluppo economico, rispetto dell ambiente, desalinizzazione, cooperazione internazionale. Una rete di impianti che potrebbe coprire il fabbisogno locale e coprire una quota consistente (15-20%?) del fabbisogno elettrico europeo, almeno 15W/m 2 Un quadrato di meno di 50km di lato può coprire il fabbisogno elettrico italiano.

Verso una strategia di lungo periodo E possibile basare tutta la nostra economia sulle rinnovabili senza rinunciare al nostro benessere? E possibile rinunciare del tutto (o quasi) alle risorse fossili? Roadmap 2050 è un progetto della commissione UE, supportato dal parlamento europeo. Delinea gli strumenti per tagliare le emissioni di CO 2 dell 80% rispetto al 1990 in modo economicamente sostenibile, senza contributi extra UE, e con sole tecnologie esistenti Analoghi progetti sono stati approvati in Germania (Energiewende) e Danimarca

Conclusioni La transizione energetica è cominciata. Gli obiettivi di medio periodo sono i) aumento delle rinnovabili ii) diminuzione dei consumi globali, a partire da quelli termici. Inizia una riconversione completa ma graduale dell economia Il problema energetico è un problema complesso: non ammette soluzioni semplici, nè soluzioni esclusive L Italia ha compiuto i primi passi. Occorre fare di più e porsi obiettivi ambiziosi, per guadagnare in sicurezza energetica e crescita economica. Secondo la IEA è ancora possibile fermare l aumento di temperatura media a 2 gradi, ma occorrono interventi immediati. Nel lungo periodo gli scenari di Europe 2050 delineano una società decarbonizzata basata su RES+elettrificazione+efficienza (+nucleare) ma rappresentano sfide formidabili (accumulo energia ecc).

Produzione elettrica PV

Evoluzione prevista EPIA EPIA=European Photovoltaic Industry Association

A che punto siamo della transizione? Di cui 13.3% coperto da fonti rinnovabili nel 2011, non troppo lontano dagli obiettivi per il 2020 fissati per l Italia dalla UE nel 2010 (Europe 2020)

Fabbisogno italiano col Sole? La media di irraggiamento solare (irradiance) in Italia supera i 1500kWh/ m 2 /anno Abbiamo visto che il consumo di energia primaria italiano è ca 180Mtoe/ anno=2.1 10 12 kwh/anno Questo corrisponde all energia solare che raggiunge 1400 km 2 del territorio nazionale, ovvero un quadrato di soli 37.3 km di lato Se ci limitassimo ai soli consumi finali (ca 120Mtoe) basterebbero (30km) 2 L efficienza dei pannelli fotovoltaici (FV) sul mercato non supera 15%: servono (79km) 2?? Occorre però distinguere tra consumi elettrici (a oggi 26Mtoe corrispondenti a (37km) 2 di pannelli FV attuali), termici (45% del totale, o ca 55Mtoe, con ampio spazio di riduzione attraverso efficienza, e comunque recuperabili dal Sole con efficienza 40-60%), e trasporti (39Mtoe, anch essi riducibili drasticamente con elettrificazione).

Consumi totali con η el =13%, η term =40% senza infrastrutture Consumi elettrici attuali η=15% Consumi totali η=100% NON è un piano energetico! è solo un entativo di comprendere gli ordini di grandezza in gioco. A parte aspetti tecnici (es variabilità) occorre valutare aspetti economici, ambientali, sociali