intervento introduttivo della giornata Ennio Macchi Dipartimento di Energia - Politecnico di Milano
2 Non azzarderò previsioni Vorrei invece porre alcune domande. Alcune sono banali (tanti le pongono, in tante sedi), altre lo sono meno, perché rivolte a temi di natura più tecnologica Sono domande difficili, per cui temo che molte rimarranno senza risposta Coinvolgono aspetti importanti, è bene porsele per orientare le scelte energetiche
Le otto domande. nel 2020, in Italia, vedremo: 3 1.. cantieri operativi nella realizzazione di centrali elettronucleari? 2.. moderne centrali a carbone pulito (oltre a Torvaldaliga ) e carbone sostenibile (con CCS)? 3.. una significativa quota di energia elettrica importata da impianti solari termodinamici nei deserti africani? 4...qualche (quale?) tecnologia da fonte rinnovabile raggiungere la competitività economica e non richiedere quindi incentivi? 5. il rendimento medio annuo delle centrali a ciclo combinato raggiungere il 60%? 6...un applicazione diffusa delle celle a combustibile? 7..centinaia di migliaia di microcogeneratori operativi nelle cucine italiane? 8...un impatto significativo sul settore elettrico delle nuove tecnologie per la mobilità sostenibile?
Quanti cantieri operativi nella realizzazione di centrali elettronucleari? 4 Perché lasciar passare 20/30 anni in attesa di una fantomatica quarta generazione non ha senso: sarebbe un attesa troppo lunga, perché aspettare? I temi della sicurezza, delle scorie, ecc. sono importanti, ma.. I reattori che potremmo ordinare a breve termine non sono certamente peggiori da questi punti di vista (sicurezza, scorie) rispetto ai reattori che operano in ogni altra nazione civile. Perché dobbiamo essere l unico Paese che rinuncia alla produzione di energia da nucleare?
Quante moderne centrali a carbone pulito (oltre atorvaldaliga ) e quante a carbone sostenibile (con CCS)? 5 Totale: 175+41= 216 GW Totale nucleari: 48,6 GW (meno di ¼ ), con tempi di realizzazione almeno doppi)
Quante moderne centrali a carbone pulito (oltre atorvaldaliga ) e quante a carbone sostenibile (con CCS)? 6 Il carbone è da sempre la fonte energetica di gran lunga più importante per la produzione elettrica e continuerà ad esserlo per molti decenni Le riserve di carbone sono enormi e ben distribuite L anomalia italiana (un mix energetico frutto di scelte diverse da ogni altro Paese al mondo) E un errore costruire oggi centrali a carbone che non sequestrano la CO2? Lo fanno tutte le utilities del mondo E possibile pensare a una trasformazione successiva delle centrali che introduca il sequestro della CO2, centrali capture ready Oggi la CCS è fortemente penalizzante in termini economici, sono allo studio molti nuovi processi
Una significativa quota di energia elettrica importata da impianti solari termodinamici nei deserti africani? 7 Una tecnologia con grande potenziale di abbattimento di costi Richiede siti ad alta insolazione
Vedremo qualche (quale?) tecnologia da fonte rinnovabile raggiungere la competitività economica (e non richiederequindi CV?) 8 Si fa un gran parlare di grid parity, purtroppo il traguardo sembra molto lontano, per tutte le fonti rinnovabili più promettenti I dati dello scorso decennio non sono molto promettenti. 20 18 16 14 [TWh] 12 10 8 6 1999 2009 4 2 0
Vedremo il rendimento medio annuo delle centrali a ciclo combinato raggiungere il 60%? 9 Andamento temporale dei rendimenti elettrici del parco termoelettrico italiano 55 solidi 50 45 prodotti petroliferi gas naturale (solo energia elettrica) gas naturale CC (solo energia elettrica) % 40 35 30 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Vedremo (dopo tanti decenni di speranze) un applicazione diffusa delle celle a combustibile? 10 80 70 Cicli ibridi con FC + turbina a gas (Cap. 5.6) Cicli combinati Rendimento elettrico, % 60 50 40 30 20 10 0 Celle a combustibile (Cap.5) Mot. Stirling (Cap. 3) idrogeno PEM TPV (Cap. 6) SOFC PAFC MCFC Micro-turbine a gas (Cap. 4) TV TG AD TG HD Motori a c.i (Cap. 3.1) USC e IGCC 0 1 10 100 1000 10 4 10 5 10 6 MICRO MINI Taglia impianto [kw]
Ci piacerebbe che, fra dieci anni, migliaia (milioni?) di 11 cucine italiane si presentassero così. Fra gli elettrodomestici, anche un microcogeneratore inserito nella cucina motore Stirling (o altra tecnologia) Il motore sostituisce/integra la caldaietta domestica nella generazione di calore (ogni anno, in Italia se ne vendono più di un milione) e contemporaneamente cogenera energia elettrica, interfacciandosi sulla rete BT, con cui scambia energia elettrica in modo intelligente, esportandola nei periodi in cui è pregiata, importandola quando è poco pregiata
Un prototipo da 30 kw el installato nel nuovo laboratorio MCG del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano 12
Se queste tecnologie si diffondessero, si affermerebbe un nuovo modello di rete, basata sulla generazione distribuita (GD) Micro-tri-cogenerazione da GN (idrogeno) + fonti rinnovabili DISTRIBUITA 13 TG Sottostazioni MOTORI Motori MOTORI Fuel cell Utenze Commerciali BATTERIE Volani FUEL CELL Utenti residenziali Turbina a Gas Utenze Commerciali Utenze Industriali
Vedremo un impatto significativo delle nuove tecnologie per la mobilità sostenibile? 14 Se le auto elettriche avessero una diffusione significativa, aumenterebbe la domanda elettrica Se le auto a idrogeno avessero una diffusione significativa, servirebbe un infrastruttura dell idrogeno In Italia il consumo di prodotti petroliferi è enorme (la potenza media, su 8760 ore/anno) 55.000 MW