Perché un corso sulle
Energie Rinnovabili
Chiara Palomba
Dipartimento di Ingegneria Meccanica
Università degli Studi di Cagliari
Un Modello di Sviluppo Sostenibile
• “Lo Sviluppo Sostenibile è quello in
grado di soddisfare i bisogni del
presente senza compromettere la
capacità delle future generazioni di
soddisfare i loro propri bisogni”.
• “Lo Sviluppo Sostenibile consiste nel trattare
la Terra come se dovessimo restarci”
(Sir C. Tickell)
• “Lo Sviluppo Sostenibile consiste nel non
ingannare i nostri bambini” (J. Gummer)
L’attuale modello di sviluppo
Attività antropiche
Consumo di
Risorse naturali
Impatto
ambientale
Ambiente naturale
Quanta energia consumiamo ...
Gas
21,1%
Petrolio
34,7%
Nucleare
6,8%
Rinnovabili
13,8%
Carbone
23,5%
10000 milioni di tep nel mondo
Ovvero circa 5 litri/giorno a
persona (circa 10 in Italia)
… e quanto ancora durerà?
Agli attuali livelli di consumo,
esistono riserve provate per:
• 30-40 anni per il petrolio
• 50-60 anni per il gas naturale
• 200-300 anni per il carbone
Le statistiche indicano che le risorse presunte
sono circa doppie, ma evidenziano anche
consumi energetici in continua crescita.
Riserve e Risorse di Petrolio - 1
Riserve e Risorse di Petrolio - 2
Combustibili e Impatto Ambientale
L’uso attuale dei combustibili comporta:
•
•
•
•
•
•
Inquinanti gassosi
acque reflue
rifiuti solidi
emissioni acustiche
Impatto paesaggistico
Altro ….
Il controllo delle emissioni
Inquinanti regolamentati ...
SPECIE
INQUINANTE
LIMITI
NORMATIVI
MTCD
(efficienza %)
SO2
400 (200 *)
95
NOX
200 (200 *)
90
Polveri
50 (30 *)
99
… e non regolamentati
Anidride carbonica e “gas serra”
Due problemi molto attuali ...
• Abbiamo (e soprattutto avremo) un serio
problema di scarsità di risorse, che si
tradurrà in un problema economico (un
crescente costo dei combustibili);
• Abbiamo inoltre un problema di controllo
dell’impatto ambientale, che ancora una
volta origina un problema economico (un
costo crescente degli impianti).
Uno sguardo in casa nostra ...
Combustibili solidi
Gas naturale
94,4
100
Consumo lordo (%)
Prodotti petroliferi
Altro
Dipendenza esclusiva
dal petrolio
80
54,6
60
44
40
26,8
16
20
7,4
4,5
0
1,1
0
Sardegna
22
18
11,2
Pratica assenza di
fonti rinnovabili
Italia
U.E.
La dipendenza energetica
Dipendenza energetica (%)
98
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Dipendenza quasi
esclusiva dall’esterno
80
50
Sardegna
Italia
U.E.
Quale modello di sviluppo per il futuro?
Abbiamo senz’altro necessità di:
• Risparmiare energia
• Diversificare il “mix” energetico
• Utilizzare le fonti rinnovabili
Le Fonti Energetiche Rinnovabili (FER)
•
•
•
•
Energia solare
Energia eolica
Energia idroelettrica
Energia dalle biomasse, dai
residui e dai rifiuti
• Energia geotermica
• Energia dalle maree e dalle onde
Fonti Rinnovabili: notevoli opportunità ...
• Disponibilità (quasi) illimitata
• Minore Impatto Ambientale
• Impulso allo sviluppo economico
ma anche qualche difficoltà!
• Minore concentrazione energetica
• Tecnologie (talvolta) più costose
• Tecnologie scarsamente conosciute
FER: la situazione mondiale nel 2000
Rinnovabili: 13,8% dei consumi
Idroelettrico
17%
Altro
4%
Biomasse e
Rifiuti
79%
FER: la situazione mondiale nel 2000
Le “altre” rinnovabili (4%)
Energia Eolica
Energia dal
5%
Mare
1%
Energia
Solare
8%
Energia
Geotermica
86%
Tasso annuo di crescita dal 1971 al 2000
9,4%
10%
9%
8%
7%
6%
5%
4%
3%
2,1%
2,1%
2%
2,7%
1,8%
1%
0%
TPES
Rinnovabili
Biomasse
Idroelettrico
Altre
Tasso annuo di crescita dal 1971 al 2000
60%
52,1%
50%
40%
32,6%
30%
20%
10%
8,8%
8,4%
0%
Energia
Geotermica
Energia Solare
Energia Eolica Energia dal Mare
Energia Primaria e FER in Italia
TPES
FER
200
+1,2% annuo
180
160
tep/anno
140
120
100
80
60
40
+4,8% annuo
20
0
1990
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Potenza Installata da FER in Italia
Var. annua
1990
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Potenza Totale (MW)
19364
20520
20699
20886
21232
21944
22183
1,4
Idroelettrico (MW)
18770
19844
19876
19946
20058
20444
20346
0,8
Geotermoelettrico
496
470
485
529
547
585
590
1,8
Fotovoltaico (MW)
4
16
16
17
18
18
19
16,9
Solare Termoelettrico (MW)
0
0
0
0
0
0
0
Maree, Moto Ondoso (MW)
0
0
0
0
0
0
0
Eolico (MW)
3
22
70
120
164
229
363
Residui Industriali (MW)
0
0
0
0
0
179
287
Rifiuti Solidi Urbani (MW)
46
79
80
89
167
168
219
16,9
Biomasse (MW)
4
68
96
90
154
180
180
46,3
Gas da Biomasse (MW)
41
21
76
95
124
141
179
15,9
Collettori Solari (1000 m2)
10
180
180
180
240
240
240
37,4
90-00
61,5
Potenza da FER in Italia nel 1990
Idroelettrico (MW)
Geotermoelettrico (MW)
Fotovoltaico (MW)
Eolico (MW)
Residui Industriali (MW)
Rifiuti Solidi Urbani (MW)
Biomasse (MW)
Gas da Biomasse (MW)
3%
97%
Potenza da FER in Italia nel 2000
Idroelettrico (MW)
Geotermoelettrico (MW)
Fotovoltaico (MW)
Eolico (MW)
Residui Industriali (MW)
Rifiuti Solidi Urbani (MW)
Biomasse (MW)
Gas da Biomasse (MW)
1,6%
0,1%
1,0% 0,8%
1,3%
0,8%
2,7%
91,7%
Energia Prodotta da FER in Italia
Var. annua
1990
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Energia Totale (GMh)
38408
45753
51486
51451
53056
58421
58093
4,2
Idroelettrico (GMh)
35079
41907
47072
46552
47365
51777
50900
3,8
3222
3436
3762
3905
4214
4403
4705
3,9
Fotovoltaico (GMh)
4
13
14
15
16
17
18
16,2
Solare Termoelettrico (GMh)
0
0
0
0
0
0
0
Maree, Moto Ondoso (GMh)
0
0
0
0
0
0
0
Eolico (GMh)
2
9
33
118
231
403
563
75,8
Residui Industriali (GMh)
16
88
109
134
202
367
316
34,8
Rifiuti Solidi Urbani (GMh)
71
206
241
293
465
653
804
27,5
Biomasse (GMh)
12
28
48
61
69
219
221
33,8
Gas da Biomasse (GMh)
2
66
207
373
494
582
566
75,9
Geotermoelettrico (GMh)
90-00
Energia Prodotta da FER in Italia nel 1990
Idroelettrico (GMh)
Geotermoelettrico (GMh)
Fotovoltaico (GMh)
Eolico (GMh)
Residui Industriali (GMh)
Rifiuti Solidi Urbani (GMh)
Biomasse (GMh)
Gas da Biomasse (GMh)
8%
92%
Energia Prodotta da FER in Italia nel 2000
Idroelettrico (GMh)
Geotermoelettrico (GMh)
Fotovoltaico (GMh)
Eolico (GMh)
Residui Industriali (GMh)
Rifiuti Solidi Urbani (GMh)
Biomasse (GMh)
Gas da Biomasse (GMh)
0,0% 1,0%
1,4% 0,4%
0,5%
1,0%
8,1%
87,6%
La Direttiva Europea sulle FER
TWh FER 1997 % FER 1997 % FER 2010
UE
338,4
13,9
22
Italia
46,5
16
25
Belgio
0,9
1,1
6
Danimarca
3,2
8,7
29
Germania
24,9
4,5
12,5
Grecia
3,9
8,6
20,1
Spagna
37,1
19,9
29,4
Francia
66
15
21
Irlanda
0,8
3,6
13,2
Lussemburgo
0,1
2,1
5,7
Paesi Bassi
3,5
3,5
9
Austria
39
70
78,1
Portogallo
14,3
38,5
39
Finlandia
10
24,7
31,5
Svezia
72
49,1
60
Regno Unito
7
1,7
10
L’attuale Struttura del Mercato Elettrico
Formazione del Prezzo dell’Energia Elettrica
Incentivi alle FER: i Certificati Verdi (CV)
La Qualificazione degli Impianti IAFR
A seguito del D.lgs. 79/99 è stato conferito al GRTN il
compito di riconoscere la relativa qualifica agli
Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili (IAFR).
Per Fonti Rinnovabili si intendono:
• il sole;
• il vento;
• le risorse idriche;
• le risorse geotermiche;
• le maree;
• il moto ondoso;
• i prodotti vegetali, i rifiuti organici e inorganici
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Gli impianti che possono ottenere la qualifica IAFR
sono quelli entrati in funzione dopo il 1 Aprile 1999 a
seguito di:
• Potenziamento/ripotenziamento di impianti;
• Rifacimento di impianti;
• Rifacimento parziale di impianti idroelettrici e
geotermoelettrici;
• Riattivazione di impianti preesistenti;
• Nuova costruzione;
• Impianti termoelettrici operanti in co-combustione;
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Potenziamento e Ripotenziamento:
Si intende l’intervento su un impianto esistente da
almeno 5 anni tale da consentire un aumento della
producibilità dell’impianto stesso
Rifacimento di Impianti:
Si intende l’intervento su un impianto esistente da
almeno 10 anni che comporti un adeguato
miglioramento delle prestazioni, attraverso la
sostituzione o ricostruzione delle principali parti
dell’impianto (es. turbina, girante, alternatore, etc.)
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Rifacimento parziale di Impianti Idroelettrici e
geotermoelettrici:
Si intende l’intervento su un impianto esistente da
almeno 30 anni per l’idroelettrco e 15 per il geotermico,
con completa sostituzione dei gruppi turbinaalternatore esistenti con nuove macchine
Riattivazione di Impianti:
Si intende l’intervento di messa in servizio di un
impianto dismesso da oltre 5 anni
Le Categorie di intervento per gli IAFR
Nuova costruzione di Impianti:
Si intende la costruzione di nuovi impianti entrati in
funzione dopo il 1 Aprile 1999
Impianti di Co-combustione:
Si intende l’intervento su impianti termoelettrici
esistenti che dopo il 1 aprile 1999 operino in cocombustione con combustibili rinnovabili. La
produzione da fonti rinnovabili si applica solo per il
50% della nuova produzione di energia da fonte
rinnovabile
Gli Argomenti del Corso sulle FER
•
•
•
•
•
•
Elementi di Analisi Economica
Impianti Eolici
Impianti Idroelettrici
Impianti Solari Termici
Impianti Fotovoltaici
Impianti a Biomassa
Riferimenti
Chiara Palomba:
[email protected]
Daniele Cocco:
[email protected]