21 NOVEMBRE 2007
PARCO APUANE - SERAVEZZA
RELATORE :
Ing. Francesco Girardi
ALERR Foundation
Agenzia Lucchese Energia Recupero Risorse
FONTI
ENERGETICHE
RINNOVABILI
E
POSSIBILITA’ DI DIFFUSIONE SUL TERRITORIO
LUCCHESE
Le fonti di energia rinnovabile non dipendono dai
combustibili
Le fonti di energia rinnovabili sono :
idroelettrica
biomassa
energia solare
energia dalle maree
energia dalle onde
energia eolica
A tale proposito si deve ricordare che il 99% dell’energia presente sul
nostro pianeta proviene dall’esterno e soprattutto dal sole, sottoforma
di radiazione
Le riserve di combustibile (“interne”) sono limitate e sono sempre più care
(e non solo economicamente…)
Rinnovabili per vocazione?!?
Obiettivi da protocollo di Kyoto
ENERGIA TERMICA : emissioni di CO2 complessive
tipiche di una città di 100.000 ab. (anni 1991/2003)
totali emissioni CO2
18000,0
16000,0
14000,0
tonnellate
12000,0
10000,0
8000,0
6000,0
4000,0
2000,0
0,0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
anni
3 TonnellateEquivalentiPetrolio= 1 Tonnellata CO2
ENERGIA TERMICA : consumi % combustibili
CONSUMI PERCENTUALI COMBUSTIBILI
80,0%
70,0%
60,0%
50,0%
40,0%
30,0%
20,0%
10,0%
0,0%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
annualità 1991/2003
altri
gasolio
gas
10 11
12 13
teleriscaldamento
gas
altri
%
Impieghi di fonti rinnovabili nelle regioni
italiane, in kTEP (=1000 TEP) (2003)
11
12
29 16
33
62
329
16
31
192
25
89
205
22
79
31
33
45
36
45
Piemonte
Valle d'Aosta
Lombardia
Trentino A.A.
Veneto
Friuli V.G.
Liguria
Emilia Romagna
Toscana
Umbria
Marche
Lazio
Abruzzo
Molise
Campania
Puglia
Basilicata
Calabria
Sicilia
Sardegna
Energia Eolica
Sfruttata fin dall'antichità per la navigazione e il pompaggio dell'acqua.
Il primo esempio di mulino eolico compare nel 644 a.c. In Persia
In Europa fanno la loro prima apparizione intorno al 1200.
Energia Eolica
Una torre eolica ha lo scopo di estrarre l'energia cinetica del vento per
convertirla in energia meccanica o elettrica.
E' fondamentale l'attenta progettazione fluidodinamica del profilo alare
delle pale del generatore.
Gli aerogeneratori possono essere suddivisi per caratteristiche:
Costruttive
● Ad asse verticale
● Ad asse orizzontale
Di funzionamento
● A portanza (forza sollevamento)
● A resistenza (attrito)
● Sopravento
● Sottovento
Energia Eolica
Impianti ad asse orizzontale
Impianti ad asse verticale
Energia Eolica
L'installazione di una torre eolica necessita di almeno un anno di raccolta
dati mediante l'utilizzo di una torre anemologica sul sito ritenuto idoneo.
Dalle informazioni raccolte verrà individuata il tipo e la taglia
dell'aerogeneratore da installare.
Il costo di questa tecnologia si attesta intorno a 1000 euro/kWp per i
grandi impianti.
L'Alerr ha sviluppato la Caratterizzazione eolica della provincia di Lucca
con la collaborazione di LAMMA e ENEA.
Mini eolico
da 400 W a 20 kW
IL DIAMETRO DEI ROTORI È DI CIRCA 2-2,5 m E HANNO UNA POTENZA DI PICCO DI 1,5-1,6 kW.
SONO MACCHINE AD ASSE ORIZZONTALE, A TRE PALE (DI SOLITO IN FIBRA DI VETRO E NON
ORIENTABILI) E CON TORRE DI SOSTEGNO TUBOLARE CON ALTEZZE VARIABILI DA 9 A 32 m.
LA VELOCITÀ MINIMA DEL VENTO NECESSARIA AL FUNZIONAMENTO DI QUESTE MACCHINE È DI 3 m/s.
LA VELOCITÀ MASSIMA DI FUNZIONAMENTO È DI 55 m/s. IL FUNZIONAMENTO PUÒ SUPERARE LE
6.000 ORE ALL’ANNO.
Produzione media
[kWh]
giornaliera mensile annuale
Vcel. Media vento
m/s
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
1,9
2,8
3,9
5,1
6,4
7,7
8,9
55
85
115
155
195
235
270
680
1010
1410
1850
2320
2790
3260
Energia da biomasse
Con il termine biomassa solitamente si indica un vasto insieme di materiali di natura vegetale
estremamente eterogenea.
 colture energetiche (dedicate) sia arboree che erbacee (ad esempio, Short Rotation Forestry);
 residui agricoli, agroindustriali, artigianali, industriali, civili (esempi: paglia, sansa di oliva,
legna vecchia, vinacce, buccette, gusci di frutta secca, stocchi di mais, lolla di riso, particolari
frazioni di rifiuti urbani (RU) e di rifiuti assimilabili agli urbani (A));
 residui forestali, legna da ardere, altri prodotti ligneo-cellulosici puri.
COME VIENE UTILIZZATA?
 Attraverso dei processi di trasformazione a carico
di frazioni più fermentescibili :
digestione anaerobica, digestione aerobica, pirolisi, fermentazione
alcolica,…
Da essi si ricavano dei combustibili (biodiesel, bioetanolo, metano, ecc.)
che verranno successivamente utilizzati in impianti per la produzione di
energia elettrica e/o energia termica.
 Attraverso combustione diretta :
di scarti (p.es. paglia, cippati,…) ricavati dalla lavorazione del legno
Da essi si ricavano calore da immettere in reti di distribuzione centralizzate
cittadine e/o vapor acqueo da far espandere in turbine
Biomasse fermentescibili
Bovini da latte
circa 420 capi
Vdig = 720 m3
Cogeneratore
70kWe
Investimento circa
270.000 €
Cogenerazione da biomasse
energia termica + energia elettrica
BENEFICI ECONOMICI
 Dipendono molto dall’opportunità di reperire in
prossimità della “stufa” o “caldaia” materie prime
BENEFICI AMBIENTALI
 La biomassa è un combustibile, l'anidride carbonica
che emette quando brucia è pari a quella assorbita
dalla pianta durante la sua crescita prima di essere
tagliata e può essere riassorbita da una nuova pianta
che cresce in modo da creare un ciclo ad “eccesso di
CO2” nullo.
Energia Geotermica
Consiste nel calore endogeno liberato da attività di isotopiche
in profondità.
Conosciuta sin dall'antichità (terme).
Prima applicazione fatta dal Principe Piero Ginori Conti a
Larderello nel 1904: si accendono 5 lampadine.
Attualmente in Toscana sono presenti 32
centrali per 790 Mwp,
con una produzione annua pari a 5400
GWh
Energia Geotermica
Applicazioni principali
Produzione energia elettrica: pozzi ad alta entalpia
Svantaggi
● emissione di CO2,acido solfidrico e acido borico
in atmosfera
● rischio di subsidenza
Teleriscaldamento, pozzi a bassa entalpia
Piancastagnaio, acqua a 92 °C, 250.000mq di serre
Ferrara, acqua a 102°C, teleriscaldamento cittadino
Geotermia a scala casalinga
Pompe di calore geotermiche
(terra-aria)
MICRO-IDROELETTRICO PER
PRODURRE
ELETTRICITÀ DALL'ACQUA
(flussi fluviali)
 La variabilità dei costi di investimento è una caratteristica sia dei
grandi che dei piccoli impianti idroelettrici, in quanto è legata
all’entità delle opere civili necessarie alla realizzazione dello
sbarramento e delle opere di adduzione. Per queste ragioni, in
Italia, il costo unitario di investimento può variare tra 1.500 e 2.500
€/kW installato. I costi operativi sono in genere compresi tra il 2%
e il 3% del costo di investimento, per un numero di ore equivalenti
di produzione pari a circa 3.700. Sotto queste ipotesi il costo di
produzione è compreso tra 4,5 e 11 c€/kWh (Fonte ENEA).
Applicazioni mini-idro
Se si ha la disponibilità di un corso d'acqua, tali impianti servono a
produrre energia sia per utenze isolate (le aree montane
difficilmente raggiungibili o non servite della rete nazionale,
piccole comunità locali, fattorie o alberghi isolati) che utenze
collegate alla rete.
Un altro settore di applicazione è quello del recupero energetico
nelle applicazioni idrauliche.
Ogni volta che ci si trova di fronte a sistemi di tipo dissipativo,
quali sono ad esempio punti di controllo o di regolazione della
portata con presenza di salti (vasche di sconnessione, sfioratori,
paratoie,…), è possibile installare una turbina per il recupero
energetico della corrente.
Problemi :
 Inserimento ambientale (ricerca di idonei salti, canali larghi,etc)
 Inserimento urbano
 DMV
Dal grande …al piccolo
Distributori e società di vendita di energia al dettaglio
Precisi obblighi anche per gli operatori del settore :
- astenersi da attività che possano impedire la richiesta e la prestazione dei
servizi energetici o ostacolare lo sviluppo dei relativi mercati;
- garantire la disponibilità al cliente finale e la promozione di diagnosi
energetiche competitive sotto il profilo dei prezzi;
- effettuate autonomamente di misure di miglioramento dell'efficienza
energetica;
- comunicare a richiesta le informazioni statistiche aggregate sui loro clienti
finali alle autorità o agenzie competenti.
Misure finanziarie ed incentivi
Gli Stati membri devono eliminare le misure che impediscono o limitano
inutilmente o in modo sproporzionato l'uso di strumenti finanziari a fini di
risparmio energetico nel mercato dei servizi energetici. Essi devono altresì
sopprimere i sistemi di incentivi nelle tariffe per la trasmissione e la
distribuzione, che aumentano inutilmente il volume di energia distribuita o
trasmessa. Sono fatti salvi i fondi per sovvenzionare la fornitura di
programmi di miglioramento dell'efficienza energetica e di altre misure di
miglioramento dell'efficienza energetica e per promuovere lo sviluppo di un
mercato di dette misure.
Anche l’Italia c’è :
CERTIFICATI VERDI
 Certificazione di produzione che il Gestore della Rete di
Trasmissione Nazionale (GRTN) emette a favore dei
produttori di energia rinnovabile in ragione di
50MWh/anno
 Definiscono ufficialmente ed univocamente la quantità di
energia rinnovabile prodotta da ciascun impianto.
 I produttori e gli importatori di energia elettrica, a
decorrere dal 2001, hanno l'obbligo di immettere nel
sistema elettrico nazionale, nell'anno successivo, una
quota di energia prodotta da impianti da fonti rinnovabili
pari al 2% della loro produzione (o importazione) .
 Essi potranno adempiere a questo obbligo costruendo e
gestendo impianti alimentati da fonti rinnovabili oppure
acquistando certificati verdi dalle aziende che ne
dispongono.
 Il prezzo dei certificati è determinato dall'incontro tra la
domanda e l'offerta degli stessi
TITOLI DI EFFICIENZA
ENERGETICA (TEE)
 Ogni distributore di energia ( elettrica o gas)
ha l’obbligo di determinare la riduzione del
consumo energetico attraverso iniziative
specifiche. Gli effetti di tali iniziative sono
attestati dai Titoli di Efficienza Energetica;
 Le iniziative possono essere anche promosse
da ESCO;
 I TEE sono negoziabili e il mancato
raggiungimento dell’ obiettivo di cui sopra è
sanzionato ;
Delibera AEEG n.70/2005
(Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas)
 installazione di dispositivi e soluzioni impiantistiche per la
valorizzazione delle fonti rinnovabili presso gli utenti finali con
produzione di TEE in base al RSL (t.e.p/anno/W) calcolato
 Impiego di impianti alimentati a biomassa per la produzione di calore
 Impiego di pannelli solari per la produzione di acqua calda
 Uso del calore geotermico a bassa entalpia e del calore da impianti
cogenerativi, geotermici o alimentati da prodotti vegetali e rifiuti organici
e inorganici, per il riscaldamento di ambienti e per la fornitura di calore in
applicazioni civili
 Impiego di impianti fotovoltaici di potenza elettrica inferiore a 20 kW
 ….
FINANZIARIA 2007 :
DETRAZIONI FISCALI PER INCENTIVARE LO SFRUTTAMENTO DELLE
FONTI RINNOVABILI E L’EFFICIENZA ENERGETICA
55 per cento di detrazione
fiscale in tre anni
Il finanziamento previsto nella Finanziaria per le installazioni effettuate nel
2007 riguarda :
 pannelli solari per la produzione di acqua calda per usi domestici o
industriali e per la copertura del fabbisogno di acqua calda in piscine,
strutture sportive, case di ricovero e cura, istituti scolastici e università :
fino 60 mila euro
ALTRI CONTRIBUTI PER
L’EFFICIENZA ENERGETICA
 riduzione del fabbisogno energetico totale,
efficienza del condizionamento estivo e
dell’illuminazione, per i nuovi edifici o complessi di
edifici, di volume superiore a 10.000 metri cubi:
55% di contributo
 sostituzione di frigoriferi, congelatori e loro
combinazioni con analoghi apparecchi di classe
energetica non inferiore ad A+: detrazione 20% in
unica rata, fino a 200 euro
 efficienza della illuminazione interna ed esterna
di esercizi commerciali: ulteriore deduzione del
36% dal reddito d’impresa
 acquisto o sostituzione di motori elettrici ad alta
efficienza: detrazione 20% in rata unica, fino a 1500
euro
ENERGIA FOTOVOLTAICA :
NATURALE COME IL …SOLE !!!
FOTOVOLTAICO
OBBLIGATORIO
SUI NUOVI EDIFICI
Permesso di costruire nuovi edifici subordinato alla installazione di
pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica, nella misura di
almeno 0.2 kW per ciascuna unità abitativa compresa nell’edificio
FORMIDABILE STRUMENTO PER LO
SVILUPPO DEL SETTORE !!!
“conto energia”
 Decreto Ministeriale 19/2/2007 : incentivazione del
fotovoltaico (impianti connessi in rete), secondo il
principio del “conto energia”
 Incentivi variabili da 0.36 a 0.49 €/kWh in
base al tipo d’integrazione architettonica
possibile
 Ritorno dell’investimento: intorno a 7-11 anni
Energia dal sole: termico e fotovoltaico
L'energia solare è la fonte di energia primaria per eccellenza.
Ogni anno il sole irradia sulla terra 19.000 miliardi di tep (tonnellate
equivalenti petrolio) mentre la domanda annua di energia è di circa 8
miliardi di tep.
Tutta l' energia che oggi utilizziamo ha origine dall'irradiamento
solare, compresi i combustibili fossili.
L’energia solare può essere utilizzata sia in modo diretto (solare
termico) che in modo indiretto (solare fotovoltaico).
Irraggiamento solare in Italia
30
Solar Radiation on a
horizontal surface
(MJ/m2)
25
MJ/mq
Catania
Roma
Torino
20
15
10
5
0
1
2
1kWh = 3,6 MJ = 860 kCal
3
4
5
6
7
8
9
10
11
MESI
12
Solare termico
Efficienza dei collettori solari termici
In Italia ogni m2 consente di
risparmiare circa 50 kg di
petrolio ed evitare l’immissione
in atmosfera di 180 kg di CO2
Rendimento di alcuni collettori solari : rendimenti per irraggiamenti decrescenti
gomma senza vetro
piano con un vetro
tubi sotto vuoto
100%
90%
80%
rendimento di tre tipi di
collettori di prestazioni e costo
molto diversi
• in gomma sintetica senza vetro
• piano con un vetro
• a tubi sotto vuoto
rendimento
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
Irraggiamento decrescente
0%
0
0,02
0,04
0,06
0,08
DT / I
0,1
0,12
[m2 * K/ W]
0,14
0,16
0,18
0,2
Solare termico
Collettori solari
 Insolazione media Italia
: 500-1000 kWh/m2
 Rendimento di conversione
 Ritorno dell’investimento
: 60 – 80 %
: 3 – 5 anni
Solare termico di prima generazione
Sono i primi ad essere stati installati, costano poco e servono
quasi esclusivamente per l’acqua calda sanitaria. Poiché si
raffreddano facilmente nel serbatoio viene posta una resistenza
elettrica per sopperire alle carenze energetiche e di efficienza.
Solare termico integrato
Schema di funzionamento
Esempio d’installazione
Solare termico sottovuoto (ultima generazione)
1)Massimo rendimento da tubi
sottovuoto in cui circola un
liquido con alto calore specifico;
2) Possibilità di utilizzo con
diverse inclinazioni del tetto.
Energia dal sole: fotovoltaico
L'effetto fotovoltaico consiste nella trasformazione della luce in energia
elettrica.
E’ noto fin dal secolo scorso, quando si scoprì che era possibile
trasformare direttamente l'energia solare in energia elettrica tramite
una cella elettrolitica senza passare per processi termodinamici. La
prima applicazione commerciale si ebbe nel 1954 negli Stati Uniti,
quando i laboratori Bell realizzarono la prima cella fotovoltaica
utilizzando il silicio monocristallino.
Energia dal sole: fotovoltaico
Energia dal sole: fotovoltaico
Energia dal sole: fotovoltaico
Il fotovoltaico offre enormi vantaggi :
•Completamente rispettoso dell’ambiente
•Sfrutta una forma d’energia molto delocalizzata il che permette di produrre energia là dove serve
•Non dipende da alcuna forma primaria di energia
•Produce una forma di energia di tipo “nobile”
Il costo dipende dal metodo di produzione
(crescita cristallina)
Delibera AEEG n. 90 del 13/4/2007
in attuazione del Decreto 19/2/2007
 Presentazione del progetto preliminare agli ENTI deputati alle
autorizzazioni per la costruzione, la connessione in rete e all’esercizio
dell’impianto FV (Comune – ENEL – Provincia)
 Vengono fissate precise cadenze temporali per effettuare le varie
presentazioni e le modalità con cui effettuarle
 L’ENEL deve rispondere entro 30 gg dalla presentazone del progetto
preliminare con un preventivo di connessione dettagliato di tutte le voci
previste per rendere sicura e a norma la connessione dell’impianto alla
rete di distribuzione locale
 Il GSE (Gestore dei Servizi Elettrici) interviene dopo la realizzazione
dell’impianto e il suo collaudo e ne verifica la rispondenza a normative
tecniche europee (CEI - UNI ) :
 Se l’impianto è realizzato secondo gli standard tecnici e di sicurezza elencati dal
Ministero, dall’ AEEG, dall’ENEL allora viene riconosciuta la tariffa incentivante
all’energia prodotta dall’impianto FV
Ultimissima frontiera:
solare a concentrazione
Concentratori solari fotovoltaico
con o senza solare termico
Concentratori solari fotovoltaico + solare termico
……..GRAZIE PER L’ATTENZIONE…
E LA PAZIENZA.
ALERR - Agenzia Lucchese Energia e Recupero Risorse
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