Ambiente, energia ed attività industriale
Ennio Macchi
Dipartimento di Energetica - Politecnico di Milano
PERCHÉ L’ENERGIA ELETTRICA E’ PIU’ CARA IN
ITALIA?
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Perché adottiamo un mix di fonti energetiche peculiare. Siamo gli
unici ad avere un parco di generazione con le due seguenti
caratteristiche:
Il ruolo delle fonti energetiche a basso costo “marginale” è limitato
La dipendenza da combustibili legati al prezzo del petrolio è
elevatissima
Perché il nostro parco termoelettrico ha luci e ombre
Luci: il complesso di grandi cicli combinati realizzato in Italia non ha
rivali al mondo in termini di rendimento
Ombre: abbiamo ancora centrali a vapore alimentate a carbone, olio
e gas del tutto obsolete
Perché siamo gravati da “oneri generali di sistema”
A2 =Attività nucleari residue
A3 = Fonti rinnovabili, CIP 6/92, ecc.
A4 = Prezzi agevolati
A5 = ricerca di sistema (PURTROPPO è da tempo sospesa…)
A6 = strended cost
Ennio Macchi
Percentuale di energia elettrica prodotta da
(carbone+nucleare) nelle principali nazioni del mondo
3
90
80
70
60
50
%
40
30
20
2003
2004 2005
10
on
do
M
25
*
EU
15
*
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Ennio Macchi
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a
C
U
SA
0
Percentuale di energia elettrica prodotta da (gas naturale+prodotti
petroliferi) nelle principali nazioni del mondo
80
1999
70
2004
60
50
% 40
30
20
10
0
Germania
Francia
Regno
Unito
Italia *
Ennio Macchi
Spagna
Svezia
EU 15
EU 25
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Evoluzione temporale del ruolo dei combustibili
fossili nella generazione elettrica Italiana
60
Carbone
50
Petrolio
Gas Naturale
40
% 30
20
10
0
1999
2005
Ennio Macchi
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Il rendimento dei cicli combinati per sola generazione
elettrica è > del rendimento equivalente in cogenerazione
Andamento temporale dei rendimenti elettrici del parco termoelettrico italiano
55
gas naturale CC
(solo energia el.)
50
45
gas naturale
(cogenerazione)
%
40
gas naturale
(solo energia el.)
prodotti petroliferi
35
30
1998
1999
2000
2001
2002
Ennio Macchi
2003
2004
2005
2006
6
QUALI AZIONI POSSIAMO INTRAPRENDERE PER
MIGLIORARE LA SITUAZIONE?
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• A breve termine
• Costruire nuove centrali a carbone di tecnologia a passo con i
tempi (sia per quanto attiene il rendimento, sia le emissioni)
• Migliorare l’efficienza energetica della cogenerazione
industriale
• Modificare, con strumenti tariffari, la curva di domanda, oggi
troppo sbilanciata
• N.B.: aumentare la produzione da fonti rinnovabili è
strategico per molti motivi, ma certo non contribuisce a
diminuire i costi di generazione
Ennio Macchi
IL PROVVEDIMENTO PIU’ URGENTE PER
DIMINUIRE I COSTI MEDI DI GENERAZIONE
Realizzare qualche migliaio di MW
di centrali a carbone ad alto
rendimento (45%) e a basso
impatto ambientale
Ennio Macchi
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Le “clean coal technologies” hanno fatto progressi
formidabili in termini di riduzione di emissioni
Ennio Macchi
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L’UNICA FONTE RINNOVABILE CHE CONTRIBUISCE IN MISURA
IMPORTANTE (14,1% NEL 2005) AL BILANCIO ELETTRICO NAZIONALE
• L’ENERGIA IDROELETTRICA
• E’ particolarmente pregiata, soprattutto quando è possibile
accumularla (impianti a bacino)
• Ruolo strategico fondamentale degli impianti di
pompaggio/turbinaggio
• PURTROPPO, NON E’ REALISTICO SPERARE IN
SIGNIFICATIVI AUMENTI DELL’ENERGIA IDROELETTRICA
NEL NOSTRO PAESE
Ennio Macchi
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I contributi di tutte le altre fonti di energia rinnovabile sono
relativamente modesti (< 10% in totale in ogni nazione europea)
9
1999
8
2004
7
6
5
%
4
3
2
1
0
Germania Francia
Regno
Unito
Italia *
Ennio Macchi
Spagna
Svezia
EU 15
EU 25
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Il trend degli ultimi anni è positivo, soprattutto per eolico (x6), RSU
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(x4) e biomassa (x3), ma non tale da indurre troppo ottimismo
6
1999
5
2005
[TWh]
4
3
2
1
0
solare
eolico
biomassa
Ennio Macchi
RSU
geotermico
biogas
E’ più che giustificato preoccuparsi dell‘aumento della
concentrazione di CO2 nell’atmosfera
Ennio Macchi
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QUALI AZIONI POSSIAMO INTRAPRENDERE PER
MIGLIORARE LA SITUAZIONE?
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• A lungo termine (se lo scenario sarà dominato dalle emissioni
di CO2)
• Rinnovabili (Serve un grande salto di qualità, che può venire solo
dalla ricerca: oggi si investe troppo poco nella ricerca di tecnologie
avanzate per la conversione delle fonti rinnovabili )
• Nucleare avanzato
• CCS (sia nuovi impianti, sia riconversione di centrali esistenti “capture
ready”?)
• Microcogenerazione
Ennio Macchi
Abbondanza di carbone
Ennio Macchi
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SEQUESTRO DELLA CO2
Impianti alimentati mediante combustibili fossili che generano idrogeno (eventualmente
anche elettricità e calore) e, invece di rilasciare
la CO2 generata in atmosfera, la rendono disponibile come flusso a sé stante, pronto per lo
stoccaggio di lungo periodo.
CARBONE
IDROCARBURI
acqua
idrogeno
elettricità
calore
CO2
Ennio Macchi
Un prototipo di impianto con sequestro
Ennio Macchi
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SONO IN PROGRAMMA MOLTI IMPIANTI DI GRANDE
TAGLIA A BREVE TERMINE, DIVERSE TECNOLOGIE
Ennio Macchi
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L’immagazzinamento geologico ha fortissime probabilità di
non restituire la CO2 catturata all’atmosfera
Ennio Macchi
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Fra gli elettrodomestici, anche un
microcogeneratore inserito nella cucina
motore Stirling
Il motore sostituisce/integra la
caldaietta domestica nella
generazione di calore 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
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Molti lavorano allo sviluppo di celle per microcogenerazione21
PEFC supplied to test
Ebara/Ballard
IHI
Toshiba/IFC
Toyota
Nuvera
Ennio Macchi
Sanyo
Nippon Oil
Matsushit
a
MHI