introduzione alle fonti di energia rinnovabili · zle fonti di energia rinnovabili solare, eolico,...

1

Introduzione alle fonti di Energia Rinnovabili

Arturo de Risi,Università degli Studi di Lecce

Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica

I tipi di Energia

Energie convenzionali sono quelle che provengono da: Legno, carbone, petrolio e fonti idricheLe Energia Alternative sono tutto ciò che non è convenzionaleEnergia Sostenibile rappresenta il consumo di energia che si puòmantenere per un tempo indefinitoLe energie Rinnovabili sono sostenibili, al contrario le energie da fonti fossili sono soggette ad esaurimentoLe biomasse sono una fonte di energia rinnovabile, ma producono CO2 ed emissioni inquinantiL’energia nucleare e quella geotermica pur essendo fonti energetiche soggette ad esaurimento, sono spesso considerate fonti rinnovabili per la loro grande abbondanza

2

Cos’è l’Energia rinnovabile?

I sistemi utilizzanti fonti di energia rinnovabile di solito trasformano l’energia solare e le sue fonti alternative primarie (vento, fonti idriche) di solito senza produrre inquinanti a seguito di processi di combustioneQueste fonti di energia sono rinnovate dal sole e sono sostenibiliLe fonti di energia rinnovabili solare, eolico, ecc., tipicamente non emettono CO2 e non inquinano, eccezion fatta per i processi necessari alla costruzione dei componentiLe biomasse possono essere utilizzate direttamente o usate per la generazione di combustibili gassosi sintetici (synfuel)Bisogna tener presente che I processi di combustione in genere producono “gas con effetto serra” che si ritengono responsabili di importanti cambiamenti climatici (global warming), pertanto la combustione di biomasse deve essere valutata attentamente.

Considerazioni Energetiche

L’energia da combustibile fossile è destinata ad esaurirsi; i tempi caratteristici di formazione di queste energie sono dell’ordine del milione di anni!L’utilizzo di energie rinnovabili è inevitabile e I nostri stili di vita dovranno cambiareIl passaggio a fonti di energia rinnovabili deve avvenire molto prima di una crisi energetica per evitare “situazioni” pericolose

3

L’effetto serra

Mono

chro

matic

emiss

ive p

ower

of e

arth

Ebλ

, er

gs•c

m-2

•s-1

•µm

-1X

10-2

Mono

chro

matic

emiss

ive p

ower

of s

un Ebλ

, er

gs•c

m-2

•s-1

•µm

X 10

-8

Wavelength, µm

0.1 1 10 100 Mono

chro

matic

emiss

ive p

ower

of e

arth

Ebλ

, er

gs•c

m-2

•s-1

•µm

-1X

10-2

Mono

chro

matic

emiss

ive p

ower

of s

un Ebλ

, er

gs•c

m-2

•s-1

•µm

X 10

-8

Wavelength, µm

0.1 1 10 100

L’effetto serra: CO2

4

Le esigenze mondiali e le Fonti

Costi del kWh per tipologia impiantistica (Fonte: ENEA [5])

La Produzione elettrica in Italia

I costi dei combustibili considerati sono: olio combustibile 15,5 c€/kg, gas naturale 17,04 c€/Nm3, carbone 7,75 c€/kg.

BIBLIOGRAFIA E FONTI DEI DATI

[1] BP Statistical Review of world energy, June 2002, www.bp.com/centres/energy

[2] Autorità per l'Energia Elettrica ed il Gas, "Relazione Annuale sullo stato dei servizi e sull'attività svolta", presentazione del Presidente dell'Autorità, 4 Luglio 2002, Roma, www.autorita.energia.it

[3] International Energy Agency, “Key World Energy Statistics from IEA”, 2001 edition, France, www.iea.org.

Tipo di impianto Potenza Elettrica

Costo di Impianto

Costo del Combusti

bile

Costo di O&M

Costo Totale

Aziendale MWel c€/kWh c€/kWh c€/kWh c€/kWh

Impianto a carbone 600 0.0 2.6 0.4 3.1 Impianto ad Olio Combustibile 600 0.0 3.6 0.4 3.9 Impianto a Gas Naturale 600 0.0 4.1 0.4 4.5 Ciclo Combinato a Gas Naturale 600 0.8 3.6 0.4 4.7 Cogenerazione a Ciclo Combinato a Contropressione

32 1.6 2.7 0.6 4.9

Cogenerazione a Ciclo Combinato a Contropressione

15 1.9 2.7 0.7 5.3

Rinnovabili - - - - 9.1

5

La Produzione elettrica in Italia

La Produzione elettrica in Italia

La produzione di energia elettrica nel 2001 è pari a 327372 GWh. Le biomasse e rifiuti con 2600 GWh contribuiscono a circa 0.8% del totale

6

Le Previsioni

Il Nucleare

7

La curva di Hubbert

Dr. M. King Hubbert, geofisico, ha pubblicato la sua previsione che il massimo della produzione di petrolio si sarebbe avuto negli anni 70. Successivamente altri ricercatori hanno stimato il picco di massima produzione nella prima decade del 21° secolo.Dopo tale picco il costo del petrolio è destinato ad aumentare per la sua scarsità e le difficoltà di estrazione.

www.hubbertpeak.com/midpoint.htm

RISERVE PROVATE DI COMBUSTIBILI FOSSILI E LORO DURATA CONVENZIONALE (2000)

7910763000TOTALE

2272140486000CARBONE

622180135000GAS NATURALE

403590142000PETROLIO

anniMtep/annoMtep

R/PPRODUZIONE ANNUA (P)

RISERVE(R)

7910763000TOTALE

2272140486000CARBONE

622180135000GAS NATURALE

403590142000PETROLIO

anniMtep/annoMtep

R/PPRODUZIONE ANNUA (P)

RISERVE(R)

8

DISTRIBUZIONE DELLE RISERVE PROVATE DI COMBUSTIBILI

FOSSILI (a fine 2000 in % del totale)

PETROLIO

Asia e Oceania

4,2%

America Latina9,0%

Ex URSS6,4%

Nord America

6,1%Europa

1,9%

Medio Oriente65,3%

Africa7,1%

GAS NATURALEMedio

Oriente35%

Asia e Oceania

7%

Nord America

5%

America Latina

5%Africa

7%

Europa4%

Ex URSS37%

CARBONE

Medio Oriente

0%

Asia e Oceania

31%

Nord America

26% America Latina

2%

Africa6%

Europa12%

Ex URSS23%

88% Petrolio84% Gas Naturale30% Carbone

Paesi ad alto Paesi ad alto Rischio di InvestimentoRischio di Investimento

9405592,1610,62397,922823522,56102,56Mondo3550,1278,158,41262,57251226,64920,38Resto del Mondo5854,9314552,21135,415572295,91182,18Tot.Paesi Sviluppati112,93,8-49,521,63819,47Australia178,33,1935,833,696,848,93Singap.Taiwan.Malesia509,420,571,3105,369,7242,6127,21Giappone205,81,22749,123,610547,34Corea del Sud640,237,23298,5349,6122,9144,75Russia136,74720,711,412,545,123,96Scandinav.Danimarca152,80,510,616,248,876,728,76Benelux62,217,26,23,69,825,415,36Austria+Svizzera

158,77,614,326,921,588,450,33Spagna+Portogallo174,810,9-13,857,292,957,93Italia220,31,719,936,585,177,258,79Gran Bretagna2581598,912,738,592,860,91Francia

329,45,937,384,674,3127,282,34Germania133,75,62,2737,980,999,11Messico288,778,61730,772,689,731,08Canada229358,2185,8553,8600,7894,3285,91Usa

Total PrimaryEnergy Mtoe

HydroMtoe

NuclearMtoe

CoalMtoe

GasMtoe

OilMtoe

PopolazNazione

9405592,1610,62397,922823522,56102,56Mondo3550,1278,158,41262,57251226,64920,38Resto del Mondo5854,9314552,21135,415572295,91182,18Tot.Paesi Sviluppati112,93,8-49,521,63819,47Australia178,33,1935,833,696,848,93Singap.Taiwan.Malesia509,420,571,3105,369,7242,6127,21Giappone205,81,22749,123,610547,34Corea del Sud640,237,23298,5349,6122,9144,75Russia136,74720,711,412,545,123,96Scandinav.Danimarca152,80,510,616,248,876,728,76Benelux62,217,26,23,69,825,415,36Austria+Svizzera

158,77,614,326,921,588,450,33Spagna+Portogallo174,810,9-13,857,292,957,93Italia220,31,719,936,585,177,258,79Gran Bretagna2581598,912,738,592,860,91Francia

329,45,937,384,674,3127,282,34Germania133,75,62,2737,980,999,11Messico288,778,61730,772,689,731,08Canada229358,2185,8553,8600,7894,3285,91Usa

Total PrimaryEnergy Mtoe

HydroMtoe

NuclearMtoe

CoalMtoe

GasMtoe

OilMtoe

PopolazNazione

DISTRIBUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI (a fine 2000)

9

I PR

IMI

TREN

TA

Energia: indice di sviluppo e competitività

Il ba

lzo

delle

tigr

i asi

atic

he

Energia: indice di sviluppo e competitività

10

Surplus e deficit di energia elettrica per regione

Energia: indice di sviluppo e competitività

Energia: indice di sviluppo e competitività

11

La non gestione del problema energia

Se non sapremo gestire l’energia razionalmente a breve essa avrà un costo che non potremo più affrontare!

Le Energie Rinnovabili

12

L’ Energie Rinnovabili Elettricità

L’ Energie Rinnovabili Calore

13

Libro Verde su Energie Rinnovabili –ENEA

Futuro Energie Rinnovabili ex Shell

14

Confronto Energie Rinnovabili -Altre

Le possibilità di sviluppo

15

Link interessanti

awea-windnet@yahoogroups.com. Wind Energy elistawea-wind-home@yahoogroups.com. Wind energy home powersite elistgeothermal.marin.org/ on geothermal energymailto:energyresources@egroups.comrredc.nrel.gov/wind/pubs/atlas/maps/chap2/2-01m.html PNNL wind energy map of CONUS windenergyexperimenter@yahoogroups.com. Elist for wind energy experimenterswww.dieoff.org. Site devoted to the decline of energy and effects upon populationwww.ferc.gov/ Federal Energy Regulatory Commissionwww.hawaii.gov/dbedt/ert/otec_hi.html#anchor349152 on OTEC systemstelosnet.com/wind/20th.htmldataweb.usbr.gov/html/powerplant_selection.html