Introduzione alle fonti di Energia Rinnovabili I tipi di

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
z Energie convenzionali sono quelle che provengono da: Legno,
carbone, petrolio e fonti idriche
z Le Energia Alternative sono tutto ciò che non è convenzionale
z Energia Sostenibile rappresenta il consumo di energia che si può
mantenere per un tempo indefinito
z Le energie Rinnovabili sono sostenibili, al contrario le energie da
fonti fossili sono soggette ad esaurimento
z Le biomasse sono una fonte di energia rinnovabile, ma producono
CO2 ed emissioni inquinanti
z L’energia nucleare e quella geotermica pur essendo fonti
energetiche soggette ad esaurimento, sono spesso considerate fonti
rinnovabili per la loro grande abbondanza
1
Cos’è l’Energia rinnovabile?
z 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
combustione
z Queste fonti di energia sono rinnovate dal sole e sono sostenibili
z Le fonti di energia rinnovabili solare, eolico, ecc., tipicamente non
emettono CO2 e non inquinano, eccezion fatta per i processi
necessari alla costruzione dei componenti
z Le biomasse possono essere utilizzate direttamente o usate per la
generazione di combustibili gassosi sintetici (synfuel)
z 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
z L’energia da combustibile fossile è destinata ad
esaurirsi; i tempi caratteristici di formazione di
queste energie sono dell’ordine del milione di
anni!
z L’utilizzo di energie rinnovabili è inevitabile e I
nostri stili di vita dovranno cambiare
z Il passaggio a fonti di energia rinnovabili deve
avvenire molto prima di una crisi energetica per
evitare “situazioni” pericolose
2
Monochromatic emissive power of sun Ebλ,
ergs•cm-2 • s-1 • µm X 10-8
0.1
1
10
100
Monochromatic emissive power of earth Ebλ,
ergs•cm-2 • s-1 • µm-1 X 10-2
L’effetto serra
Wavelength, µm
L’effetto serra: CO2
3
Le esigenze mondiali e le Fonti
La Produzione elettrica in Italia
Costi del kWh per tipologia impiantistica (Fonte: ENEA [5])
Tipo di impianto
Impianto a carbone
Impianto ad Olio Combustibile
Impianto a Gas Naturale
Ciclo Combinato a Gas Naturale
Cogenerazione a Ciclo Combinato a
Contropressione
Cogenerazione a Ciclo Combinato a
Contropressione
Rinnovabili
Potenza
Elettrica
Costo di
Impianto
Costo di
O&M
c€/kWh
0.0
0.0
0.0
0.8
1.6
Costo del
Combusti
bile
c€/kWh
2.6
3.6
4.1
3.6
2.7
c€/kWh
0.4
0.4
0.4
0.4
0.6
Costo
Totale
Aziendale
c€/kWh
3.1
3.9
4.5
4.7
4.9
MWel
600
600
600
600
32
15
1.9
2.7
0.7
5.3
-
-
-
-
9.1
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.
4
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
5
Le Previsioni
Il Nucleare
6
La curva di Hubbert
z 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.
z 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)
RISERVE
(R)
PRODUZIONE
ANNUA (P)
R/P
Mtep
Mtep/anno
anni
PETROLIO
142000
3590
40
GAS NATURALE
135000
2180
62
CARBONE
486000
2140
227
TOTALE
763000
7910
7
DISTRIBUZIONE DELLE RISERVE
PROVATE DI COMBUSTIBILI
FOSSILI
(a fine 2000 in % del totale)
Ex URSS
6,4%
Asia e
Oceania
4,2%
Nord
America
6,1%
America
Latina
9,0% Europa
1,9%
Africa
7,1%
Paesi ad alto
Rischio di Investimento
Medio
Oriente
65,3%
PETROLIO
Ex URSS
37%
88% Petrolio
84% Gas Naturale
30% Carbone
Asia e
Oceania
7%
Asia e
Oceania
31%
Nord America
America Latina
Europa
5%
5%
4% Africa
7%
Ex URSS
23%
Medio
Oriente
35%
GAS NATURALE
CARBONE
Nord
America
26%
Medio Africa
Oriente
6%
0%
America
Latina
2%
Europa
12%
DISTRIBUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI
(a fine 2000)
Nazione
Usa
Canada
Messico
Germania
Francia
Gran Bretagna
Italia
Spagna+Portogallo
Austria+Svizzera
Benelux
Scandinav.Danimarca
Russia
Corea del Sud
Giappone
Singap.Taiwan.Malesia
Australia
Popolaz
285,91
31,08
99,11
82,34
60,91
58,79
57,93
50,33
15,36
28,76
23,96
144,75
47,34
127,21
48,93
19,47
Oil
Mtoe
894,3
89,7
80,9
127,2
92,8
77,2
92,9
88,4
25,4
76,7
45,1
122,9
105
242,6
96,8
38
Gas
Mtoe
600,7
72,6
37,9
74,3
38,5
85,1
57,2
21,5
9,8
48,8
12,5
349,6
23,6
69,7
33,6
21,6
Coal Nuclear Hydro Total Primary
Mtoe Mtoe
Mtoe Energy Mtoe
553,8 185,8
58,2
2293
30,7
17
78,6
288,7
7
2,2
5,6
133,7
84,6
37,3
5,9
329,4
12,7
98,9
15
258
36,5
19,9
1,7
220,3
13,8
10,9
174,8
26,9
14,3
7,6
158,7
3,6
6,2
17,2
62,2
16,2
10,6
0,5
152,8
11,4
20,7
47
136,7
98,5
32
37,2
640,2
49,1
27
1,2
205,8
105,3 71,3
20,5
509,4
35,8
9
3,1
178,3
49,5
3,8
112,9
Tot.Paesi Sviluppati 1182,18 2295,9 1557 1135,4 552,2 314
Resto del Mondo
4920,38 1226,6 725 1262,5 58,4 278,1
Mondo
6102,56 3522,5 2282 2397,9 610,6 592,1
5854,9
3550,1
9405
8
I PRIMI TRENTA
Energia: indice di sviluppo e
competitività
Il balzo delle tigri asiatiche
Energia: indice di sviluppo e
competitività
9
Energia: indice di sviluppo e
competitività
Surplus e deficit di energia
elettrica per regione
Energia: indice di sviluppo e
competitività
10
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
11
L’ Energie Rinnovabili
Elettricità
L’ Energie Rinnovabili
Calore
12
Libro Verde su Energie
Rinnovabili –ENEA
Futuro Energie Rinnovabili ex
Shell
13
Confronto Energie Rinnovabili Altre
Le possibilità di sviluppo
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Link interessanti
[email protected]. Wind Energy elist
[email protected]. Wind energy home powersite elist
geothermal.marin.org/ on geothermal energy
mailto:[email protected]
rredc.nrel.gov/wind/pubs/atlas/maps/chap2/2-01m.html PNNL wind energy
map of CONUS [email protected]. Elist for
wind energy experimenters
www.dieoff.org. Site devoted to the decline of energy and effects upon
population
www.ferc.gov/ Federal Energy Regulatory Commission
www.hawaii.gov/dbedt/ert/otec_hi.html#anchor349152 on OTEC systems
telosnet.com/wind/20th.html
dataweb.usbr.gov/html/powerplant_selection.html
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