1. Il solare termodinamico in Sardegna: una prospettiva concreta per l'approvvigionamento energetico Dott. Manuel Floris manuelfloris@yahoo.itSesto salone orientamento Oristano 11 dicembre 2013

2. Il Problema Energia 3. IntroduzioneI consumi energetici oggi e la riduzione della CO2 Quanta energia proviene dal Sole? Le riserve di Energia Da Archimede a oggi: Il solare termodinamico a concentrazione L'utilizzo delle energie 4. I consumi energetici oggi in ItaliaLa domanda di energia varia nell'arco delle 24 ore 5. I consumi energetici oggi in Italia Le principali fonti di energia in Italia sono i combustibili fossili (carbone, metano, petrolio) 6. I consumi energetici oggi in Italia 7. L'emissione della CO2 e l'effetto serra L'utilizzo delle fonti fossili incrementa la CO2 in atmosfera e la comunit scientifica mondiale ritiene che questa sia la causa del progressivo aumento dell'effetto serra, con il conseguente aumento Dobbiamo ridurre le emissioni di CO2 del della temperatura pianeta cambiando le nostri fonti energetichecambiando le nostri fonti energetiche 8. Quanta energia proviene dal Sole?In ogni secondo arriva dal Sole un flusso di energia per unit di tempo e superficie pari a: 1,4 KW/m2 9. Quanta energia proviene dal Sole?Circa il 50% dell'energia viene assorbita o riflessa dall'atmosfera 10. Quanta energia proviene dal Sole? Energia Solare disponibile in ogni secondo: 89.000 TW Energia consumata in ogni secondo dall'umanit (2004): 15 TW Energia Solare disponibile(87% dasecondo in ogni fonti fossili) circa 6000 11. Quanta energia proviene dal Sole?L'energia Solare causa i moti atmosferici, e indirettamente attraverso i venti sono disponibili in ogni secondo: Energia del vento disponibile in ogni 870 TW secondo circa 60 12. Riserve di energiaLe riserve mondiali di Energia da fonti non rinnovabili sono pari a l'Energia Solare che arriva 1GToe=11630TWh al suolo in 4 mesi! 13. Riserve di energia L'Energia Solare la fonte di energia pi abbondante sulla Terra, dobbiamo trovare un modo efficiente di sfruttarla! 14. Solare fotovoltaico Il Sole emette fotoni con un'energia e=hv. Quando arrivano sui pannelli fotovoltaici, vengono catturati e convertiti in energia elettrica.Il pannello solare fotovoltaico produce corrente elettrica solo quando c' il Sole, senza luce non si produce corrente elettrica 15. L'analisi dei dati acquisiti 16. Archimede e la concentrazione della Radiazione Solare212 A.C. , la flotta romana assedia Siracusa e i Greci per difendersi utilizzano un arma ideata da Archimede: gli specchi ustori. Sono specchi parabolici che concentrano la radiazione solare. 17. La concentrazione della Radiazione Solare La radiazione solare attraversando l'atmosfera viene in parte riflessa e diffusa.La radiazione che arriva direttamente dal Sole viene chiamata Radiazione Solare Diretta ed possibile concentrarla attraverso specchi o lenti. 18. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)Collettori parabolici lineari (Parabolic Trough)Sistemi a ricevitore centrale (torre)Collettori lineari di Fresnel (CLFR)Collettori parabolici circolari (Dish stirling) 19. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)Efficienza del siste 14-16% 20. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP) 21. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP) 22. Vantaggi: Stoccaggio dell'energia (3-16 ore in assenza di Sole) Adatto per produzione di elevate potenze Materiali utilizzati facilmente reperibili Durata degli impianti 20-30 anni Bassi costi di smaltimento dell'impianto Tecnologia e ricerca Made in ItalySvantaggi: Svantaggi Tecnologia economicamente conveniente per valori di insolazione diretta maggiori di 1700 kWh/m2 per anno 23. Il solare termodinamico a concentrazione:dove?Da uno studio preliminare dell'ENEL effettuato negli anni '90, Sardegna e Sicilia hanno le caratteristiche giuste per ospitare impianti a Solare Termodinamico a Concentrazione* 24. La radiazione solare a terra Le grandezze osservabili Radiazione solare Diretta DNI: la densit di flusso della radiazione solare per unit di superficie ricevuta su un piano perpendicolare alla direzione del Sole Radiazione solare Diffusa Orizzontale DHI: la densit di flusso della frazione della radiazione solare che urta contro le molecole e le polveri, venendo riflessa in tutte le direzioni Radiazione solare Globale Orizzontale GHI: la densit di flusso della radiazione solare per unit di superficie ricevuta su un piano orizzontale e rappresenta la somma della DNI con la radiazione solare diffusa.GHI =DNIcos z DHI 25. Il solare termodinamico a concentrazione:dove?Le recenti campagne di misura effettuate dal CRS4 per conto di Sorgenia ed Ottana Energia, e gli studi finanziati dalla R.A.S.*, hanno migliorato le stime sulla radiazione solare diretta in tutta la Sardegna La Sardegna pu ospitare impianti CSP!!* 26. Il solare termodinamico a concentrazione:i costiDati del 2009 27. Il solare termodinamico a concentrazione:i costi 28. La ricerca scientifica e tecnologica permetteranno un dimezzamento dei costi dell'energia elettrica prodotta dagli impianti CSP entro il 2020 29. Superfici occupate per la produzione di energia elettrica con impianti solari termodinamici a concentrazione 30. I consumi energetici in Sardegna oggiLa chiusura di Alcoa ha portato ad un calo del 22% dei consumi energetici 31. Produzione energetica in Sardegna: potenza installata 32. Sintesi dei principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna Z.I. Macchiareddu - CA (Sorgenia): 55 MWe, Parabolico lineare con olio diatermico (Campo solare) e Sali fusi (Accumulo) Giudizio negativo su compatibilit ambientale (D.G.R. 52/41 23dic2011) Z.I. Ottana NU (Enas - sperimentale): 600 kWe, Fresnel con olio diatermico (Campo solare e Accumulo) Giudizio positivo su compatibilit ambientale (D.G.R. 20/33 15mag2012) Cossoine Giave - SS (EnergoGreen Renewables): 30 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilit a VIA, sottoposto a VIA (D.G.R. 48/37 11dic2012) Villasor - CA (EnergoGreen Renewables): 50 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilit a VIA, sottoposto a VIA (D.G.R. 5/25 29gen2013) Gonosfandiga Guspini - VS (Energo Green Renewables): 50 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilit a VIA, non disponibile parere Servizio S.A.V.I. Bonorva SS (EnergoGreen Renewables - Sunwise Capital): 50 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilit a VIA (non disponibili pubblicamente info ufficiali) Vallermosa - CA (Sardinia Green Island): 20 MWe, Torre Solare con Sali fusi (Ricevitore e Accumulo) Presentata istanza di AU (non disponibili pubblicamente info ufficiali)Nota: elenco elaborato sulla base di informazioni pubblicamente disponibili 33. I principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna Villasor - CA (EnergoGreen Renewables) [Fonte:www.sardegnaambiente.it ] Potenza elettrica: 50 MWe Stima produzione energia elettrica: 195.000 MWh/a Area occupata dallimpianto: 237 ettari Campo Solare: Collettori parabolici lineari ( 749.000 m2 di sup. riflettente) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi Accumulo: Miscela Sali Fusi ( 10 ore) Riscaldamento ausiliario: BiomassePresentata istanza di assoggettabilit a VIA, sottoposto a VIA (D.G.R. 5/25 29gen2013)(Simulazione vista impianto Fonte: www.energogreen.com) 34. I principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna Vallermosa - CA (Sardinia Green Island) [Fonte: www.sardiniapost.it ] Potenza elettrica: 20 MWe ? Stima produzione energia elettrica: 100.000 MWh/a Area occupata dallimpianto: 137 ettari Campo Solare: eliostati con torre solare ( 200 m) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ? Accumulo: Miscela Sali Fusi ? Riscaldamento ausiliario: biomassa ?(Foto aerea impianto di riferimento Torresol - Gemasolar Fonte: Torresol )Non sono disponibili pubblicamente informazioni ufficiali sul progetto. Impianto di riferimento: Gemasolar (20 MWe 15 h accumulo) 35. La transizione alle energie rinnovabili in SardegnaLa superficie occupata dagli impianti CSP, necessaria per coprire il fabbisogno elettrico della Sardegna, sarebbe pari un quadrato di lato 12,25Km x 12,25Km Gli impianti CSP occupano meno superficie 36. La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna 37. La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna Includendo i consumi energetici dovuti al Metano e ai prodotti petroliferi per l'autotrasporto, la Sardegna si candida per raggiungere l'autosufficienza 38. La transizione alle energie rinnovabili in SardegnaLa superficie occupata dagli impianti CSP, necessaria per coprire il fabbisogno energetico totale della Sardegna, sarebbe pari un quadrato di lato 23,5Km x 23,5Km. 23,5Km Considerando la variabilit della domanda energetica, questa risorsa andr combinata con le altri fonti rinnovabili. La Sardegna possiede circa 40 bacini idrici, l'utilizzo di alcuni di essi per accumulare energia compenserebbe la variabilit delle 39. Conclusioni Il Solare Termodinamico a Concentrazione rappresenta una grande opportunit per la Sardegna Grazie alla disponibilit del capitale umano e conoscitivo e della risorsa sole, la Sardegna nelle condizioni di trasformare le opportunit in realt. Si cio nelle condizioni di: Attrarre nuove imprese nel settore del CSP Generare nuova e stabile occupazione nei settori della componentistica, della progettazione, della gestione e manutenzione di impianti e nel settore delle ricerca e sviluppo Dare un contributo determinante al raggiungimento degli obiettivi dellindipendenza energetica e del 20 - 20 - 20 della EU Ad oggi sono stati presentate richieste per 6 impianti CSP in Sardegna, per un totale di investimenti pari a 1,8 mld di euro, con l'assunzione per 30 anni di 350 euro persone La Regione Sardegna nel 2012 ha bocciato l'impianto di Sorgenia ed in corso un ricorso da parte della societ Gli altri 5 impianti sono stati rinviati a Valutazione di Impatto Ambientale, le societ intendono ricorrere al TAR per violazione della legge sulle energie rinnovabili 40. La chiave del futuro energetico di un paese che voglia dirsi moderno sta in una parola sola, per la quale la classe dirigente italiana ha dimostrato da mezzo secolo a questa parte una fastidiosa allergia: il futuro si chiama ricerca .. l'unica strada da percorrere se vogliamo rimanere tra i paesi avanzati. Perch dopodomani, in un settore strategico come quello dell'energia, a decidere i giochi non sar chi detiene le materie prime, ma chi possiede il know-how, e importare tecnologia tedesca o cinese creerebbe una dipendenza non diversa da quella dal gas e dal petrolio. Enrico Bellone "C un fatto, o se volete una legge, che governa i fenomeni naturali sinora noti. Non ci sono eccezioni a questa legge, per quanto ne sappiamo esatta. La legge si chiama conservazione dellenergia, ed veramente una idea molto astratta, perch un principio matematico: dice che c una grandezza numerica, che non cambia qualsiasi cosa accada. Non descrive un meccanismo, o qualcosa di concreto: solo un fatto un po strano: possiamo calcolare un certo numero, e quando finiamo di osservare la natura che esegue i suoi giochi, e ricalcoliamo il numero, troviamo che non cambiato..." Richard Feynman 41. Grazie per l'attenzione 42. Le ricadute occupazionali del CSPCSP Global Outlook 2009 ESTELA e SolarPacesIn base al recente studio prodotto dalla European Solar Thermal Electricity Association insieme a SolarPaces Concentrating Solar Power Global Outlook 2009 risulta che nel solo settore del solare termodinamico a concentrazione si prevedono tra i 100.000 e i 200.000 occupati nel 2020 e tra un milione e 2 milioni nel 2050 in tutto il mondo Nella manifattura, nella produzione di componenti, nello sviluppo, nellinstallazione e nei settori indirettamente collegati, prevista la creazione di 10 nuovi posti di lavoro per ogni MW di solare termodinamico di nuova realizzazione Il solare termodinamico a concentrazione una delle tecnologie energetiche rinnovabili a pi alto rapporto occupazionale per MWh prodotto 45 43. Il ruolo della ricerca e sviluppo Potential relative reduction of LEC by innovations Le proiezioni economiche, sia dalle simulazioni che dai dati reali raccolti, mostrano che i dati di costo assoluto tra le diverse tecnologie disponibili sono ancora abbastanza vicini tra loro La competizione tra le diverse tecnologie in mano agli investitori e al mercato ma la ricerca e sviluppo deve essere fatta a tutti i livelli con lobiettivo di migliorare le efficienze e ridurre I costi in questa fase in cui non presente una tecnologia affermata in maniera definitiva Esempio di riduzione dei costi derivante dallinnovazione: Negli ultimi 25 anni si passato dal primo collettore parabolico LS-2 al recente HelioTrough, con un incremento dellefficienza di raccolta dellenergia dal 38% al 48% 46 44. Il solare termodinamico in ItaliaDati ANEST maggio 2011 47 45. Il solare termodinamico in Sardegna Lo sviluppo del CSP in Sardegna nasce nel 2000 al CRS4 con gli studi iniziali del Prof. C. Rubia sulle applicazioni dellenergia solare termica ad alta e bassa temperatura Proposta per uno studio innovativo per la fattibilit dellauto-sostentamento energetico e idrico della Sardegna (C. Rubbia e E. Leonardi, Crs4) Dissalazione solare: un progetto ecologico ed economico per bypassare la crisi idrica della Sardegna Brevetto: un sistema per estrarre il calore immagazzinato in uno Stagno Solare (Crs4, Nr. FI2003A000008) Risultati raggiunti: Strumenti software e pubblicazioni scientifiche Qualifica del Crs4 come centro di eccellenza per la simulazione Acquisizione di un contratto europeo su Design of Desalination Plants using Solar Ponds in Lebanon Presentazione al MIUR-FAR del progetto Dimostratore Solar Pond: accumulo ed estrazione di calore con produzione di acqua dissalataTHotel ,Cagliari 15 luglio 201148Convegno Regionale CGIL sullEnergia in Sardegna 46. Il solare termodinamico in Sardegna Il progetto industriale MacchiaSol Studio prefattibilit impianto (CRS4) Studio fattibilit (Techint) e avvio campagna misura radiazione solare (CRS4) Presentazione istanza di VIA per realizzazione impianto 49 47. Il solare termodinamico in Sardegna Le principali ricadute sul territorio del progetto MacchiaSol Si prevedono importanti ee positive ricadute sul fronte occupazionale e della Si prevedono importanti positive ricadute sul fronte occupazionale e della ricerca && sviluppo associate alliniziativa: ricerca sviluppo associate alliniziativa: Liniziativa comporta un investimento complessivo di fra 200 ee 300 milioni di euro, per Liniziativa comporta un investimento complessivo di fra 200 300 milioni di euro, per buona parte rappresentati da componenti ee lavorazioni reperibili sul territorio locale buona parte rappresentati da componenti lavorazioni reperibili sul territorio locale Per la fase di costruzione dellopera, della durata prevista di oltre 24 mesi, sisi stima un Per la fase di costruzione dellopera, della durata prevista di oltre 24 mesi, stima un impiego di manodopera con punte di oltre 500 uomini/giorno ee una media pari a 200 impiego di manodopera con punte di oltre 500 uomini/giorno una media pari a 200 uomini/giorno per due anni uomini/giorno per due anni E previsto un organico diretto aa regime di oltre 20 unit assunte a tempo indeterminato E previsto un organico diretto regime di oltre 20 unit assunte a tempo indeterminato Limpianto pu contribuire ad alimentare un fiorente indotto locale per attivit di Limpianto pu contribuire ad alimentare un fiorente indotto locale per attivit di manutenzione ee supporto tecnico allesercizio dellimpianto manutenzione supporto tecnico allesercizio dellimpianto Limpianto, tecnologicamente innovativo, pu promuovere la nascita sul territorio sardo di un Limpianto, tecnologicamente innovativo, pu promuovere la nascita sul territorio sardo di un polo tecnologico di ricerca focalizzato sullo sviluppo della filiera del solare polo tecnologico di ricerca focalizzato sullo sviluppo della filiera del solare termodinamico, con ulteriori importanti ricadute sul contesto industriale della regione termodinamico, con ulteriori importanti ricadute sul contesto industriale della regione 50