introduzione alle fonti di energia rinnovabili · zle fonti di energia rinnovabili solare, eolico,...
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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
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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
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L’effetto serra
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Wavelength, µm
0.1 1 10 100 Mono
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Wavelength, µm
0.1 1 10 100
L’effetto serra: CO2
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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
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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
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Le Previsioni
Il Nucleare
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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)
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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)
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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
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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
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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
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Link interessanti
[email protected]. Wind Energy [email protected]. Wind energy home powersite elistgeothermal.marin.org/ on geothermal energymailto:[email protected]/wind/pubs/atlas/maps/chap2/2-01m.html PNNL wind energy map of CONUS [email protected]. 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