Prospettive di sviluppo dell’energia dal mare per la produzione elettrica in Italia ENEA, Roma 16-17 Giugno 2011 Studi sull’energia rinnovabile dal mare:

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1 Prospettive di sviluppo dell’energia dal mare per la produzione elettrica in Italia ENEA, Roma 16-17 Giugno 2011 Studi sull’energia rinnovabile dal mare: il contributo del Centro Ricerche Ambiente Marino S. Teresa La Spezia

2 Settori di ricerca Interazioni tra clima, pressioni antropiche ed ecosistemi marini. Sviluppo e gestione di prodotti e servizi Per l’Ambiente Marino (Oceanografia Operativa) Definizione e realizzazione di sistemi di osservazione

3 Infrastrutture - Laboratori Benthos Chimica organica Fitoplancton Ecologia Molecolare Nutrienti Idrologia/ Oceanografia Radioattività ambientale Sedimentologia

4 Correntometria, moto ondoso, vento offshore: misure dirette e studi sperimentali Studi di impatto sulle comunità bentoniche Strumenti GIS per supporto ai processi decisionali (es. l’individuazione di siti idonei) Competenze per lo sviluppo dell’energia dal mare

5 Piattaforme di osservazione meteomarina nel Mar Ligure

6 ODAS Italia 1 payload Meteorology –Wind speed and direction(+14.4 m) –Solar radiation (+13.7 m) –Infrared radiation (+13.7 m) –Relative humidity (+13.7 m) –Air Temperature (+13.7 m) –Atmospheric pressure(+7.8 m) Oceanography –Sea temperature (-0, -6, -12, -20, -28, -36 m) –Salinity (-6, -20, -36 m) –Pressure, Fluorimetre, Torbiidity, DO 2 (-36 m) – Wave heigth and direction (3 altimeters-10 m) –Acoustic measurements Others –Position – roll, pitch –Power from solar panels and wind generator –Batteries, temperature inside the lab

7 Lungo il corpo della boa, a circa 10 metri di profondità, sono installati tre altimetri acustici di precisione Tritech PA500 caratterizzati da una frequenza di 500KHz e 6 gradi di beam. I tre altimetri sono rivolti verso la superficie del mare e sono montati su 3 bracci lunghi 2.5m disposti a 120° l’uno dall’altro.

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9 SAMA-MAMBO Meteorologia  Temperatura  Intensità e direzione del vento  Pressione atmosferica Oceanografia Profili f -1.5 m -25 m dt 3h  Temperatura  Salinità  Ossgeno  Fluorimetro  pH

10 SAMA-MAMBO: real-time data

11 Correntometria, moto ondoso, vento offshore : studi sperimentali Misura ed analisi di lunghe serie temporali Validazione “in situ” di dati satellitari, risultati di modelli Caratterizzazione del sito  distribuzione statistica variabilità temporale

12 ADCP data-set ADCP RDI 300 khz- broadband- upward looking 43° 47.77’ N; 9°02.85’ E 13 Settembre 2003 – 24 Maggio 2004 255 gg dz =8 m dt =1h H=0-48 m 43° 47.32' N 9° 02.87’ E 22 Settembre 2004 – 15 Febbraio 2006 510 gg dz =8 m dt =30’ H= 30-90 m

13 La disponibilità di lunghe serie di misure da postazione fissa permette di caratterizzare il sito in esame in termini di: Direzione e intensità (ed energia) Valori massimi e medi Variabilità temporale Superamento soglie Struttura verticale Caratteristiche spettrali Correntometria, moto ondoso, vento offshore : studi sperimentali

14 serie temporali di correnti

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16 Distribuzione statistica

17 Variabilità interannuale

18 cm/s Struttura verticale

19 Distribuzione spettrale

20 energia

21 Vento e Onde (04/2009-03/2010)

22 A causa dei costi elevati e delle difficoltà operative le misure in mare sono relativamente scarse. Occorre quindi individuare con cura il sito di misura affinchè sia significativo in relazione alla finalità dello studio. I modelli di simulazione numerica ci consentono questo Simulazioni misure dirette

23 Strumenti GIS per il supporto ai processi decisionali Individuazione di siti idonei

24 partecipazione al progetto europeo N.O.S.T.R.U.M. Net for Offshore Sustainable Technologies, Resources and Use in the Mediterranean Sea Net for Offshore Sustainable Technologies, Resources and Use in the Mediterranean Sea2003-2005 BESEL, Spagna - E.E.D., Francia - C.R.E.S., Grecia- ENEA UTMAR, Italia Strumenti GIS per l’individuazione di siti idonei

25 Valutazione del potenziale eolico offshore: identificazione delle aree potenzialmente idonee in Italia sulla base di - dati climatologici di intensità del vento (medie annuali 2 km x 2 km, 60 m altezza) - Batimetria delle coste italiane E’ stato sviluppato un Sistema Informativo Territoriale Con tecniche di overlay, sono stati studiati strati informativi relativi alle carte batimetriche e alla carta del vento appositamente elaborata.

26 I criteri di selezione delle aree SCENARIO20102020 Isobata massima20 m50 m Distanza di rispetto da costa >3 km Altezza rotore60 m Potenza / area utile8 MW/km 2 Dettati dalle caratteristiche tecniche degli impianti eolici offshore, distinti in due scenari:

27 Isole Egadi: ~ 50 km 2 2010 Golfo di Gela: ~ 130 km 2 ~ 360 km 2 2020 ~ 1400 km 2 Esempi dei risultati G.I.S.

28 Aree potenzialmente idonee per eolico offshore km 2 2010 scenario 2020 scenario

29 scenario Potenziale eolico offshore in Italia [km 2 ] 202011.700 20103.700 La differenza tra i due scenari (8.000 km 2 ) è da attribuirsi alle limitazioni di fondale: nel caso dei 20 m ci si trova troppo spesso all’interno dei 3 km dalla costa, potendo operare su fondali fino a 50 m, la disponibilità di aree per le installazioni aumenta significativamente.

30 Studi di impatto sulle comunità bentoniche

31 definire le interazioni tra clima, pressioni antropiche ed ecosistemi valutare l’impatto dei cambiamenti e di nuovi usi sullo stato dell’ambiente marino, sulla biodiversità e sulle risorse Studi di impatto sulle comunità bentoniche

32 - analizzare gli effetti sulla biodiversità di comunità bentoniche colonizzanti substrati artificiali sommersi Attività Attività: - analizzare gli effetti sulla connettività fra popolazioni bentoniche indotti dall’inserimento di strutture artificiali sommerse

33 1. Creazione di nuovo habitat per organismi bentici carbonatici Gli organismi con scheletro carbonatico producono biomasse che permangono nel tempo, modificano fisicamente ed ecologicamente l’ambiente locale, forniscono substrato e cibo per altri organismi.

34 2. Alterata connettività fra popolazioni bentoniche Organismi bentonici a bassa dispersione larvale possono utilizzare i substrati artificiali introdotti come guado per raggiungere fondali duri lontani altrimenti non raggiungibili. Con tecniche di biologia molecolare, in uso a S. Teresa, è possibile indagare questi processi. Substrato duro naturale Substrato duro introdotto Substrato duro introdotto Substrato duro introdotto Substrato duro naturale

35 conclusioni Le competenze interdisciplinari nel campo delle scienze marine presenti in ENEA quali modellistica, misure sperimentali, conoscenza degli ecosistemi marini, strumenti di supporto a processi decisionali permettono di affrontare tematiche direttamente legate allo sviluppo delle energie rinnovabili dal mare: studi di fattibilità, individuazione di siti idonei valutazione di impatto ambientale