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UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI E BIOMASSE Manuela Dodi Bologna,

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1 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI E BIOMASSE Manuela Dodi Bologna, 5 febbraio 2007

2 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse ARGOMENTI DELLA PRESENTAZIONE CONTESTO ENERGETICOCONTESTO ENERGETICO LE FONTI ENERGETICHELE FONTI ENERGETICHE FONTI DI ENERGIA RINNOVABILEFONTI DI ENERGIA RINNOVABILE BIOMASSEBIOMASSE

3 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO La domanda di energia nel mondo continua a salire trainata da tre principali fattori: La crescita economicaLa crescita economica Laumento della popolazioneLaumento della popolazione I prezzi dellenergiaI prezzi dellenergia La combinazione di questi tre elementi nel corso degli ultimi anni ha determinato una crescita della domanda di energia nel mondo dai 6,6 miliardi di tep nel 1980 a circa 9,1 miliardi di tep nel 2002 con un aumento percentuale di poco inferiore al 2% allanno. L'attuale sistema energetico è essenzialmente basato sulle fonti primarie di origine fossile, cioè costituite da riserve di combustibili naturali formatisi in milioni di anni nel corso dell'evoluzione del nostro pianeta e che si sono conservati nelle profondità della crosta terrestre.

4 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO Tali fonti vengono "bruciate" per soddisfare circa l' 83% dell'attuale fabbisogno energetico globale. Sono costituite essenzialmente da petrolio, carbone e gas naturale (metano); un altro 6% circa del fabbisogno energetico globale è coperto da materiale fissile (essenzialmente uranio 235, ricavato dall'uranio naturale) utilizzato in centrali nucleari, per cui circa il 90% del fabbisogno energetico globale è coperto da fonti primarie esauribili. Poco più del 10% del fabbisogno energetico globale è coperto da fonti di energia rinnovabili, idroelettrico 6%, biomasse, geotermico ed eolico in assieme coprono il 5% circa.

5 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO Questo dovrebbe dare la dimensione del problema che si dovrà affrontare nei decenni futuri, poiché una fonte esauribile è, come dice la parola, destinata ad esaurirsi ed accadrà in un tempo che in scala storica è relativamente breve; su base scientifica è previsto che il picco di produzione del petrolio arriverà in un lasso di tempo che va da 5 anni a 30 anni, dopo di che il prezzo del greggio comincerà a salire fino a diventare economicamente insostenibile per il nostro sistema. Andamento simile è previsto per il gas naturale e per il carbone di alta qualità mentre per il carbone di qualità inferiore e per gli scisti bituminosi ci sono tempi di approvvigionamento nell'ordine di uno o due secoli ma con maggiori problemi di rendimento energetico e di immissioni in atmosfera già oggi al limite della sostenibilità ambientale; è da considerare inoltre, che gli idrocarburi non servono solo per fini energetici ma anche per la produzione di innumerevoli articoli industriali di uso comune per i quali spesso sono insostituibili materie prime. Alla copertura dei fabbisogni di energia da parte degli idrocarburi corrisponde una forte emissione di anidride carbonica di origine antropica con forte impatto sul clima a scala mondiale.

6 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO A fronte di ciò, a livello internazionale lentrata in vigore, nel 2003, del Protocollo di Kyoto ha definito gli obiettivi di riduzione delle emissioni clima alteranti per i paesi aderenti, introducendo tra gli altri meccanismi flessibili per il raggiungimento degli obiettivi di riduzione, come: Emission TradingEmission Trading Joint ImplementationJoint Implementation CDM – Clean Development MechanismsCDM – Clean Development Mechanisms

7 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO Il quadro energetico dellUnione Europea, è definito in particolare da: Programma Europeo sul Cambiamento Climatico (ECCP), adottato dalla Commissione per il raggiungimento degli obiettivi di KyotoProgramma Europeo sul Cambiamento Climatico (ECCP), adottato dalla Commissione per il raggiungimento degli obiettivi di Kyoto Libro Verde per la sicurezza di approvvigionamento (Green Paper on Security of Supplì) della Commissione EuropeaLibro Verde per la sicurezza di approvvigionamento (Green Paper on Security of Supplì) della Commissione Europea Dichiarazione Europea sullo Sviluppo Sostenibile che richiede la riduzione dell1% annuo delle emissioni di GHG in Europa fino al 2020Dichiarazione Europea sullo Sviluppo Sostenibile che richiede la riduzione dell1% annuo delle emissioni di GHG in Europa fino al 2020 Una serie di Direttive tra le quali: quella sullo scambio delle quote di emissione, quella sul rendimento energetico degli edifici e quella sulla produzione di energia da fonti rinnovabiliUna serie di Direttive tra le quali: quella sullo scambio delle quote di emissione, quella sul rendimento energetico degli edifici e quella sulla produzione di energia da fonti rinnovabili

8 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO Direttive del Parlamento Europeo in materia di Energia:Direttive del Parlamento Europeo in materia di Energia: –Direttiva 1996/92/CE e successivi aggiornamenti, recanti norme comuni per il mercato interno dellenergia elettrica –Direttiva 1998/30/CE e successivi aggiornamenti, recanti norme comuni per il mercato interno del gas naturale –Direttiva 2001/77/CE sulla promozione dellenergia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dellelettricità –Direttiva 2003/30/CE sulla promozione delluso dei biocarburanti o di altri carburanti rinnovabili nei trasporti –Direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico nelledificio –Direttiva 2004/8/CE sulla promozione della cogenerazione –Direttiva 2006/32/CE concernente lefficienza degli usi finali dellenergia e i servizi energetici

9 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO –Direttiva 2003/96/CE sulla tassazione dei prodotti energetici e dellelettricità –Direttiva 2000/55/CE sui requisiti di efficienza energetica degli alimentatori per lampade fluorescenti –Direttiva 2002/40/CE riguardante letichettatura indicante il consumo di energia dei forni elettrici per uso domestico –Direttiva 2002/31/CE riguardante letichettatura indicante il consumo di energia dei condizionatori daria per uso domestico –Direttiva 2003/66/CE riguardante letichettatura indicante il consumo di energia dei frigoriferi elettrodomestici, dei congelatori elettrodomestici e delle relative combinazioni –Regolamento n.2422/2001/CE concernente letichettatura relativa alle apparecchiature per ufficio –Direttiva 2004/17/CE sullo scambio emissioni che coordina le procedure di appalto degli enti erogatori di acqua ed energia

10 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO –Direttiva 2004/18/CE relativo al coordinamento delle procedure di approvvigionamento degli appalti pubblici di lavori, forniture e servizi –Direttiva 2003/87/CE che istituisce un sistema per lo scambio di quote di emissione dei gas ad effetto serra –Regolamento n.1228/2003 relativo agli scambi transfrontalieri elettrici –Regolamento n. 1777/2005 relativo alle condizioni di accesso alle reti di trasporto del gas naturale –Direttiva 2005/89/CE sulle misure per la sicurezza degli approvvigionamenti di elettricità e per gli investimenti in infrastrutture –Direttiva 2005/32/CE recante norme di eco - compatibilità dei prodotti che consumano energia –Piano dazione per la biomassa

11 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO A livello nazionale la comparsa di nuovi attori, il trasferimento di nuove competenze agli enti territoriali, la creazione di nuovi strumenti e meccanismi è dovuta principalmente a: Liberalizzazione del mercato elettrico e del gas avviata nel 1999Liberalizzazione del mercato elettrico e del gas avviata nel 1999 Modifica del titolo V della Costituzione che inserisce lenergia fra le materie a legislazione concorrente fra Stato e Regioni, modificando radicalmente i compiti e i ruoli dei diversi livelli istituzionaliModifica del titolo V della Costituzione che inserisce lenergia fra le materie a legislazione concorrente fra Stato e Regioni, modificando radicalmente i compiti e i ruoli dei diversi livelli istituzionali Legislazione per lincremento della produzione da fonti rinnovabiliLegislazione per lincremento della produzione da fonti rinnovabili Decreti per lincremento dellefficienza energetica.Decreti per lincremento dellefficienza energetica. Misure previste dalla finanziaria 2007 in campo energetico e ambientale.Misure previste dalla finanziaria 2007 in campo energetico e ambientale.

12 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Agevolazioni fiscali per la riqualificazione energetica degli edificiAgevolazioni fiscali per la riqualificazione energetica degli edifici Fondo per lincentivazione di edifici ad altissima efficienzaFondo per lincentivazione di edifici ad altissima efficienza Contributi per frigoriferi ad alta efficienzaContributi per frigoriferi ad alta efficienza Incentivi per linstallazione di motori industriali ad alta efficienza e a velocità variabileIncentivi per linstallazione di motori industriali ad alta efficienza e a velocità variabile Semplificazioni amministrative per i piccoli auto - produttori di energia elettricaSemplificazioni amministrative per i piccoli auto - produttori di energia elettrica Riduzione dellaccisa del gpl e incentivi allimpiego di autoveicoli a gpl e metanoRiduzione dellaccisa del gpl e incentivi allimpiego di autoveicoli a gpl e metano Incentivi per i biocarburantiIncentivi per i biocarburanti Interventi sulla fiscalità energetica per finalità sociali e misure per le infrastrutture energeticheInterventi sulla fiscalità energetica per finalità sociali e misure per le infrastrutture energetiche Iva agevolata per energia ecologicaIva agevolata per energia ecologica

13 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Agevolazioni fiscali per la riqualificazione energetica degli edifici. La Finanziaria 2007 prevede linnalzamento dal 36% al 55%la percentuale di detrazione fiscale per: -interventi di riduzione dei consumi energetici per la climatizzazione invernale almeno del 20 % rispetto ai valori di legge per i nuovi edifici (fino a un ammontare di euro in tre anni); -interventi specifici su pareti e finestre (fino ad un ammontare di in tre anni). Con lobiettivo di: -Ridurre le dispersioni termiche del 30 – 40% e garantire risparmi energetici per kilotep/a (migliaia di tonnellate equivalenti di petrolio lanno). -Stimolare interventi atti allinstallazione di pannelli solari (fino a un ammontare di in 3 anni). -Incentivare la sostituzione di vecchie caldaie con altre ad alta efficienza energetica (fino a un ammontare di in 3 anni).

14 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Fondo per lincentivazione di edifici ad altissima efficienza. La Finanziaria 2007 – al fine di favorire la costruzione di nuovi edifici di medie e grandi dimensioni (volumetria superiore a m3) con un fabbisogno energetico minore del 50% di quanto dispone lattuale normativa – prevede un contributo pari al 55% degli extra costi sostenuti per conseguire il predetto valore. Per questa voce è previsto un fondo di 45 milioni, che dovrebbe consentire la realizzazione di 15 – 20 edifici esemplari dal punto di vista energetico e replicabili sul territorio nazionale. Effetti attesi: -Riduzione della bolletta energetica delle famiglie. -Contenimento della spesa energetica del Paese. -Impatti industriali e occupazionali legati alla costruzione dei pannelli solari e alla loro installazione. -Sviluppo di un indotto qualificato (progettisti, artigiani, installatori e certificatori) nel campo della bioedilizia.

15 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Contributi per frigoriferi ad alta efficienza. La Finanziaria 2007 concede una detrazione fiscale in ununica rata – per una quota pari al 20% degli importi a carico del contribuente (e un ammontare complessivo non superiore a 200 per ciascun apparecchio) – per la sostituzione di frigoriferi, congelatori e loro combinazioni, di classe energetica non inferiore ad A+, acquistati nel corso del Effetti attesi: -Riduzione dei consumi: ipotizzando che i frigoriferi di classe A+ raggiungano il 15% delle vendite, la riduzione sarebbe pari a 85 GWh/a (milioni di kWh). -Bollette meno care per i consumatori. -Industrie stimolate a ricercare e produrre elettrodomestici ad elevata efficienza.

16 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Incentivi per linstallazione di motori industriali ad alta efficienza e a velocità variabile. La Finanziaria 2007 – per lacquisto o la sostituzione di motori funzionanti in bassa o media tensione (anche integrati in apparecchiature) con motori a elevata efficienza di potenza elettrica compresa tra 5 e 90 kW – prevede una detrazione fiscale in un'unica rata, per una quota pari al 20% degli importi a carico del contribuente, per un ammontare complessivo (comprensivo delle spese di installazione) non superiore a per ciascun motore. Nel caso, invece, di acquisto o installazione di Inverter su impianti con potenza elettrica compresa tra 7,5 e 90 KW, la soglia massima per la detrazione è pari a Effetti attesi: -Riduzione dei consumi di energia elettrica a parità di servizio. -Incremento della capacità competitiva delle imprese. -Risparmi energetici fino al 30% per i variatori di velocità ai motori elettrici e un potenziale di riduzione dei consumi di 15 TWh/a, pari al 10% dei consumi elettrici dellindustria.

17 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Semplificazioni amministrative per i piccoli auto – produttori di energia elettrica. La Finanziaria 2007 estende agli impianti di potenza fino a 200 kW, alimentati da fonti rinnovabili o cogenerativi, il meccanismo dello scambio sul posto dellenergia elettrica, finora vigente per i piccolissimi impianti da fonti rinnovabili fino a 20 kW. Vengono, inoltre, semplificate le procedure fiscali e cancellate alcune imposte onerose sotto il profilo amministrativo, per un importo pari a circa 1mln di allanno. Effetti attesi: Promozione della piccola generazione distribuita pulita ed efficiente.Promozione della piccola generazione distribuita pulita ed efficiente. Diffusione di una cultura delluso razionale dellenergia.Diffusione di una cultura delluso razionale dellenergia.

18 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Riduzione dellaccisa del GPL e incentivi allimpiego di autoveicoli a GPL e metano. La Finanziaria 2007 dispone una riduzione del 20% del carico fiscale per il GPL. Laccisa si riduce così a 227,77 per kg di prodotto. Introduce poi incentivi per trasformare autovetture a gas metano o GPL e per lacquisto di autoveicoli a metano e GPL, con un fondo 100 milioni /anno per il 2007, 2008 e Effetti attesi: Ripercussioni positive sulle medie e piccole imprese per lalimentazione a gas e sulle imprese artigiane di trasformazione dei veicoli.Ripercussioni positive sulle medie e piccole imprese per lalimentazione a gas e sulle imprese artigiane di trasformazione dei veicoli. Aumento (stimato in unità nel solo 2007) dei veicoli a gas in circolazione.Aumento (stimato in unità nel solo 2007) dei veicoli a gas in circolazione.

19 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Incentivi per i bio-carburanti. La Finanziaria 2007 allinea la legislazione italiana sui bio – carburanti alla Direttiva europea 2003/30/CE sugli obiettivi di miscelazione obbligatoria dei bio – carburanti nei carburanti petroliferi, secondo una percentuale progressiva: 1% al 2005; 2,5% al 2008; 5,75% al A questo fine si rende operativo lutilizzo di circa 16,7 milioni di derivanti da sanzioni irrogate dallAntitrust già destinate, con decreto del Ministero, alle bioenergie. Viene convogliata al bio – diesel anche una parte dei 73 milioni di destinati negli anni precedenti al bio – etanolo e allETBE (Etil – Terzia – Butil Etere, composto organico derivante dagli alcoli etilico e isobutilico) e non utilizzabili a questi fini a causa del contenzioso con la Commissione europea. Dal 2007, se tale contenzioso si sbloccherà, i 73 mln verranno, invece, destinati al bioetanolo.

20 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Incentivi per i bio-carburanti. Effetti attesi: Diversificazione delle fonti energetiche primarie.Diversificazione delle fonti energetiche primarie. Riduzione delle emissioni di gas a effetto serra.Riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. Risoluzione del contenzioso con la Commissione UE e prevenzione verso ulteriori procedure di infrazione.Risoluzione del contenzioso con la Commissione UE e prevenzione verso ulteriori procedure di infrazione. Positive ricadute nei settori agricolo e della trasformazione industriale.Positive ricadute nei settori agricolo e della trasformazione industriale.

21 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Interventi sulla fiscalità energetica per finalità sociali e misure per le infrastrutture energetiche. La Finanziaria 2007 destina il maggior gettito fiscale, derivante dallincidenza dellimposta sul valore aggiunto sui prezzi di carburanti e combustibili di origine petrolifera, in relazione ad aumenti del prezzo internazionale del greggio, rispetto al valore di riferimento previsto nel DPEF – nel limite di 100 milioni di annui – alla costituzione di un apposito fondo (la cui dotazione iniziale per il triennio 2007 – 08 – 09 è pari a 50 mln di ) da utilizzare a copertura di interventi di riduzione dei costi della fornitura energetica per le fasce sociali che più risentono del peso del caro energia. Effetti attesi: Nuove occasioni per diversificare le fonti di approvvigionamento energetico.Nuove occasioni per diversificare le fonti di approvvigionamento energetico. Sbocchi occupazionali.Sbocchi occupazionali. Riduzione della bolletta energetica.Riduzione della bolletta energetica.

22 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Finanziaria Iva agevolata per forniture di energia ecologica. La fornitura di energia termica per uso domestico tramite reti pubbliche di teleriscaldamento o nellambito del contratto servizio energia prevede lIva agevolata solo se è prodotta da fonti rinnovabili o da impianti di cogenerazione ad alto rendimento; alle forniture di energia da altre fonti, sotto qualsiasi forma, si applica laliquota ordinaria. La Finanziaria 2007 agevola in sostanza luso delle fonti rinnovabili e della cogenerazione nellambito dei contratti servizio energia. Effetti attesi: Aumento dellinteresse del fornitore a orientarsi verso fonti rinnovabili e cogenerazione..Aumento dellinteresse del fornitore a orientarsi verso fonti rinnovabili e cogenerazione.. Progressivo rafforzamento del processo di diversificazione delle fonti energetiche.Progressivo rafforzamento del processo di diversificazione delle fonti energetiche.

23 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO Bando per la promozione delle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica e/o termica tramite agevolazioni alle piccole e medie imprese ai sensi del D. M. n.33/2000, art. 5. Il Ministero dellAmbiente e della Tutela del Territorio e del Mare, congiuntamente con MCC S.p.A. ha emanato il Bando per le Piccole e Medie Imprese pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 12 del 16 gennaio 2007, che prevede la corresponsione di contributi in conto capitale per la realizzazione di diverse tipologie di impianti.

24 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO Impianto Fotovoltaico connesso alla rete di potenza nominale compresa tra 20 e 50 kWpImpianto Fotovoltaico connesso alla rete di potenza nominale compresa tra 20 e 50 kWp Impianto Eolico connesso alla rete di potenza nominale compresa tra 20 e 100 kWpImpianto Eolico connesso alla rete di potenza nominale compresa tra 20 e 100 kWp Impianto Solare Termico per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento e raffrescamento degli ambienti, per la fornitura di calore di processo a bassa temperatura e per il riscaldamento delle piscine. Sono incentivati gli impianti che impiegano collettori piani vetrati, sottovuoto e piani non vetrati di superficie lorda compresa tra 50 e 500 m², equivalenti a 35 e 350 kWImpianto Solare Termico per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento e raffrescamento degli ambienti, per la fornitura di calore di processo a bassa temperatura e per il riscaldamento delle piscine. Sono incentivati gli impianti che impiegano collettori piani vetrati, sottovuoto e piani non vetrati di superficie lorda compresa tra 50 e 500 m², equivalenti a 35 e 350 kW Impianto termico a cippato o pellets da biomasse, per la produzione di calore, di potenza nominale compresa tra 150 e 1000 kW.Impianto termico a cippato o pellets da biomasse, per la produzione di calore, di potenza nominale compresa tra 150 e 1000 kW.

25 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO La Giunta della Regione Emilia Romagna ha recentemente licenziato il Piano Energetico Regionale – PER, il quale definisce: Lo scenario evolutivo del sistema energetico regionale (offerta e consumo di energia) al 2015Lo scenario evolutivo del sistema energetico regionale (offerta e consumo di energia) al 2015 Gli obiettivi di sviluppo sostenibile del sistema energetico regionaleGli obiettivi di sviluppo sostenibile del sistema energetico regionale Gli indirizzi programmatici e le linee di intervento prioritarie alle quali legare gli interventi di Regione ed Enti Locali in attuazione della L.R. 26/04 del 23 dicembre 2004Gli indirizzi programmatici e le linee di intervento prioritarie alle quali legare gli interventi di Regione ed Enti Locali in attuazione della L.R. 26/04 del 23 dicembre 2004 Lattivazione del Fondo per lattuazione dei programmi di intervento.Lattivazione del Fondo per lattuazione dei programmi di intervento. Il PER agisce per programmi di indirizzo triennali approvati dallAssemblea Legislativa regionale ed annuali approvati dalla Giunta Regionale.

26 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO La legge n°26 del 23/12/2004, indica principi ed obiettivi della politica energetica regionale, creando una strategia diretta allo sviluppo sostenibile e disciplina lapprovazione e lattuazione del PER ponendo a fondamento degli interventi di competenza della Regione o degli enti Locali i cui obiettivi e gli indirizzi programmatici sono fissati dallo stesso. Struttura della legge: Titolo I - FINALITA, PROGRAMMAZIONE, INTERVENTI Titolo II - IMPIANTI E RETI Titolo III - SERVIZI E OPERATORI Titolo IV - ATTUAZIONE DI DIRETTIVE COMUNITARIE Titolo V - STRUTTURE TECNICHE

27 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - L. R. 26 del 23/12/ Titolo I - FINALITA, PROGRAMMAZIONE, INTERVENTI Finalità ed obiettivi delle politica energetica territorialeFinalità ed obiettivi delle politica energetica territoriale Funzioni della RegioneFunzioni della Regione Funzione delle ProvinceFunzione delle Province Funzioni dei ComuniFunzioni dei Comuni Strumenti delle pianificazione territoriale ed urbanistica ed adeguamenti delle disposizioni regolamentari in materia di energiaStrumenti delle pianificazione territoriale ed urbanistica ed adeguamenti delle disposizioni regolamentari in materia di energia Livelli della programmazione energetica territoriale: verifica delle sostenibilità ambientale e territoriale degli interventi programmatiLivelli della programmazione energetica territoriale: verifica delle sostenibilità ambientale e territoriale degli interventi programmati Concertazione istituzionale e partecipazione socialeConcertazione istituzionale e partecipazione sociale Il Piano Energetico RegionaleIl Piano Energetico Regionale Attuazione del PERAttuazione del PER Fondo per lattuazione del PER: forme e modalità di finanziamentoFondo per lattuazione del PER: forme e modalità di finanziamento Requisiti prestazionali degli interventi per accedere alle provvidenze regionaliRequisiti prestazionali degli interventi per accedere alle provvidenze regionali

28 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - L. R. 26 del 23/12/ Titolo II - IMPIANTI E RETI Gerarchie degli interventiGerarchie degli interventi Procedure autorizzative degli impiantiProcedure autorizzative degli impianti Parametri di valutazione degli impianti termoelettrici a fonti convenzionali ai fini autorizzativiParametri di valutazione degli impianti termoelettrici a fonti convenzionali ai fini autorizzativi Certezza di esecuzione dei provvedimenti autorizzativi: disposizioniCertezza di esecuzione dei provvedimenti autorizzativi: disposizioni Condizioni per il corretto esercizio degli impianti di generazione elettrica: disposizioniCondizioni per il corretto esercizio degli impianti di generazione elettrica: disposizioni Sviluppo e manutenzione delle reti di trasporto e distribuzione dellenergia: disciplina della programmazione e valutazione preventiva di sostenibilità ambientale e territoriale degli interventiSviluppo e manutenzione delle reti di trasporto e distribuzione dellenergia: disciplina della programmazione e valutazione preventiva di sostenibilità ambientale e territoriale degli interventi Intese Stato/Regione per assicurare lintegrazione ed il coordinamento tra la politica nazionale e regionaleIntese Stato/Regione per assicurare lintegrazione ed il coordinamento tra la politica nazionale e regionale

29 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - L. R. 26 del 23/12/ Titolo III - SERVIZI ED OPERATORI Obblighi di servizio pubblico dei distributori di energia elettrica e gas naturale rispetto agli obiettivi di risparmio energetico e valorizzazione delle fonti energeticheObblighi di servizio pubblico dei distributori di energia elettrica e gas naturale rispetto agli obiettivi di risparmio energetico e valorizzazione delle fonti energetiche Qualificazione degli operatori preposti allattuazione degli interventi finanziati dalla RegioneQualificazione degli operatori preposti allattuazione degli interventi finanziati dalla Regione Titolo IV - ATTUAZIONE DI DIRETTIVE COMUNITARIE Direttiva 2001/77/CEDirettiva 2001/77/CE Direttiva 2002/91/CEDirettiva 2002/91/CE

30 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - L. R. 26 del 23/12/ Titolo V - STRUTTURE TECNICHE Agenzia energetica regionaleAgenzia energetica regionale Gestione associata delle funzioni conferite a provincie e comuniGestione associata delle funzioni conferite a provincie e comuni Collaborazione tra le strutture tecniche regionali e localiCollaborazione tra le strutture tecniche regionali e locali Osservatorio dellenergiaOsservatorio dellenergia

31 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Efficienza energetica negli usi finali - L'introduzione di miglioramenti tecnologici o gestionali negli usi finali dell'energia permette di ottenere quote consistenti di riduzione dei consumi a costi inferiori a quelli di produzione, in linea con le strategie rivolte alla sicurezza di approvvigionamento – Il Green Paper on Security of Supply della Commissione Europea del 2000, ed il suo aggiornamento del 2005 individua la gestione della domanda come la prima priorità La domanda di climatizzazione può essere drasticamente ridotta impiegando tecniche per il raffrescamento naturale degli edifici, siano essi nuovi oppure in fase di ristrutturazione. Un isolamento termico adeguato accoppiato alla corretta orientazione consente, oggi, di realizzare edifici che per il riscaldamento richiedono soltanto 15 kWh/m² all'anno.

32 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Efficienza energetica negli usi finali - La sostituzione di elettrodomestici, di caldaie, oppure di motori elettrici, attualmente installati, con i migliori esistenti sul mercato, può ridurre di molto il consumo di energia, con beneficio economico oltre ai benefici energetici ed ambientali. Sebbene alcuni incentivi economici siano intrinseci ai mercati ed esistano già strumenti e sinergie efficaci come il Third Party Financing (TFP), essi sono troppo deboli e non sufficienti a consentire lo sfruttamento di tutto il potenziale di risparmio, economicamente vantaggioso, ostacolato dalla presenza di barriere di mercato presenti sul lato della domanda, come la mancanza di informazioni tra gli utenti finali, gli incentivi separati, alti tassi di interesse impliciti, difficoltà di accesso ai finanziamenti.

33 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Efficienza energetica negli usi finali - Il superamento delle barriere è reso possibile dall'adozione di adeguate politiche energetiche e di strategie di regolazione del mercato dell'energia che siano di supporto allo sviluppo dei programmi e dei servizi per l'efficienza energetica, realizzati dalle aziende energetiche e dagli altri attori. L'efficienza negli usi finali dell'energia è, assieme alla direzione degli obiettivi dell'economia verso mete diverse dalla crescita quantitativa, e allo sviluppo delle fonti rinnovabili, una delle chiavi per la realizzazione di una società a elevato benessere e basso impatto ambientale.

34 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Produzione decentrata di energia - La produzione di energia elettrica da parte di generatori decentrati di piccola taglia, sia alimentati da fonti rinnovabili che fossili costituisce un ribaltamento del paradigma culturale e tecnologico che ha governato l'espansione del sistema energetico negli ultimi cento anni. Oggi, la possibilità di espansione delle fonti energetiche rinnovabili, per loro natura diffuse, e l'uso razionale dell'energia (quindi la possibilità di ridurre le emissioni di CO2 nell'atmosfera) è condizionata dalla affermazione del nuovo paradigma della generazione distribuita. La generazione distribuita, essendo strutturalmente integrata nell'ambiente costruito, dà luogo ad un nuovo tipo di interdipendenza energetica fra edificio e impianto; in più, le regole che governano la progettazione e la ristrutturazione dovranno a breve essere riscritte a seguito della nuova direttiva europea sul risparmio energetico negli edifici.

35 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Produzione decentrata di energia - Trattandosi di una trasformazione di sistema, i problemi da affrontare sono numerosi e complessi, in quanto investono diversi aspetti, quali: Tecnologici; Tecnologici; Normativi; Normativi; Economici; Economici; Finanziari, Finanziari, Organizzativi; Organizzativi; Culturali. Culturali.

36 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Programmazione e gestione energetica decentrata - La modifica del Titolo V della Costituzione (Legge costituzionale 3/2001) inserisce l'energia fra le materie a legislazione concorrente fra Stato e regioni, modificando radicalmente i compiti e i ruoli dei diversi livelli istituzionali. Le Amministrazioni, che avevano già provveduto all'emanazione dei principali atti applicativi del Decreto legislativo 112/98 (riforma Bassanini), si sono trovate di fronte al nuovo contesto che implicava un urgente raccordo ed una precisa definizione dei ruoli. A questo fine è stato predisposto il disegno di legge "Riforma e riordino del settore energetico. Contestualmente è stato stipulato un Accordo tra Governo, Regioni, Province e Comuni per definire in maniera concordata l'esercizio dei compiti e delle funzioni di rispettiva competenza in materia di produzione di energia elettrica e i criteri per la valutazione dei nuovi progetti di impianti.

37 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse CONTESTO ENERGETICO - Programmazione e gestione energetica decentrata - A seguito del Protocollo di Torino del 2001, le Regioni si sono impegnate ad elaborare piani energetico – ambientali per definire obiettivi di riduzione delle eissioni di gas climalteranti coerenti con gli impegni nazionali previsti dal Protocollo di Kyoto, ratificato dal nostro Paese nel giugno Sul fronte dell'uso razionale dell'energia, i decreti sull'efficienza energetica prevedono un coinvolgimento delle Regioni, che hanno così a disposizione un nuovo potente strumento d'intervento. Anche Province e Comuni possono svolgere un ruolo importante nella definizione di aree di intervento sul versante dell'efficienza e dell'impiego delle fonti rinnovabili.

38 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Si definiscono fonti primarie di energia quelle presenti in natura prima di avere subito una qualunque trasformazione. Sono fonti primarie sia le fonti di energia esauribili quali petrolio grezzo, gas naturale, carbone, energia nucleare sia le fonti di energia rinnovabili, ottenibili dalla risorsa solare, dalla risorsa eolica, dalla risorsa idrica, dalle biomasse, dalla geotermia e dall'intelligenza umana (risparmio energetico) Si definiscono invece fonti secondarie quelle che derivano, in qualunque modo, da una trasformazione di quelle primarie: sono fonti secondarie, per esempio, la benzina (perché deriva dal trattamento del petrolio greggio), il gas di città (che deriva dal trattamento di gas naturali), lenergia elettrica (che deriva dalla trasformazione di energia meccanica o chimica) eccetera.

39 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Perché una fonte primaria possa essere sfruttata, deve avere alcune caratteristiche peculiari: deve essere cioè concentrabile, indirizzabile, frazionabile, continua e regolabile. Concentrabile: vuol dire che deve essere possibile concentrare la sorgente di energia entro unarea relativamente limitata, affinché sia possibile controllarla. Una fonte di energia dispersa su una superficie molto estesa diventerebbe praticamente impossibile da gestire. Indirizzabile: vuol dire che deve essere possibile indirizzare il prodotto (benzina, acqua, raggi solari) nella direzione in cui esso deve essere utilizzato (bruciatore, turbina, lente, specchio).

40 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Frazionabile: vuol dire che deve essere possibile frazionare la fonte in più parti, in modo da poter utilizzare solamente la parte, piccola o grande che sia, che ci serve in quel momento. Continua: vuol dire che la sorgente deve poter funzionare per un certo tempo, fornendo la sua energia con una certa continuità, e non esaurirsi in pochi secondi. Regolabile: vuol dire che lenergia fornita dalla sorgente deve essere graduabile secondo le necessità.

41 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Tavola del consumo di energia primaria nel 2003 – Percentuali per area geografica - Statistical Review of World

42 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Tavola dellapprovvigionamento dei consumi di energia primaria dal 1977 al 2002, nel 2002 il maggior consumo è stato del 2,6% mentre nel 2003 del 2,9% - Statistical Review of World

43 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Tavola del consumo di energia primaria procapite per area geografica, in sintesi il 25% della popolazione residente nelle aree industrializzate utilizza il 75% delle fonti primarie annualmente consumate - Statistical Review of World

44 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Tabella dei consumi energetici finali per settore in Emilia Romagna 2003 Valori espressi in migliaia di tonnellate equivalente di petrolio (Tep) Comb. Solidi Prodotti Petroliferi Comb. Gassosi Fonti Rinnovabili Energia Elettrica Totale% Agricoltura ,42 Industria ,08 Residenziale ,68 Terziario ,86 Trasporti ,96 Totale

45 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Grafico dei consumi energetici finali per settore in Emilia Romagna 2003 Valori espressi in percentuale - PER Emilia Romagna -

46 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse LE FONTI ENERGETICHE Tabella degli obiettivi di risparmio energetico in Emilia Romagna al 2010 Risparmio energetico per settore Risparmio di energia (Mtep/a) Riduzione emissioni (tCO2/a) Civile0, Industriale0, Agricoltura0, Trasporti0, Totale1,

47 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE Le Fonti di Energia Rinnovabili (F.E.R.) sono in larga parte derivanti dall'energia solare, generatrice, appunto, di quasi tutta l'energia nel nostro sistema solare sia delle FER e sia delle fonti esauribili, le FER sono dette anche fonti di energia alternativa, termine improprio visto che in origine sono state le fonti esauribili quali il carbone e il petrolio ad essere alternative alle fonti rinnovabili quali la legna e la forza cinetica dell'acqua e del vento già utilizzate prima dell'impiego dei combustibili fossili. Comunemente si ritiene che l'energia ottenibile dalle FER sia troppo costosa se paragonata al costo dell'energia ottenuta dalle fonti primarie esauribili, questo non è esatto, o meglio lo è sempre meno; inoltre viene comunemente ritenuto che il potenziale delle FER non sia tale da soddisfare le necessità energetiche della nostra società e questa è una affermazione clamorosamente errata, in quanto le potenzialità sono enormi e abbondantemente sufficienti per le necessità energetiche in tutto il pianeta, in molti casi ci sarebbe anche la possibilità poter scegliere le FER più adatte nel contesto territoriale, tra le varie possibili sullo stesso.

48 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE Le risorse energetiche rinnovabili si possono considerare come segue: Risorsa solare primaria: Radiazione solareRadiazione solare –Fotovoltaico –Solare termico Risorse solari secondarie: BiomassaBiomassa EolicoEolico IdroelettricoIdroelettrico Attualmente la richiesta globale di energia è per una potenza di circa 10 TW. L'energia captabile con le tecnologie già sviluppate o in via di perfezionamento è valutata in circa TW.

49 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE

50 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE Sintesi degli obiettivi di risparmio energetico e valorizzazione delle fonti rinnovabili al 2010 PER Emilia Romagna RISPARMIO ENERGETICO NEL SETTORE CIVILE – OBIETTIVO TEP RISPARMIO ENERGETICO NELLINDUSTRIA – OBIETTIVO: TEP RISPARMIO ENERGETICO NEI TRASPORTI – OBIETTIVO: TEP RISPARMIO ENERGETICO IN AGRICOLTURA – OBIETTIVO: TEP

51 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE Sintesi degli obiettivi di risparmio energetico e valorizzazione delle fonti rinnovabili al 2010 PER Emilia Romagna FOTOVOLTAICO – OBIETTIVO: 20 MW EOLICO – OBIETTIVO: 15 – 20 MW BIOMASSE – OBIETTIVO: 300 MW SOLARE TERMICO – OBIETTIVO: mq

52 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE Sintesi degli obiettivi di risparmio energetico e valorizzazione delle fonti rinnovabili al 2010 PER Emilia Romagna IDROELETTRICO – OBIETTIVO: 16 MW GEOTERMIA – OBIETTIVO: 9 – 12 MW GENERAZIONE DISTRIBUITA E COGENERAZIONE – OBIETTIVO: 600 MW

53 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE COSTI ATTUALI E PREVISIONI DI COSTO DELLENERGIA PRODOTTA DALLE FER - IEA: INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - IDROELETTRICO Tecnologia Costo attuale (/kWh) Riduzione di costo negli ultimi dieci anni (%) Riduzione di costo nei prossimi dieci anni (%) Grande Hydro 0,02 – 0,04 Costante Leggero aumento Mini Hydro 0,02 – 0,10 Costante Leggera diminuzione

54 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE COSTI ATTUALI E PREVISIONI DI COSTO DELLENERGIA PRODOTTA DALLE FER - IEA: INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - BIOMASSE Tecnologia Costo attuale (/kWh) Riduzione di costo negli ultimi dieci anni (%) Riduzione di costo nei prossimi dieci anni (%) Combustione di rifiuti 0,02 – 0,14 Costante Crescita continua Digestione anaerobica 0,02 – 0,14 5 – 10 Gas di rifiuti 0,04 – 0, Costante Biomasse solide 0,04 – 0,07 (calore) 0,08 – 0,1 (en.el.) 5 – 10 (calore) 10 – 15 (en. el.) 10 – 20 (calore) 40 – 70 (en. el.)

55 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE COSTI ATTUALI E PREVISIONI DI COSTO DELLENERGIA PRODOTTA DALLE FER - IEA: INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - BIOCARBURANTI Tecnologia Costo attuale (/kWh) Riduzione di costo negli ultimi dieci anni (%) Riduzione di costo nei prossimi dieci anni (%) Etanolo 0,30 – 0,40 5 – – 50 Biodiesel 0,50 – 0,60 5 – – 25

56 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE COSTI ATTUALI E PREVISIONI DI COSTO DELLENERGIA PRODOTTA DALLE FER - IEA: INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - SOLARE Tecnologia Costo attuale (/kWh) Riduzione di costo negli ultimi dieci anni (%) Riduzione di costo nei prossimi dieci anni (%) Solare termico per energia termica 0,02 – 0,04 Costante Leggero aumento Solare termico per energia elettrica 0,02 – 0,10 Costante Leggera diminuzione Fotovoltaico 0,50 – 1,

57 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE COSTI ATTUALI E PREVISIONI DI COSTO DELLENERGIA PRODOTTA DALLE FER - IEA: INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - EOLICO Tecnologia Costo attuale (/kWh) Riduzione di costo negli ultimi dieci anni (%) Riduzione di costo nei prossimi dieci anni (%) Eolico a terra 0,04 – 0,08 30 – 50 Eolico off – shore 0,05 – 0,

58 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE COSTI DI IMPIANTO ATTUALI E PREVISIONI DI COSTO DEI PRINCIPALI SISTEMI FER (www.ilsolea360gradi.it/2004/novembre.pdf) DEI PRINCIPALI SISTEMI FER (www.ilsolea360gradi.it/2004/novembre.pdf)

59 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE Dalle risorse energetiche rinnovabili si possono ottenere: Potenza termicaPotenza termica Potenza elettricaPotenza elettrica Potenza termica e potenza elettrica cioè la cogenerazionePotenza termica e potenza elettrica cioè la cogenerazione

60 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - La tecnologia fotovoltaica consiste nella trasformazione diretta della luce solare in energia elettrica mediante limpiego di dispositivi che utilizzano leffetto fotovoltaico basato cioè sulle proprietà di alcuni materiali semiconduttori, in grado di convertire l'energia della radiazione solare in energia elettrica, senza parti meccaniche in movimento e senza l'uso di alcun combustibile. Dispositivo senza parti in movimento (collettore o pannello) assorbe potenza solare e genera potenza elettrica in corrente continua (il valore dipende ovviamente dallintensità della radiazione solare incidente). Rendimento massimo di conversione varia secondo il tipo di collettore: come valore indicativo si può prendere R pari a circa il 15%. Il collettore è costituito da un certo numero di dispositivi elementari (celle FV) collegate in serie in modo da fornire una tensione elettrica adeguata.

61 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - Tecnologie disponibili - Tipi di celle: Silicio monocristallino (Rmax˜25%)Silicio monocristallino (Rmax˜25%) Silicio policristallino (Rmax˜20%)Silicio policristallino (Rmax˜20%) Silicio amorfo come film sottile (Rmax˜10%)Silicio amorfo come film sottile (Rmax˜10%) Semiconduttori binari o ternari (Rmax˜40%)Semiconduttori binari o ternari (Rmax˜40%) Altri film sottili (Rmax˜15%)Altri film sottili (Rmax˜15%) Moduli commerciali hanno rendimento complessivo minore: m-Si e p-Si :R attorno a 15%m-Si e p-Si :R attorno a 15% a-Si : R attorno a 7%a-Si : R attorno a 7% Altri film sottili: R attorno a 10%Altri film sottili: R attorno a 10% S.C. binari e ternari: R attorno a 30%;S.C. binari e ternari: R attorno a 30%; usi spaziali,concentrazioneusi spaziali,concentrazione

62 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - Pannelli di silicio mono – cristallino

63 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - Cella silicio poli – cristallino

64 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - Moduli commerciali: Flessibili (quelli a film sottile) o rigidi (tutti gli altri)Flessibili (quelli a film sottile) o rigidi (tutti gli altri) Con cornice metallica o senzaCon cornice metallica o senza Opachi o semitrasparentiOpachi o semitrasparenti ColoratiColorati Dimensioni e caratteristiche non standardizzateDimensioni e caratteristiche non standardizzate Tempo di ritorno energetico – Pay Back Time: fra tre e cinque anni, secondo il tipo di modulo e la disponibilità di radiazione solare. Durata tipica dei moduli: circa 30 anni Garanzie del costruttore: 1-2 anni per difetti di fabbricazione; anni per rendimento non minore dell80% di quello iniziale

65 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - I componenti essenziali di un sistema fotovoltaico si possono riassumere nei seguenti: Campo fotovoltaico; Campo fotovoltaico; Gruppo di conversione DC/AC (Inverter); Gruppo di conversione DC/AC (Inverter); Impianto elettrico utente (230 Vac); Impianto elettrico utente (230 Vac); Doppio contatore con rete di distribuzione (per scambio di energia). Doppio contatore con rete di distribuzione (per scambio di energia).

66 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - I vantaggi della tecnologia fotovoltaica sono: Buona affidabilità e basso livello di manutenzione;Buona affidabilità e basso livello di manutenzione; Assenza di rumore durante il funzionamento;Assenza di rumore durante il funzionamento; Modesto impatto ambientale;Modesto impatto ambientale; Fonte energetica gratuita.Fonte energetica gratuita. Gli svantaggi: Discontinuità della fonte energetica;Discontinuità della fonte energetica; Costi di impianto elevati;Costi di impianto elevati; Spazi di installazione elevati.Spazi di installazione elevati.

67 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Fotovoltaico - Gli impianti fotovoltaici possono essere suddivisi in due categorie: Impianti collegati alla rete elettrica (grid – connected): sono quei sistemi fotovoltaici che oltre a produrre energia elettrica per lutenza, immettono in rete lenergia in esubero. Tali impianti sono utilizzati dove la produzione di energia elettrica da fonte convenzionale è costosa e/o a elevato impatto ambientale. Tipiche applicazioni riguardano la generazione diffusa mediante impianti collegati alla rete elettrica di distribuzione in bassa o media tensioneImpianti collegati alla rete elettrica (grid – connected): sono quei sistemi fotovoltaici che oltre a produrre energia elettrica per lutenza, immettono in rete lenergia in esubero. Tali impianti sono utilizzati dove la produzione di energia elettrica da fonte convenzionale è costosa e/o a elevato impatto ambientale. Tipiche applicazioni riguardano la generazione diffusa mediante impianti collegati alla rete elettrica di distribuzione in bassa o media tensione Impianti isolati (stand – alone): si tratta di impianti la cui energia prodotta in esubero viene accumulata in apposite batterie.Impianti isolati (stand – alone): si tratta di impianti la cui energia prodotta in esubero viene accumulata in apposite batterie.

68 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Solare Termico - Un dispositivo senza parti in movimento (collettore) riceve radiazione solare e la converte in potenza termica ceduta ad un fluido termovettore (tipicamente acqua o aria). Rendimento tipico medio R = 50%. Energia solare incidente in un anno su 1 m² di superficie orizzontale circa 1400 kWh (che è il valore medio per lItalia; in Trentino ˜1100 kWh, in Sicilia ˜1700 kWh). Tecnologia disponibile: collettori piani vetrati Impianto per acqua calda sanitari – ACS: in pianura padana tipicamente ˜4 m2 di collettori con accumulo di ˜300 litri copre al 60% nellanno e al 100% da aprile a ottobre le esigenze di una famiglia di 4 persone. Impianto Combi per un contributo significativo al riscaldamento di ambienti, con integrazione da impianto convenzionale: tipicamente da 10 a 15 m², però risulta molto sovradimensionato per la sola ACS estiva.(Il riscaldamento potrebbe essere totalmente solare se fosse disponibile tecnologia per accumulo stagionale efficiente e compatto).

69 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Solare Termico - Tecnologia disponibile: Collettori piani senza copertura trasparente, per uso solo stagionale (acqua calda per piscine, stabilimenti balneari…)in località con clima mite.Collettori piani senza copertura trasparente, per uso solo stagionale (acqua calda per piscine, stabilimenti balneari…)in località con clima mite. Collettori solari sotto vuoto (tipicamente tubolari): In climi freddi consentono di avere buoni rendimenti a bassa temperatura, mentre in climi temperati o caldi permettono di produrre vapore di processo a T>100°C.Collettori solari sotto vuoto (tipicamente tubolari): In climi freddi consentono di avere buoni rendimenti a bassa temperatura, mentre in climi temperati o caldi permettono di produrre vapore di processo a T>100°C. Tempi di ritorno: pochi anni, anche senza incentivi Utenze particolarmente adatte: impianti sportivi e ricreativi,campeggi, alberghi, soprattutto se luso è soprattutto estivo, per cui richiesta di potenza termica e disponibilità di potenza solare sono in fase. Particolarmente valida a livello ambientale, è conveniente in zone agricole e montane, lintegrazione con caldaie a biomassa.

70 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa solare: il Solare Termico - I vantaggi del solare termico sono: riduzione di consumi di combustibile per il riscaldamento (o di elettricità nel caso di scaldabagni elettrici);riduzione di consumi di combustibile per il riscaldamento (o di elettricità nel caso di scaldabagni elettrici); risparmi sui costi annuali delle bollette;risparmi sui costi annuali delle bollette; riduzione delle emissioni inquinanti e dei gas ad effetto serra.riduzione delle emissioni inquinanti e dei gas ad effetto serra. Gli svantaggi: maggiore costo di investimento iniziale per l'impianto termo – sanitario;maggiore costo di investimento iniziale per l'impianto termo – sanitario; necessità di individuare luoghi idonei per il posizionamento di collettori e serbatoio.necessità di individuare luoghi idonei per il posizionamento di collettori e serbatoio.

71 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Biomassa - In linea generale, Biomassa è tutto ciò che ha matrice organica, con esclusione delle plastiche e dei materiali fossili, che esulano dallargomento in questione. Le più importanti tipologie di biomassa sono: residui forestali;residui forestali; scarti dellindustria di trasformazione del legno (trucioli, segatura, etc.);scarti dellindustria di trasformazione del legno (trucioli, segatura, etc.); scarti delle aziende zootecniche;scarti delle aziende zootecniche; scarti mercatali.scarti mercatali. La biomassa ha tre applicazioni principali: biopower (produzione di energia elettrica e termica da biomassa);biopower (produzione di energia elettrica e termica da biomassa); biofuels (produzione di combustibili da biomassa);biofuels (produzione di combustibili da biomassa); bioproducts (produzione di composti chimici da biomassa).bioproducts (produzione di composti chimici da biomassa).

72 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Biomassa - I principali vantaggi della biomassa sono: AbbondanzaAbbondanza Buona diffusione nel territorio;Buona diffusione nel territorio; Rinnovabilità con il ciclo agro – forestale;Rinnovabilità con il ciclo agro – forestale; Facilità di conversione in combustibili ad alto potere energetico;Facilità di conversione in combustibili ad alto potere energetico; Economia del prodotto;Economia del prodotto; Rigenerazione di terre desolate e aree disboscate;Rigenerazione di terre desolate e aree disboscate; Buone opportunità di creare occupazione nelle comunità rurali;Buone opportunità di creare occupazione nelle comunità rurali; Buon bilancio dei livelli di CO2: luso di energia da biomassa non provoca un aumento di livelli di CO2 poiché le piante la riassorbono durante la loro crescita (fotosintesi);Buon bilancio dei livelli di CO2: luso di energia da biomassa non provoca un aumento di livelli di CO2 poiché le piante la riassorbono durante la loro crescita (fotosintesi); Integrazione del reddito agricolo con abbattimento dei costi aziendali;Integrazione del reddito agricolo con abbattimento dei costi aziendali; Minima produzione di zolfo con conseguente riduzione di piogge acide.Minima produzione di zolfo con conseguente riduzione di piogge acide.

73 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Biomassa - Gli svantaggi: la combustione della biomassa causa emissioni in atmosfera che devono essere al di sotto dei limiti normativi;la combustione della biomassa causa emissioni in atmosfera che devono essere al di sotto dei limiti normativi; scarsa informazione dellopinione pubblica;scarsa informazione dellopinione pubblica; mancanza di strutture di collegamento tra ricerca ed utilizzatori.mancanza di strutture di collegamento tra ricerca ed utilizzatori.

74 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Eolica - Lenergia Eolica utilizza lenergia cinetica del vento, trasformandola dapprima in energia meccanica e conseguentemente in energia elettrica. Nel corso del suo sviluppo, lenergia Eolica è quella che meno, tra le fonti di energia rinnovabile, ha dovuto subire la concorrenza del petrolio e dei suoi derivati, conseguentemente alle sue caratteristiche e peculiarità assolutamente distintive. Limpianto eolico produce elettricità mediante gli aerogeneratori i quali hanno come principio di funzionamento lo stesso dei mulini a vento.

75 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Eolica - Un aerogeneratore (turbina eolica) è una macchina in grado di trasformare l'energia cinetica posseduta dal vento in energia meccanica, la quale a sua volta viene utilizzata per la produzione di energia elettrica.

76 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Eolica - E costituito essenzialmente da un sostegno che ospita alla sua sommità la gondola o navicella, costituita da un basamento o da un involucro esterno; al suo interno si trovano l'albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l'albero veloce, il generatore elettrico e i dispositivi ausiliari. All'estremità dell'albero lento e all'esterno della gondola è fissato il rotore, costituito da un mozzo, sul quale sono montate le pale, che hanno il compito di raccogliere l'energia cinetica del vento.

77 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Eolica - Disponibilità e tipologie degli aerogeneratori (turbina eolica): Ad asse orizzontale:Ad asse orizzontale: – tipicamente tripala; –potenze nominali da pochi kW ad alcuni MW; –Pmax pari a circa 5MW (altezza torre circa 100 m, lunghezza pale circa 60m) Ad asse verticale:Ad asse verticale: –varie configurazioni; –Pmax nettamente più bassa (<100kW) Utilizzazione predominante in parchi eolici, costituiti da parecchi aeromotoriUtilizzazione predominante in parchi eolici, costituiti da parecchi aeromotori Zone montane:Zone montane: –risorsa eolica disponibile tipicamente sui crinali; –velocità medie del vento inferiori a quelle di pianure e mari del nord-Europa

78 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Eolica - La risorsa eolica prevede i seguenti vantaggi: Oltre ad essere continuamente disponibile e non inquinante, può essere utilizzata per compiere svariati lavori, sia meccanici che elettrici;Oltre ad essere continuamente disponibile e non inquinante, può essere utilizzata per compiere svariati lavori, sia meccanici che elettrici; La sua utilizzazione pratica non richiede particolari modifiche al modo di vivere;La sua utilizzazione pratica non richiede particolari modifiche al modo di vivere; E disponibile sia di giorno che di notte, ed in zone temperate è disponibile in modo proporzionale alla richiesta;E disponibile sia di giorno che di notte, ed in zone temperate è disponibile in modo proporzionale alla richiesta; I meccanismi che sfruttano lenergia eolica non richiedono necessariamente tecnologie davanguardia;I meccanismi che sfruttano lenergia eolica non richiedono necessariamente tecnologie davanguardia; Ecologicamente parlando non è inquinante e non influisce per nulla sugli ecosistemi in cui è inserita.Ecologicamente parlando non è inquinante e non influisce per nulla sugli ecosistemi in cui è inserita.

79 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Eolica - Impatto ambientale: Singoli aeromotori e soprattutto parchi eolici sottraggono territorio ad altri usiSingoli aeromotori e soprattutto parchi eolici sottraggono territorio ad altri usi Emettono rumoreEmettono rumore Hanno impatto sullavifaunaHanno impatto sullavifauna Hanno impatto visivo che rende problematica la loro accettazione da parte delle comunità interessate.Hanno impatto visivo che rende problematica la loro accettazione da parte delle comunità interessate. Efondamentale il coinvolgimento e la costruzione graduale di un consenso informato.Efondamentale il coinvolgimento e la costruzione graduale di un consenso informato.

80 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Idroelettrica - La tecnologia idroelettrica è la più matura tra le fonti rinnovabili; gli impianti idraulici sfruttano lenergia potenziale meccanica propria contenuta in una portata di acqua che si trova disponibile ad una certa quota rispetto al livello in cui sono posizionate le turbine. La potenza di un impianto idraulico dipende da due termini: Salto: differenza di quota tra il punto di prelievo dellacqua ed il punto di restituzione.Salto: differenza di quota tra il punto di prelievo dellacqua ed il punto di restituzione. Portata: volume dacqua prelevato nellunità di tempo (m3/s).Portata: volume dacqua prelevato nellunità di tempo (m3/s).

81 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Idroelettrica - Gli impianti idroelettrici emettono pochi gas serra e nessun altro effluente inquinante o sottoprodotto di scarto nocivo. L'energia idroelettrica è rinnovabile, in quanto utilizza una fonte naturale come l'acqua, la quale non viene né inquinata, né consumata durante la produzione di energia elettrica. In base alla taglia di potena nominale della centrale, gli impianti idraulici si suddividono in: Micro – impianti: P < 100 kW;Micro – impianti: P < 100 kW; Mini – impianti: 100 < P (kW) < 1000;Mini – impianti: 100 < P (kW) < 1000; Piccoli – impianti: 1000 < P(kW) <10000;Piccoli – impianti: 1000 < P(kW) <10000; Grandi – impianti: P > kW.Grandi – impianti: P > kW.

82 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Idroelettrica - Gli impianti possono essere identificati come: Ad acqua fluente: che non dispongono di alcuna capacità di regolazione degli afflussi, per cui la portata sfruttata coincide con quella disponibile nel corso d'acqua (a meno di una quota detta deflusso minimo vitale, necessari per salvaguardare l'ecosistema).Ad acqua fluente: che non dispongono di alcuna capacità di regolazione degli afflussi, per cui la portata sfruttata coincide con quella disponibile nel corso d'acqua (a meno di una quota detta deflusso minimo vitale, necessari per salvaguardare l'ecosistema). A deflusso regolato (a bacino):sono provvisti di una capacità di invaso alla presa del corso d'acqua atta a modificare il regime delle portate utilizzate dalla centrale.A deflusso regolato (a bacino):sono provvisti di una capacità di invaso alla presa del corso d'acqua atta a modificare il regime delle portate utilizzate dalla centrale. A pompaggio: sono impianti con tutte le caratteristiche degli impianti tradizionali ma che ricavano la disponibilità di acqua nel serbatoio superiore mediante sollevamento elettromeccanico (con pompe).A pompaggio: sono impianti con tutte le caratteristiche degli impianti tradizionali ma che ricavano la disponibilità di acqua nel serbatoio superiore mediante sollevamento elettromeccanico (con pompe). Inseriti in un canale o in una condotta per approvvigionamento idrico: l'acqua potabile è approvvigionata ad una città adducendo l'acqua da un serbatoio di testa mediante una condotta in pressione.Inseriti in un canale o in una condotta per approvvigionamento idrico: l'acqua potabile è approvvigionata ad una città adducendo l'acqua da un serbatoio di testa mediante una condotta in pressione.

83 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Idroelettrica - La risorsa idroelettrica ha come presupposti i seguenti vantaggi: Affidabilità della fonte energetica;Affidabilità della fonte energetica; Utilizzazione di corsi dacqua anche modesti o marginali;Utilizzazione di corsi dacqua anche modesti o marginali; Rispetto nei confronti degli ecosistemi;Rispetto nei confronti degli ecosistemi; Elevato rendimento globale ottenibile;Elevato rendimento globale ottenibile; Bassi costi di manutenzione e mantenimento;Bassi costi di manutenzione e mantenimento; Elevata energia specifica;Elevata energia specifica; Buona potenzialità sul territorio;Buona potenzialità sul territorio; Tecnologie allavanguardia.Tecnologie allavanguardia.

84 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Risorsa Idroelettrica - Impatto ambientale: Impatto ambientale:Impatto ambientale: Bacino idroelettrico sottrae territorio ad altri usiBacino idroelettrico sottrae territorio ad altri usi Eventuale rottura diga può provocare catastrofeEventuale rottura diga può provocare catastrofe Conflitto fra usi della risorsa acqua ( agricolo, idroelettrico, turistico- ricreativo )Conflitto fra usi della risorsa acqua ( agricolo, idroelettrico, turistico- ricreativo ) Azioni di mitigazione: Garantire sempre il deflusso minimo vitaleGarantire sempre il deflusso minimo vitale Per decidere fare bilancio complessivoPer decidere fare bilancio complessivo Perseguire gestione locale completa della risorsa acquaPerseguire gestione locale completa della risorsa acqua

85 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Ipotesi di impianti a FER - Rifugi montani: FV ed eolico ( ad asse verticale) per generazione elettrica (gruppo elettrogeno di emergenza);impianto solare termico, assistito da pompa di calore, per riscaldamento e produzione di ACS. Miglior qualità ambientale rispetto ad uso solo di gruppo elettrogeno. Aziende agricole: Come sopra, con plausibile aggiunta di impianto nano – idraulico e caldaia a biomassa. Con elettricità e calore si incentivano le filiere delle attività produttive: filiera del latte e formaggi, essiccamento del foraggio… Campeggi: come nei casi precedenti. Acqua calda disponibile in abbondanza a costi contenuti permette di offrire migliori servizi con bonus ambientale aggiunto.

86 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Problemi gestionali degli impianti a FER - Idroelettrici: nessun problema particolare legato allintermittenza. Indisponibilità prevedibile con grande anticipo (mesi, o almeno settimane). A biomassa: nessun problema se non si sbagliano grossolanamente le stime di disponibilità del combustibile. Eolici: problemi di intermittenza. Indisponibilità prevedibile con anticipo di qualche giorno, ma non con certezza. Fotovoltaici: Problemi di intermittenza su varie scale temporali: passaggio di nuvole, ritmo giornaliero, ritmo – stagionale.

87 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Problemi gestionali degli impianti a FER - La realizzazione di impianti isolati ibridi e il collegamento in rete servono proprio a superare il problema legato allintermittenza. La gestione della rete elettrica diventa più complicata, ma attualmente il problema è risolubile, per la disponibilità sia di hardware(elettronica di potenza) che di software (per la gestione in tempo reale del dispacciamento). Anzi la tendenza alla generazione distribuita riguarda anche gli impianti a combustibili fossili, perché abbassa le perdite di distribuzione.

88 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE - Impianti di Cogenerazione a FER - Attualmente solo centrali a biomassa vegetale o biogas. Di solito si privilegia la produzione elettrica, ma non è sempre la strategia migliore. Se si privilegia la produzione termica, la produzione elettrica diminuisce ma può aumentare il rendimento complessivo. Si stanno sperimentando moduli FV che producono anche potenza termica. La temperatura di uscita del fluido non può essere >45°C, altrimenti si penalizza troppo il rendimento elettrico. Siccome si stanno diffondendo gli impianti di riscaldamento a bassa temperatura (T ˜30°C), questi moduli potranno diventare molto interessanti una volta resi affidabili e commercializzati

89 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI E BIOMASSE Manuela Dodi Bologna, 5 febbraio 2007

90 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE S'intende per biomassa ogni sostanza organica derivante direttamente o indirettamente dal processo di fotosintesi clorofilliana: Residui agricoliResidui agricoli LegnameLegname Residui agroforestaleResidui agroforestale Colture energeticheColture energetiche Rifiuti industriali vegetaliRifiuti industriali vegetali Parti organiche RSUParti organiche RSU

91 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE Mediante il processo di fotosintesi le piante assorbono dall'ambiente circostante anidride carbonica (CO2) e acqua, che vengono trasformate, con l'apporto dell'energia solare e di sostanze nutrienti presenti nel terreno, in materiale organico utile alla crescita della pianta. In questo modo vengono fissate complessivamente circa 2×10^11 tonnellate di carbonio all'anno, con un contenuto energetico equivalente a 70 miliardi di tonnellate di petrolio, circa 10 volte l'attuale fabbisogno energetico mondiale.

92 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE CICLO DELLA BIOMASSA = TRASFORMAZIONE NATURALE DI ENERGIA Energia solareEnergia solare Acqua del sottosuoloAcqua del sottosuolo Anidride carbonicaAnidride carbonica AriaAria Minerali ed ulteriori minerali estratti dal suoloMinerali ed ulteriori minerali estratti dal suolo

93 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE Biomassa è un termine che riunisce una gran quantità di materiali, di natura estremamente eterogenea. In forma generale, si può dire che è biomassa tutto ciò che ha matrice organica, con esclusione delle plastiche di origine petrolchimica e dei materiali fossili, es. petrolio e carbone che esulano dallargomento in questione. La biomassa per usi energetici è probabilmente la più concreta ed immediata F.E.R. disponibile; le sue principali applicazioni sono: Produzione di energiaProduzione di energia Sintesi di carburantiSintesi di carburanti Sintesi di prodottiSintesi di prodotti

94 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE Il biossido di carbonio emesso dagli impianti termici alimentati a biomasse è lo stesso che viene assorbito dai vegetali per produrre una quantità uguale di biomassa. Nel ciclo energetico della biomassa il bilancio del biossido di carbonio è in equilibrio. Come risultato dei progressi tecnologici la maggior parte dei motori dei veicoli attualmente in circolazione nell'Unione Europea è in condizione di usare una miscela contenente una bassa percentuale di bio – carburante senza problemi. I più recenti sviluppi tecnologici permettono di utilizzare percentuali più elevate di bio- carburante nella miscela. Alcuni Paesi utilizzano già miscele contenenti il 10%, e oltre, di bio-carburante.

95 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE I principali vantaggi delle biomasse sono: –Abbondanza della quantità –Facilità di estrazione energetica –Economia –Rigenerazione delle terre desolate –Sviluppo in aree inutilizzate –Contributo negativo all'effetto serra e alla produzione di piogge acide –Basso tenore di zolfo –Rinnovabilità –Il fine ciclo costituisce potenziale fertilizzante

96 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE Considerazioni generali: –Convenienza economica: principale elemento di valutazione –Coerenza temporale dellofferta e della domanda –Sistemi di accumulo per garantire giacenza quantitativa e temporale –Combinazioni di tecnologie: sistemi energetici integrati –Conoscenza normativa –Introduzione di tecnologie energetiche innovative durante le fasi di ristrutturazione

97 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Stato dellarte - Ad oggi, le biomasse soddisfano il 15% circa degli usi energetici primari nel mondo, con 55 milioni di TJ/anno (1.230 Mtep/anno). Lutilizzo di tale fonte mostra, però, un forte grado di disomogeneità fra i vari Paesi. I Paesi in Via di Sviluppo - PvS, nel complesso, ricavano mediamente il 38% della propria energia dalle biomasse, con 48 milioni di TJ/anno (1.074 Mtep/anno), ma in molti di essi tale risorsa soddisfa fino al 90% del fabbisogno energetico totale, mediante la combustione di legno, paglia e rifiuti animali.

98 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Stato dellarte - Nei Paesi Industrializzati, invece, le biomasse contribuiscono appena per il 3% agli usi energetici primari con 7 milioni di TJ/anno (156 Mtep/anno). In particolare, gli USA ricavano il 3,2% della propria energia dalle biomasse, equivalente a 3,2 milioni di TJ/anno (70 Mtep/anno). LEuropa ricava complessivamente il 3,5% dellenergia, corrispondenti a circa 40 Mtep/anno, con punte del 18% in Finlandia, 17% in Svezia, 13% in Austria, lItalia, con il 2,5% del proprio fabbisogno coperto dalle biomasse, è al di sotto della media europea. Limpiego delle biomasse in Europa soddisfa, dunque, una quota abbastanza marginale dei consumi di energia primaria, rispetto alla sua potenzialità.

99 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Stato dellarte - Allavanguardia, nello sfruttamento delle biomasse come fonte energetica, sono i Paesi del centro-nord Europa, che hanno installato impianti di cogenerazione e teleriscaldamento alimentati a biomasse. La Francia, che ha la più vasta superficie agricola in Europa, punta molto anche sulla produzione di bio – diesel ed etanolo, per il cui impiego come combustibile ha adottato una politica di completa defiscalizzazione. La Gran Bretagna invece, ha sviluppato una produzione trascurabile di bio – combustibili, ritenuti allo stato attuale antieconomici, e si è dedicata in particolare allo sviluppo di un vasto ed efficiente sistema di recupero del biogas dalle discariche, sia per usi termici che elettrici.

100 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Stato dellarte - La Svezia e lAustria, che contano su una lunga tradizione di utilizzo della legna da ardere, hanno continuato ad incrementare tale impiego sia per riscaldamento che per teleriscaldamento, dando grande impulso alle piantagioni di bosco ceduo (salice, pioppo) che hanno rese 3÷4 volte superiori alla media come fornitura di materia prima. Nel quadro europeo dellutilizzo energetico delle biomasse, lItalia si pone in una condizione di scarso sviluppo, nonostante lelevato potenziale di cui dispone, che risulta non inferiore ai 27 Mtep!

101 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - La bio – energia è qualsiasi forma di energia utile ottenuta dai biocombustibili. La biomassa rappresenta la più consistente tra le fonti di energia rinnovabile anche se esistono molteplici difficoltà di impiego dovute allampiezza e allarticolazione delle fasi che costituiscono le singole filiere. Le tecnologie per ottenere energia dai vari tipi di biomasse sono naturalmente diverse, come diversi sono i prodotti energetici che si ottengono.

102 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Ad esempio, se un materiale ha molto carbonio (C) e poca acqua (H2O), è adatto per essere bruciato per ottenere calore o elettricità; se, viceversa, ha molto azoto (N) ed è molto umido, può essere sottoposto ad un processo biochimico che trasforma le molecole organiche in metano ed anidride carbonica. Infine, combustibili liquidi adatti ad essere utilizzati nei motori a benzina o diesel possono essere ottenuti a partire da particolari specie vegetali. In sintesi, i processi di conversione in energia delle biomasse possono essere ricondotti a due grandi categorie: PROCESSI TERMOCHIMICIPROCESSI TERMOCHIMICI PROCESSI BIOCHIMICIPROCESSI BIOCHIMICI

103 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - PROCESSI TERMOCHIMICI – I processi di conversione termochimica sono basati sull'azione del calore che permette le reazioni chimiche necessarie a trasformare la materia in energia e sono utilizzabili per i prodotti ed i residui cellulosici e legnosi in cui il rapporto C/N abbia valori superiori a 30 ed il contenuto di umidità non superi il 30%. Le biomasse più adatte a subire processi di conversione termochimica sono la legna e tutti i suoi derivati (segatura, trucioli, ecc.), i più comuni sottoprodotti colturali di tipo ligno-cellulosico (paglia di cereali, residui di potatura della vite e dei fruttiferi, ecc.) e taluni scarti di lavorazione (lolla, pula, gusci, noccioli, ecc.).

104 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - PROCESSI BIOCHIMICI – I processi di conversione biochimica permettono di ricavare energia per reazione chimica dovuta al contributo di enzimi, funghi e micro- organismi, che si formano nella biomassa sotto particolari condizioni, e vengono impiegati per quelle biomasse in cui il rapporto C/N sia inferiore a 30 e l'umidità alla raccolta superiore al 30%. Risultano idonei alla conversione biochimica le colture acquatiche, alcuni sottoprodotti colturali (foglie e steli di barbabietola, ortive, patata, ecc.), i reflui zootecnici e alcuni scarti di lavorazione (borlande, acqua di vegetazione, ecc.), nonché lacune tipologie di reflui urbani ed industriali.

105 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Cofring (Co – Combustione) Una immediata opportunità per l'utilizzo massiccio delle biomasse come fonte per ottenere energia elettrica. Fin dal 1990 molte verifiche sperimentali hanno dato esito positivo nella sostituzione di una porzione di carbone con biomassa da utilizzare nella stessa caldaia dell'impianto preesistente, ciò può essere fatto miscelando la biomassa con carbone prima che il combustibile venga introdotto nella caldaia o utilizzando alimentazioni separate per la biomassa e il carbone.

106 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Cofring (Co – Combustione) Si può arrivare a sostituire il 20% di carbone con biomasse, riducendo le emissioni di protossido d'azoto, di anidride solforosa e di anidride carbonica. In U.S.A. gli impianti termoelettrici a carbone predisposti per il cofiring hanno avuto un tempo di ammortamento medio di 8 anni, ed è stato ritenuto molto conveniente dalle stesse società proprietarie di tali impianti. Anche il cofring di gas naturale con biogas o syngas può dare buoni risultati di efficienza, anche quando applicato a sistemi medio – piccoli.

107 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Cofring (Co – Combustione) Co – combustione = combustione simultanea di diversi combustibli -Tipicamente: biomasse (e RSU) con carbone - -E unopzione economicamente e tecnicamente attuabile sfruttando impianti esistenti -E correntemente utilizzata in USA, Finlandia, Danimarca, Germania, Austria, Spagna e Svezia -% di biomassa nel blend limitata -Lefficienza del processo peggiore leggermente -Richiede parziali modifiche progettuali (diverse caratteristiche combustibile)

108 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Cofring (Co – Combustione) Dal punto di vista delle Biomasse: Risolve il problema di approvvigionamentoRisolve il problema di approvvigionamento Rappresenta una buona opportunità per incrementare la produzione di energia da FERRappresenta una buona opportunità per incrementare la produzione di energia da FER Dal punto di vista del carbone: Riduce le emissioni in atmosferaRiduce le emissioni in atmosfera Abbassa i costi del combustibileAbbassa i costi del combustibile Riduce le penalizzazoni previste nella produzione dei gas serra GHGRiduce le penalizzazoni previste nella produzione dei gas serra GHG

109 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Pirolisi Processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto fornendo calore, a temperature comprese tra 400 e 800°C, in forte carenza di ossigeno. I prodotti della pirolisi sono gassosi (pirolisi – gassificazione), liquidi e solidi (pirolisi – carbonizzazione), in proporzioni che dipendono dai metodi di pirolisi (pirolisi veloce, lenta, convenzionale) e dai parametri di reazione. Uno dei maggiori problemi legati alla produzione di energia basata sui prodotti della pirolisi è la qualità dei medesimi. Spesso, infatti, il livello di qualità non risulta essere sufficientemente adeguato per le applicazioni con turbine a gas e motori diesel. Indicativamente, facendo riferimento alle taglie degli impianti si può affermare che i cicli combinati ad olio pirolitico appaiono i più promettenti, soprattutto in impianti di grande taglia, mentre motori a ciclo diesel, alimentati con prodotti di pirolisi, sembrano più adatti ad impianti di piccola potenzialità.

110 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Pirolisi In particolare, a livello sperimentale, si nota che: Con una pirolisi lenta a basse temperature e lungo tempo di permanenza si ha un contenuto carbone di legna di circa il 30% in peso con un contenuto energetico di circa il 50%Con una pirolisi lenta a basse temperature e lungo tempo di permanenza si ha un contenuto carbone di legna di circa il 30% in peso con un contenuto energetico di circa il 50% La pirolisi estremamente veloce (flash pirolisi) condotta ad una temperatura relativamente bassa (intorno a 500 °C con un massimo di 650°C) e con un tempo di permanenza molto basso (meno di 1 secondo) fa aumentare i prodotti liquidi fino all80% in pesoLa pirolisi estremamente veloce (flash pirolisi) condotta ad una temperatura relativamente bassa (intorno a 500 °C con un massimo di 650°C) e con un tempo di permanenza molto basso (meno di 1 secondo) fa aumentare i prodotti liquidi fino all80% in peso La pirolisi estremamente veloce (flash pirolisi) condotta a temperature superiori (sopra i 650°C) fa aumentare i prodotti gassosi fino all80% in pesoLa pirolisi estremamente veloce (flash pirolisi) condotta a temperature superiori (sopra i 650°C) fa aumentare i prodotti gassosi fino all80% in peso Una pirolisi condotta in condizioni convenzionali, ovvero a temperature moderate (inferiori a 600 °C) dà origine a prodotti gassosi, liquidi e solidi in proporzioni più o meno costantiUna pirolisi condotta in condizioni convenzionali, ovvero a temperature moderate (inferiori a 600 °C) dà origine a prodotti gassosi, liquidi e solidi in proporzioni più o meno costanti La produzione di bio-olio consente di avere un combustibile a più alto contenuto energetico se comparato con la biomassa di partenza e, una volta stabilizzato, stoccabile per lungo tempo a temperatura ambiente senza problemi di degradazione

111 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Pirolisi – La Carbonizzazione La carbonizzazione è un processo pirolitico. E' un processo di tipo termochimico che consente la trasformazione delle molecole strutturate dei prodotti legnosi e cellulosici in carbone (carbone di legna o carbone vegetale), ottenuta mediante leliminazione dellacqua e delle sostanze volatili dalla materia vegetale, per azione del calore nelle carbonaie allaperto, o in storte chiuse che offrono una maggior resa in carbone e vari altri prodotti (alcol, acido acetico, acetone, catrame, ecc.). Il carbone di legna può essere usato come combustibile o anche come materia prima per l'ottenimento di prodotti chimici industriali quali ad esempio i carboni attivi.

112 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Gassificazione Processo di conversione del carbone e/o della biomassa in composti gassosi (ossido di carbonio, anidride carbonica, metano, idrogeno e miscele di essi come il syngas), eseguito per reazione con aria, ossigeno, vapore o loro miscele. Il gas prodotto può essere impiegato direttamente nellindustria chimica ed elettrica, o altrimenti convertito in idrocarburi liquidi o solidi tipo cere (Processo Fischer- Tropsch). La gassificazione consiste nell'ossidazione incompleta di una sostanza in ambiente ad elevata temperatura (900/1000°C) per la produzione di un gas combustibile (detto gas di gasogeno o syngas).

113 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Gassificazione Il gas di gasogeno può essere trasformato in alcool metilico (CH3OH), che può essere agevolmente utilizzato per l'azionamento di motori e per la produzione di bio- diesel. Le tecnologie di gassificazione della biomassa sono ritenute promettenti sia perché nell'immediato possono essere abbinate alle attuali tecnologie di produzione dell'energia elettrica, in particolare nelle centrali a gas a ciclo combinato e sia perché possono essere abbinate alle eventuali future centrali elettriche a fuel-cell, in particolare MCFC e SOFC, nelle quali gas composti da idrogeno e carbonio sono ottimali.

114 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Gassificazione Impiegando il tradizionale combustibile solido, cioè la legna o altri prodotti vegetali, si possono ottenere dei risultati soddisfacenti. Il combustibile solido viene sistemato in un ampio focolare, posto a media altezza della caldaia, attraverso la porta superiore la quale consente l'introduzione di pezzi di medie e grosse dimensioni.

115 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Gassificazione La caratteristica principale della caldaia e' dovuta a fatto che nel momento in cui il combustibile si surriscalda, produce gas naturale il quale, attraverso particolari aperture praticate alla base della camera di combustione, viene forzatamente convogliato nella parte inferiore della caldaia, formando la caratteristica fiamma rovesciata. Tale sistema tende allo sfruttamento massimo del combustibile, evitando, come nelle caldaie tradizionali, il formarsi di piccole particelle di residui incombusti. Le caldaie, il cui principio di funzionamento e' basato sul sistema gasogeno, sono presenti ormai da molti anni sul mercato mondiale del riscaldamento, in grado di garantire ottimi risultati e soddisfare ogni esigenza.

116 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Gassificazione L'ENEA è impegnato, in particolare presso il proprio Centro della Trisaia, in attività di ricerca e dimostrazione sull'utilizzo delle biomasse per la produzione di energia elettrica, con particolare riferimento allo sviluppo della tecnologia della gassificazione al fine di ottenere, con efficienza dell'80-85%, un syngas (gas di sintesi composto da H e CO) a basso medio potere calorifico, molto flessibile e con ridotto impatto ambientale. Le macchine utilizzatrici del syngas prodotto vanno dai classici motori alle microturbine e alle celle a combustibile.

117 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione La combustione è una reazione chimica in cui una sostanza (combustibile) si combina con l'ossigeno dell'aria (comburente) sviluppando calore. La combustione presuppone la contemporanea presenza in giuste proporzioni di tre elementi fondamentali: il combustibileil combustibile il comburenteil comburente la temperaturala temperatura

118 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione In assenza anche di uno solo di questi fattori la combustione non ha luogo, mentre se le proporzioni non sono rispettate si parla di combustione incompleta. Dal punto di vista termodinamico, la combustione è un processo di conversione dellenergia chimica del combustibile in calore. Lenergia termica recuperata viene utilizzata generalmente per riscaldamento o per processi produttivi industriali oppure per generare elettricità grazie a cicli a gas o a vapore. La combustione di biomassa associata a cicli a vapore Rankine non sempre consente di ottenere ottimi rendimenti di generazione elettrica. Valori tipici per impianti di potenza media (nel caso delle biomasse, ciò significa almeno dellordine dei 10 MW elettrici) si aggirano intorno al 25% come rendimento elettrico netto, mentre, sono nettamente inferiori in caso di impianti di piccola taglia.

119 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione La combustione dei combustibili solidi presenta alcune problematiche dovute, sostanzialmente, ai bassi valori di PCI, alla scarsa applicazione di essiccamento e alle condizioni di stoccaggio materiale, al contenuto di umidità e al basso punto di fusione delle ceneri (in funzione del tipo di biomassa considerata). Tali problematiche possono essere in parte o del tutto affrontate con lutilizzo di combstibile sottoforma di cippato, bricchetto o pellet, in continua fase di sviluppo e sperimentazione.

120 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione POTERE CALORIFICO DEL LEGNO IN RELAZIONE ALLESSICCAZIONE CONDIZIONI DEL LEGNO TENORE IDRICO (ti) POTERE CALORIFICO (Hu) Fresco di taglio 50 – 60% 2.0 kWh/kg Essiccato per unestate 25 – 35% 3.4 kWh/kg Essiccato per più anni 15 – 25% 4.0 kWh/kg

121 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione POTERE CALORIFICO DEL LEGNO IN RELAZIONE AL TENORE IDRICO

122 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE Legno spezzatoLegno spezzato Legno sminuzzatoLegno sminuzzato Trucioli e SegaturaTrucioli e Segatura Pellets e BricchettiPellets e Bricchetti Legno trattatoLegno trattato

123 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE LEGNO SPEZZATO Proveniente dal luogo di produzioneProveniente dal luogo di produzione Dimensioni comuni: 25 – 50 cmDimensioni comuni: 25 – 50 cm Stagionatura per alcuni anni in sito protetto da agenti atmosfericiStagionatura per alcuni anni in sito protetto da agenti atmosferici Ti: 15 – 20%Ti: 15 – 20%

124 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE LEGNO SMINUZZATO Proveniente dal luogo di produzioneProveniente dal luogo di produzione Sottoprodotti della lavorazione in segheriaSottoprodotti della lavorazione in segheria Piccola pezzaturaPiccola pezzatura Qualità giudicabile attraverso 3 caratteristicheQualità giudicabile attraverso 3 caratteristiche

125 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE LEGNO SMINUZZATO

126 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE LEGNO SMINUZZATO PEZZATURA: Legname sminuzzato fine: 3 cm.Legname sminuzzato fine: 3 cm. Legname sminuzzato medio: 5 cm. Prodotto denominato legname sminuzzato dindustriaLegname sminuzzato medio: 5 cm. Prodotto denominato legname sminuzzato dindustria Legname sminuzzato grosso: 10 cm. Prodotto tipico per lutilizzo negli impianti di teleriscaldamentoLegname sminuzzato grosso: 10 cm. Prodotto tipico per lutilizzo negli impianti di teleriscaldamento

127 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE LEGNO SMINUZZATO TENORE IDRICO: ti < 20%: essiccato allariati < 20%: essiccato allaria 20 < ti < 30%: ben stoccabile20 < ti < 30%: ben stoccabile 30 < ti < 35%: limitatamente stoccabile30 < ti < 35%: limitatamente stoccabile 35 < ti < 40%: umido35 < ti < 40%: umido 40 < ti < 50%: fresco di taglio40 < ti < 50%: fresco di taglio

128 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE LEGNO SMINUZZATO MASSA VOLUMICA APPARENTE: Il peso di 1 msr viene chiamato massa volumica apparente; con un ti uguale e con la stessa pezzatura essa dipende dal tipo di legno dalla forma delle particelle e dalla compressione Legni leggeri (pioppo, abete rosso, abete bianco …)Legni leggeri (pioppo, abete rosso, abete bianco …) Legni medi (pino, larice, betulla …)Legni medi (pino, larice, betulla …) Legni pesanti (faggio, quercia …)Legni pesanti (faggio, quercia …)

129 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE TRUCIOLI E SEGATURA Scarti industrialiScarti industriali ti variabileti variabile Qualità variabileQualità variabile

130 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE PELLETS E BRICCHETTI Scarti industriali lavorati (pressati)Scarti industriali lavorati (pressati) Basso ti (inferiore a 12%)Basso ti (inferiore a 12%) Alto Potere CalorificoAlto Potere Calorifico Alta densitàAlta densità

131 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione TIPOLOGIE DI LEGNAME AD USO COMBUSTIBILE PELLETS E BRICCHETTI

132 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione Naturalmente tra i biocombustibili solidi bisogna annoverare i pezzi (o ciocchi) di legno vero e proprio, il costo è marginalmente superiore in quanto possono essere ricavati da scarti industriali e/o delle lavorazioni agricole e boschive, comunque in genere i biocombustibili solidi sono competitivi anche nei confronti del metano, non solo per le necessità di calore ma in alcuni casi con i sistemi adeguati anche per la produzione di energia elettrica. Con la combustione si forma un gas molto tossico e mortale: l'ossido di carbonio (CO), dovuto alla non perfetta combustione e ciò si verifica con qualsiasi combustibile.

133 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione L'analisi dei fumi ha rilevato che l'ossido di carbonio tende a diminuire con l'aumentare del rendimento termico e a scomparire man mano che la combustione tende ad essere completa. Siccome l'ossido di carbonio è un gas combustibile che se miscelato con aria a temperature elevate brucia, la post-combustione consiste proprio nel bruciare il CO presente nei fumi generati dalla combustione primaria. I vantaggi di questa nuova tecnologia sono la riduzione dei gas tossici immessi nell'ambiente, aumento del rendimento termico di circa il 10%, risparmio economico ed energetico.

134 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione OBIETTIVI DI COMBUSTIONE: Emissione di calore proveniente dallenergia solare immagazzinataEmissione di calore proveniente dallenergia solare immagazzinata Minimizzazione delle emissioni di sostanze nociveMinimizzazione delle emissioni di sostanze nocive PROCESSO DI COMBUSTIONE: Riscaldamento ed essiccazione del legno fino a 100°CRiscaldamento ed essiccazione del legno fino a 100°C Carbonizzazione e decomposizione termica oltre i 100°CCarbonizzazione e decomposizione termica oltre i 100°C Combustione del carbone di legnaCombustione del carbone di legna

135 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione PROCESSO DI COMBUSTIONE Riscaldamento ed essiccazione del combustibile solido fino a 100°C: Consumo di energia direttamente proporzionale al grado di essiccazione ed alle dimensioni del combustibileConsumo di energia direttamente proporzionale al grado di essiccazione ed alle dimensioni del combustibile Legno con alto ti conduce ad elevati livelli di tenore di vapore acqueo nei gas di combustione con conseguenti basse temperature nella camera di combustioneLegno con alto ti conduce ad elevati livelli di tenore di vapore acqueo nei gas di combustione con conseguenti basse temperature nella camera di combustione

136 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione PROCESSO DI COMBUSTIONE Carbonizzazione e decomposizione termica oltre i 100°C (pirolisi): Sostanze volatili presenti nel legno pari al 70 – 80%Sostanze volatili presenti nel legno pari al 70 – 80% Laumento della temperatura libera inizialmente lossigeno latente e lidrogeno, di seguito sostanze come la cellulosa, la lignina … vengono volatizzati dallo stato solido a quello gassosoLaumento della temperatura libera inizialmente lossigeno latente e lidrogeno, di seguito sostanze come la cellulosa, la lignina … vengono volatizzati dallo stato solido a quello gassoso Decomposizione termica: COMBUSTIONE PRIMARIADecomposizione termica: COMBUSTIONE PRIMARIA

137 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Bio – Combustibili solidi – La Combustione PROCESSO DI COMBUSTIONE Combustione del carbone: La completa decomposizione crea il carboneLa completa decomposizione crea il carbone Al termine del processo la cenere può essere ricondotta nel ciclo naturaleAl termine del processo la cenere può essere ricondotta nel ciclo naturale La quantità di ceneri prodotte corrispondono a circa 0,5% del combustibile solido bruciatoLa quantità di ceneri prodotte corrispondono a circa 0,5% del combustibile solido bruciato

138 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici E' un processo di conversione di tipo biochimico che avviene in assenza di ossigeno e consiste nella demolizione, ad opera di micro-organismi, di sostanze organiche complesse (lipidi, protidi, glucidi) contenute nei vegetali e nei sottoprodotti di origine animale, che produce biogas costituito abitualmente per il 50÷70% circa da metano e per la restante parte da CO2 ed altri componenti. Il potere calorifico del gas ottenuto varia a seconda del contenuto di metano. Un valore medio può essere posto pari a circa kJ/Nm3. Prodotti da avviare alla fermentazione anaerobica: Deiezioni animaliDeiezioni animali Frazione Umida RSUFrazione Umida RSU Residui di lavorazioni (prodotti agricoli, carni…)Residui di lavorazioni (prodotti agricoli, carni…)

139 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Il biogas – miscela di CH4 (max. 80%), CO2 e piccole percentuali di impurezze varie (H2S, …) – così prodotto viene trattato, accumulato e può essere utilizzato come combustibile per alimentare caldaie a gas accoppiate a turbine per la produzione di energia elettrica o in centrali a ciclo combinato o motori a combustione interna. I sottoprodotti di tale processo biochimico sono ottimi fertilizzanti poiché parte dell'azoto che avrebbe potuto andare perduto sotto forma di ammoniaca è ora in una forma fissata e quindi direttamente utilizzabile dalle piante. Al termine del processo di fermentazione si conservano integri i principali elementi nutritivi (azoto, fosforo, potassio), già presenti nella materia prima, favorendo così la mineralizzazione dellazoto organico risultando in tal modo un ottimo fertilizzante.

140 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Tecnologie per la produzione Impianti aziendali – piccole dimensioni: –Problemi di gestione tecnica Impianti consortili – grandi dimensioni: –Problemi di gestione complessiva ApprovvigionamentoApprovvigionamento Trasporto materia primaTrasporto materia prima Impatto sul territorioImpatto sul territorio ….….

141 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Benefici ambientali: Profilo Ecologico Calano le emissioni di metano;Calano le emissioni di metano; Si riducono le emissioni di ammoniaca;Si riducono le emissioni di ammoniaca; Calano per via indiretta altri gas serra;Calano per via indiretta altri gas serra; Vengono emesse minori quantità di composti organici volatili non metanici;Vengono emesse minori quantità di composti organici volatili non metanici; I combustibili da fonti rinnovabili sostituiscono quelli fossili.I combustibili da fonti rinnovabili sostituiscono quelli fossili.

142 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Benefici ambientali: Per lallevamento zootecnico Si realizza un risparmio energetico o la possibilità di cedere energia a terzi;ùSi realizza un risparmio energetico o la possibilità di cedere energia a terzi;ù Si abbattono gli odori;Si abbattono gli odori; Si accelera il processo di stabilizzazione dei liquami destinati allo stoccaggio e al successivo utilizzo agronomico.Si accelera il processo di stabilizzazione dei liquami destinati allo stoccaggio e al successivo utilizzo agronomico.

143 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Azioni tecniche necessarie Favorire la realizzazione di impianti di biogas negli allevamenti zootecnici. Particolarmente interessante è lutilizzo del biogas per cogenerare energia elettrica ed energia termica: lenergia termica viene utilizzata per riscaldare il digestore anaerobico, migliorando le rese in biogas, e lenergia elettrica può essere venduta attraverso i certificati verdi ad un prezzo incentivato. Interessante è la possibilità di digerire, assieme ai liquami zootecnici, le colture energetiche (in particolare mais e sorgo zuccherino) e i residui colturali, aumentando la resa energetica negli impianti. Andrebbero incentivati gli impianti negli allevamenti suinicoli annessi ai caseifici per la produzione di formaggio grana, in quanto il biogas recuperato può essere bruciato direttamente nelle caldaie per la produzione di vapore.

144 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Azioni tecniche necessarie Potenziare e razionalizzare i digestori anaerobici dei fanghi derivanti dalla depurazione di acque reflue civili, presenti in tutti i grandi impianti di depurazione urbani, favorendo la codigestione anche di liquami zootecnici e scarti organici agroindustriali. Attivare, vista la necessità di gestire crescenti quantità di frazioni organiche derivanti dalla raccolta differenziata dei rifiuti, progetti dimostrativi di codigestione anaerobica di queste biomasse assieme ai liquami zootecnici e ai fanghi di depurazione, in impianti consortili.

145 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Azioni tecniche necessarie Avviare, visto il crescente problema della collocazione dei sottoprodotti di origine animale e gli indirizzi contenuti nel Recolamneto (CE) n. 1774/2002, la codigestione di liquami zootecnici e scarti di macellazione adeguatamente pretrattati e altre biomasse. Favorire lintegrazione dei processi anaerobici e aerobici nel trattamento delle biomasse e dei rifiuti organici sia nella costruzione di nuovi impianti che nel potenziamento di impianti già esistenti, quali, ad esempio, gli oltre 100 impianti di compostaggio di media e grossa dimensione già operanti in Pianura Padana nelle vicinanze dei siti di produzione di scarti organici agroindustriali e di effluenti zootecnici.

146 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Azioni Regione Emilia Romagna La Regione Emilia Romagna, consapevole che tra le varie filiere energetiche il biogas rappresenta una concreta e conveniente possibilità sia per il mondo agricolo, sia per un corretto sviluppo ambientale, ha emanato un bando per lassegnazione di 4,35 milioni di euro quale contributo (40% del valore del progetto) per la realizzazione di impianti di biogas. Il bando si basava sullindividuazione della tipologia delle matrici organiche da utilizzare, creando una prima priorità di scelta a vantaggio di deiezioni avicunicole e bovine con seconda scelta per quelle suine o miste – suine. È stato poi considerato limpiego della produzione di biogas a scopo energetico, per luso proprio o finalizzato alla vendita a terzi, privilegiando la prima scelta.

147 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici Biogas – Azioni Regione Emilia Romagna Altri parametri che caratterizzavano il bando riguardavano la tipologia aziendale del beneficiario, questo con lintento di favorire associazioni di aziende perché meglio si utilizzino eventuali economie di scala e si superino problemi ambientali specifici di territorio. La risposta da parte delle aziende della regione è stata soddisfacente: sono state presentate 27 domande per un importo totale di possibili investimenti pari a ,33. Delle domande pervenute, 19 sono state ammesse alla graduatoria finale e di questi 15 hanno potuto usufruire del contributo del 40 % a fondo perduto.

148 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Digestori Anaerobici DIGESTORI AEROBICI. La digestione aerobica è un processo biochimico di degradazione delle sostanze organiche per opera di micro-organismi, il cui sviluppo è condizionato dalla presenza di ossigeno. Questi batteri convertono sostanze complesse in altre più semplici, liberando CO2 e H2O e producendo un elevato riscaldamento del substrato, in modo proporzionale alla loro attività metabolica. Quindi la fermentazione aerobica è una potenziale fonte di energia termica, sfruttabile soprattutto in ambienti agro-zootecnici.

149 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Small - Modular Piccoli sistemi modulari alimentati con le più svariate tipologie di biomassa che potrebbero potenzialmente soddisfare il fabbisogno energetico di oltre 2,5 miliardi di persone attualmente sprovviste di energia elettrica. Ciò per il fatto che queste popolazioni vivono in aree con abbondante disponibilità di biomassa designabile all'ottenimento di combustibili bio – energetici, piccoli sistemi modulari da 5 kW a 5 MW potrebbero rappresentare soluzioni ottimali per le piccole comunità o interi villaggi. Non di meno questi sistemi possono avere un potenziale mercato anche nei Paesi industrializzati in quanto hanno costi di produzione e di gestione molto interessanti e competitivi anche grazie alla loro modularità e taglia che permettono di avere una fonte di energia elettrica e calore in prossimità dei luoghi di utilizzo.

150 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Energia - Small - Modular Il laboratorio nazionale per l'energia rinnovabile (NREL) con sede nel Colorado (USA) con la partecipazione di altri laboratori di ricerca stanno puntando molto su questi sistemi con progetti e realizzazioni in fase di studio e verifica di costi ed efficienza. Un sistema prevede l'utilizzo di microturbine per cogenerazione esistenti in commercio integrate in un gassificatore di materiale legnoso, il prototipo è di 30 kW e il costo di scala potrebbe essere inferiore ai 500 al kW, per la produzione di elettricità l'efficienza è del 25-30%.

151 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - I biocarburanti sono prodotti derivati dalla biomassa che, oltre a prestarsi per produrre calore e/o energia elettrica, possono essere usati per autotrazione, sia miscelati con i carburanti da combustibili fossili e sia, in alcuni casi, utilizzati puri. Tipologie trattate: Bio – Etanolo Bio – Metanolo Olio – Vegetale Bio – Diesel Bio – Idrogeno

152 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Etanolo La fermentazione alcoolica è un processo di tipo micro – aerofilo che opera la trasformazione dei glucidi contenuti nelle produzioni vegetali in bioetanolo (alcool etilico. Risulta un prodotto utilizzabile anche nei motori a combustione interna normalmente di tipo dual fuel, come riconosciuto fin dallinizio della storia automobilistica. Se, però, liniziale ampia disponibilità ed il basso costo degli idrocarburi avevano impedito di affermare in modo molto rapido luso di essi come combustibili, dopo lo shock petrolifero del 1973 sono stati studiati numerosi altri prodotti per sostituire il carburante delle automobili (benzina e gasolio); oggi, tra questi prodotti alternativi, quello che mostra il miglior compromesso tra prezzo, disponibilità e prestazioni è proprio il bioetanolo. In alcuni paesi del sudamerica il bioetanolo viene utilizzato puro in normali motori a combustione interna opportunamente tarati.

153 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Etanolo Nell' immediato potrebbe essere utilizzato additivato alla benzina fino al completo sfruttamento delle risorse agricole disponibili senza dover lasciare improduttive le vaste aree per le quale oggi si incentiva il non sfruttamento in base alle vigenti norme sulle eccedenze agroalimentari. I residui di lavorazione e produzione sono sostanze azotate e minerali quindi fertilizzanti che rimessi nei terreni di coltura completano e chiudono il ciclo energetico, in pratica si sfrutta il potere dei vegetali di produrre energia per azione della fotosintesi clorofilliana.

154 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Etanolo Le materie prime per la produzione di etanolo possono essere racchiuse nelle seguenti classi: Residui di coltivazioni agricoleResidui di coltivazioni agricole Residui di coltivazioni forestaliResidui di coltivazioni forestali Eccedenze agricole temporanee ed occasionaliEccedenze agricole temporanee ed occasionali Residui di lavorazione delle aziende agricoleResidui di lavorazione delle aziende agricole Residui di lavorazione delle industrie agro-alimentariResidui di lavorazione delle industrie agro-alimentari Coltivazioni ad- hocColtivazioni ad- hoc Rifiuti urbani.Rifiuti urbani.

155 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Metanolo Chimica del metanolo (acool metilico). L'alcool metilico (o spirito di legno o carbinolo o metanolo), di formula CH3OH, venne scoperto nel 1661 da Boyle nei prodotti di distillazione del legno. Nel 1812 Taylor notò che le proprietà chimiche dell'alcool metilico e quelle dell'alcool etilico erano molto simili. Da qui la frode alimentare che portò all'uso del metanolo nella vinificazione, con esiti spesso mortali. Nel 1835 Dumas e Péligot ne determinarono la costituzione. In natura si trova sotto forma di estere: salicilato nell'essenza di fiori di arancio; oppure come etere con numerosi fenoli (eugenolo, vanillina, ecc.). L'alcool metilico era ottenuto industrialmente per distillazione secca del legno. Il distillato, detto acido pirolegnoso, contiene il 3-5% di alcool metilico la cui separazione è molto laboriosa.

156 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Metanolo Attualmente tutto l'alcool metilico si ottiene per idrogenazione dell'ossido di carbonio secondo la reazione: CO+2H2DCH3OH. Bisogna operare a °C e a circa 200 atm in presenza di ossido di cromo e ossido di zinco. Il prodotto così ottenuto è puro e le rese sono pressoché quantitative. Il metanolo è un liquido mobile che bolle a 67 °C, miscibile in acqua e in numerosi solventi. Industrialmente viene impiegato come solvente per la produzione di eteri metilici degli acidi organici e inorganici. Per ossidazione con aria in presenza di rame o argento dà la formaldeide.

157 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Metanolo Il syngas o il woodgas, ottenibili per gassificazione delle biomasse, possono essere trasformati in metanolo, ottenendo così un carburante compatibile ad alte percentuali con gli attuali motori a benzina. Il metanolo può, per altro, essere raffinato per ottenere benzina sintetica, oppure impiegato nella produzione del biodiesel, o anche alimentare le pile a combustibile di tipo mdfc.

158 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Metanolo Dopo la crisi energetica, la necessità di sostituire il petrolio con combustibili alternativi ha risvegliato notevoli interessi verso l'uso energetico dell'alcool metilico o metanolo, specie nel settore dei trasporti dove può essere usato puro o mescolato alla benzina, senza porre eccessivi problemi di riprogettazione dei motori, oppure nelle centrali termiche o con tecnologie avanzate (ad esempio nelle pile a combustibile, in sostituzione dell'idrogeno). Fino agli anni Settanta tutto Il metanolo commercializzato nel mondo è stato ricavato da sintesi (CO+H2) o da gas naturale. Dopo la crisi energetica, vi è stata una notevole ripresa d'interesse per la produzione di metanolo a partire dalla biomassa.

159 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Metanolo Il processo per la produzione di metanolo rappresenta una fase successiva, per esempio, al trattamento delle sostanze di rifiuto per via biologica. In un altro tipo di trattamento, per esempio del gas d'acqua, miscela di CO, CO2 e H2 a partire da carbone e acqua, il gas è raffreddato, depurato dagli inerti e dai componenti dello zolfo e introdotto in un reattore intermedio per aumentare il rapporto fra idrogeno e ossido di carbonio, mediante la reazione H2O+CO -> H2+CO2. Il prodotto risultante è infine immesso in un convertitore dove, in presenza di catalizzatori, avviene la reazione esotermica principale CO + 2H2 -> CH2 OH. In questo passaggio circa l'80% del valore energetico del gas iniziale viene trasferito al metanolo.

160 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Metanolo Il rendimento del processo di liquefazione per gli impianti attualmente commercializzati, con gassificatori ad aria e del tipo a letto fisso, è del 35÷38%. Tuttavia la notevole attività di ricerca e sviluppo sul processo di gassificazione con ossigeno a letto fluido condotto sia in Germania sia negli USA ha messo a punto processi con rendimenti superiori al 50%. Un impianto americano, che utilizza tali processi, produce 428 t/giorno di metanolo partendo da 910 t/giorno di materiale lignocellulosico.

161 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Olio vegetale Tutti gli oli vegetali sono dei potenziali carburanti, anche tali e quali, attualmente è possibile utilizzarli in motori diesel in percentuali variabili dal tipo di sistema di iniezione, gli ultimi sistemi ad alta pressione sono più vulnerabili, data la maggiore viscosità dell'olio rispetto al gasolio. Generalmente è possibile utilizzare dal 5 al 30% di olio in gasolio d'inverno e dal 30 al 70% in estate, dipende ancora dal tipo di motore diesel ma l'olio di colza è quello maggiormente sperimentato.

162 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Olio vegetale Il potere calorifico è di kcal/Kg per l'olio e kcal/kg per il gasolio, un litro di olio pesa 0,9 kg, il gasolio ha un peso specifico di 0,82 ; questi dati, più una certa presenza di ossigeno nella composizione chimica dell'olio che ne migliora il rendimento, fanno si che i chilometri percorsi con un litro (unità di misura commerciale sia per il gasolio che per l'olio) siano simili. Attualmente non è lecito utilizzare olio alimentare come carburante in proporzioni superiori al 5%, in quanto si evaderebbero le accise praticate sui carburanti stessi, le emissioni in atmosfera dell'olio combusto non sono molto dissimili da quelle del gasolio, mentre l'apporto di CO2 è nullo in quanto rientra nel ciclo del carburante-olio.

163 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Diesel Il Biodiesel è un prodotto naturale utilizzabile come carburante in autotrazione e come combustibile nel riscaldamento, con le caratteristiche indicate rispettivamente nelle norme UNI ed UNI E rinnovabile, in quanto ottenuto dalla coltivazione di piante oleaginose di ampia diffusione e comporta anche un ciclo produttivo che interessa altri settori come lagricoltura. E biodegradabile, cioè se disperso si dissolve nellarco di pochi giorni, mentre gli scarti dei consueti carburanti permangono molto a lungo.

164 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Diesel Garantisce un rendimento energetico pari a quello dei carburanti e dei combustibili minerali ed unottima affidabilità nelle prestazioni dei veicoli e degli impianti di riscaldamento. Si ottiene dalla spremitura di semi oleoginosi di colza, soia, girasole ecc.. e da una reazione detta di transesterificazione, che determina la sostituzione dei componenti alcolici dorigine (glicerolo) con alcool metilico ( metanolo ).

165 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Diesel Parte dellolio da trasformare può essere fornito da paesi del Centro- est Europa (futuri paesi UE) che dispongono di immense superfici scarsamente utilizzate. Se destinate a queste produzioni non genererebbero ulteriori eccedenze in ambito comunitario. Le zone povere del nostro territorio, (terreni marginali) in passato adibite a coltivazione ed attualmente abbandonate, potrebbero fin da subito specializzarsi nella produzione di semi di colza, soia e girasole, dando così nuove opportunità al mercato del lavoro locale. Può essere anche ottenuto da olii vegetali usati, il cui recupero è stato disciplinato dal DLgs 5 febbraio 1997, n° 22. Questo consente di sottrarre definitivamente gli olii vegetali usati dal circuito dellalimentazione zootecnica o da utilizzi ancora più pericolosi per la salute umana.

166 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Diesel La sua produzione è del tutto ecologica, poiché non presuppone la generazione di residui, o scarti di lavorazione. La reazione di transesterificazione prevede la generazione di glicerina quale sottoprodotto nobile dallelevato valore aggiunto, della quale sono noti oltre 800 diversi utilizzi. L'utilizzo può essere diretto poiché non richiede alcun tipo dintervento sulla produzione dei sistemi che lo utilizzano (motori e bruciatori). –Nellautotrazione (motori diesel) sia puro che miscelato con il normale gasolio. –Nel riscaldamento. Il Biodiesel nel riscaldamento può essere utilizzato direttamente sugli impianti esistenti, sia puro (al 100%) che in miscela con gasolio in qualsiasi proporzione.

167 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Idrogeno Un progetto integrato, che vede coinvolti lENEA e diverse società industriali (Ansaldo, Fiat, Peugeot, Renault), nonchè università italiane e straniere (LAquila, Vienna, Londra, Belfast, Patrasso) ed enti di ricerca europei (VTT, ECN), si propone di: –sviluppare processi e tecnologie per la produzione di biocarburanti liquidi (etanolo) da destinare alla produzione di H2 per autotrazione on board; –sviluppare processi e tecnologie per la produzione di idrogeno mediante reforming catalitico di oli di pirolisi;

168 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Idrogeno –sviluppare, mettere a punto e caratterizzare un processo di gassificazione a vapore di biomasse per la produzione di syngas ad alto contenuto di idrogeno per la generazione distribuita di energia elettrica mediante celle a combustibile; –sviluppare e caratterizzare un processo di gassificazione con ossigeno per la produzione di un syngas ad alto contenuto di idrogeno da utilizzare in combustori di turbine a gas e in caldaie di post combustione; –sviluppare processi e tecnologie di separazione dellidrogeno dal gas prodotto da impianti di gassificazione che sfruttano differenti tecnologie.

169 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bio – Carburanti - Bio – Idrogeno Le attività ENEA previste, svolte presso il Centro Ricerche Trisaia, sono così articolate: ottimizzazione dei processi di pretrattamento delle biomasse, dellidrolisi enzimatica e della fermentazione per rendere competitiva la produzione di etanolo mediante processi biologici; upgrading degli oli ottenuti dalla pirolisi delle biomasse mediante stabilizzazione del prodotto; messa a punto di differenti tecnologie per la gassificazione da biomasse con produzione di syngas ad alto tenore di idrogeno; sviluppo di tecnologie innovative per il cleaning e larricchimento in idrogeno del syngas prodotto; sperimentazione dellintegrazione dellimpianto di gassificazione con cella combustibile a carbonati fusi (MCFC).

170 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Impatto Ambientale - La valorizzazione delle biomasse, quando è inserita e organizzata in un contesto di filiera ed efficiente valorizzazione di tutte le sue componenti, consente notevoli benefici di tipo ambientale e socio economico sia a livello locale e territoriale che planetario. Ad esempio, luso energetico delle biomasse vegetali è considerato uno dei più efficienti sistemi per ridurre le emissioni di gas serra (come previsto dagli accordi di Kyoto del 1998), in quanto la CO2 emessa durante la produzione di energia dalle biomasse è pari a quella assorbita durante la crescita delle piante, mentre i combustibili fossili utilizzati emettono CO2 che si accumula nellambiente.

171 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Impatto Ambientale - Un altro importante contributo allo sviluppo sostenibile può derivare da un incremento delluso del legno e derivati in sostituzione di altri materiali il cui impiego risulti più costoso sia energeticamente che ambientalmente, sfruttandone il ruolo di sequestratore di CO2 e la sua versatilità come materia prima; il tutto in un contesto di salvaguardia e miglioramento del sistema forestale. Le emissioni di inquinanti acidi, ossidi di azoto, polveri e microinquinanti possono essere controllati con le moderne tecnologie di combustione e depurazione dei fumi. Il basso contenuto di zolfo e di altri inquinanti fa sì che, quando utilizzate in sostituzione di carbone e di olio combustibile, le biomasse contribuiscano ad alleviare fenomeni di acidificazione.

172 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Potenziale - Uno studio condotto dal CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), assieme ad ENEA (Ente per le nuove tecnologie, l'energia e l'ambiente) e Università degli Studi di Roma "La Sapienza" CIRPS (Centro interuniversitario di ricerca per lo sviluppo sostenibile) ha reso noto che da biomasse si potrebbero ottenere tonnellate di idrogeno all'anno, equivalenti a circa GWh di energia elettrica, come dire che da sole le biomasse potrebbero soddisfare il 50% del fabbisogno di energia elettrica o il 30-40% del fabbisogno di combustibili e carburanti. Il 30 Ottobre 2003 l'associazione Itabia ha presentato in Parlamento una relazione sul potenziale delle biomasse e ha stimato in almeno 60 milioni di Tep la quantità in Italia di biomasse tra recuperi e produzioni dedicate: più di un terzo degli attuali consumi totali di energia.

173 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Potenziale - Le svariate tecnologie per ottenere energia da biomasse sono molto interessanti anche per la grande quantità di nuova occupazione che potrebbero produrre (solo in Italia ci sono ettari non coltivati a causa delle direttive comunitarie sulle eccedenze dei prodotti agro-alimentari ) e per il fatto che ottenere energia da questa fonte significa sfruttare materie prime che ora sono oggetto di inquinamento (discariche, fosse biologiche, boschi e terreni incolti e/o abbandonati ecc.) inoltre favorirebbe la convenienza a rimboschire a rotazione quelle superfici ora spoglie a tutto vantaggio della resistenza idrogeologica alle frane, il presidio e l'attività forestale permette inoltre una minor facilità dell'opera dei piromani.

174 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Aspetti Economici - E evidente che le diverse fasi del ciclo produttivo del combustibile da biomassa, sia esso di origine agricola o forestale, creano posti di lavoro e favoriscono la ripresa dei settori agricolo e forestale. Inoltre, anche l'industria collegata alle tecnologie di conversione energetica potrebbe trarre un considerevole beneficio occupazionale. Circa posti di lavoro per TWh/anno sono necessari per produrre energia elettrica da biomasse, contro i 100 richiesti per la fonte nucleare e 115 per il carbone (fonte: Secondo uno studio dell'UE il danno prodotto dai combustibili fossili è valutabile in 0,03-0,08 /kWh per il carbone, 0,02-0,05 /kWh per il petrolio e 0,01-0,02 /kWh per il gas naturale (fonte:

175 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Aspetti Economici - Un'altro recente studio dell'Unione Europea ha stabilito che i costi sanitari per le conseguenze dannose prodotte per ogni litro di benzina bruciata dalle auto nelle città sono di 0,7 Euro (fonte: Benefici per la politica energetica L'energia delle biomasse vegetali contribuisce a ridurre la dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili e a diversificare le fonti di approvvigionamento energetico oltre che al perseguimento degli obiettivi imposti nellambito delle conferenze internazionali sul clima (fonte:

176 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bibliografia - Siti internet:

177 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bibliografia - Siti internet:

178 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bibliografia - Siti internet: Associazione statunitense Methanol institute: methanol.org Associazione statunitense Methanol institute: methanol.org idrogeno da biomassa e rifiuti organici: epa.gov/biomass idrogeno da biomassa e rifiuti organici: epa.gov/biomass Potenziale globale biomasse: Potenziale globale biomasse: Consorzio nazionale energie rinnovabili agricole: Consorzio nazionale energie rinnovabili agricole:

179 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bibliografia - IEA – International Energy AgencyIEA – International Energy Agency Piano Energetico Regionale (PER) Emilia RomagnaPiano Energetico Regionale (PER) Emilia Romagna Carlo Bertani – ENERGIA, NATURA E CIVILTÀ. UN FUTURO POSSIBILE? – Ed. GiuntiCarlo Bertani – ENERGIA, NATURA E CIVILTÀ. UN FUTURO POSSIBILE? – Ed. Giunti Marco Gentilizi – ELEMENTI DI ENERGETICA – Progetto Leonardo BolognaMarco Gentilizi – ELEMENTI DI ENERGETICA – Progetto Leonardo Bologna

180 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse BIOMASSE - Bibliografia - Andrea Fasullo, Paolo Pietrogrande – ENERGIA VERDE PER UN PAESE RINNOVABILE – Franco Muzzio EditoreAndrea Fasullo, Paolo Pietrogrande – ENERGIA VERDE PER UN PAESE RINNOVABILE – Franco Muzzio Editore Herman Scheer – AUTONOMIA ENERGETICA. ECOLOGIA, TECNOLOGIA E SOCIOLOGIA DELLE RISORSE RINNOVABILI – Saggistica e manuali. Edizioni AmbienteHerman Scheer – AUTONOMIA ENERGETICA. ECOLOGIA, TECNOLOGIA E SOCIOLOGIA DELLE RISORSE RINNOVABILI – Saggistica e manuali. Edizioni Ambiente Marco Spiga – LEZIONI DI FISICA TECNICA – Progetto Leonardo BolognaMarco Spiga – LEZIONI DI FISICA TECNICA – Progetto Leonardo Bologna Manuela Dodi – IL TELERISCALDAMENTO RICAVABILE DALLA COMBUSTIONE DI BIOMASSA LEGNOSA – Tesi di LaureaManuela Dodi – IL TELERISCALDAMENTO RICAVABILE DALLA COMBUSTIONE DI BIOMASSA LEGNOSA – Tesi di Laurea

181 UPI Emilia Romagna – 5 febbraio 2007 Seminario Fonti Energetiche Rinnovabili e Biomasse FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI E BIOMASSE Manuela Dodi Bologna, 5 febbraio 2007


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