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Intervento introduttivo della giornata Ennio Macchi Dipartimento di Energia - Politecnico di Milano.

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Presentazione sul tema: "Intervento introduttivo della giornata Ennio Macchi Dipartimento di Energia - Politecnico di Milano."— Transcript della presentazione:

1 intervento introduttivo della giornata Ennio Macchi Dipartimento di Energia - Politecnico di Milano

2 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Premessa Non sono temi nuovi: da sempre si trasporta lenergia e la si accumula, generalmente in modo smart uno spettro molto ampio e diversificato di applicazioni e di tecnologie ( l ogica conseguenza del tema scelto) : Fonti energetiche (fossili e rinnovabili) Vettori energetici (puliti e non) Gas clima-alteranti Utilizzi (civili, terziari, industriali, mobilità) Trasporto (grandi distanze e quantità) e distribuzione (capillare, piccole distanze) Stoccaggio (annuale, stagionale, giornaliero, minuti, secondi, ma anche > 1000 anni, per CCS) di ogni dimensione Impossibile fare una sintesi in 20 minuti, la giornata si preannuncia varia e interessante, con scenari e idee che sembrano prospettare una futura rivoluzione tecnologica 2

3 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Perché non parlo solo di rinnovabili: I consumi di energia italiani ripartiti per fonte 3 Ruolo prevalente dei combustibili fossili : 85% Fonte prevalente: petrolio: 41% Ruolo marginale del carbone: 7.4% Rinnovabili: 10%, in crescita (… se piove) Importazione significativa di energia elettrica: 5%

4 Ennio Macchi – ATI/ANIMP Perché non parlo di rinnovabili: Previsioni IEA per il futuro (scenario di riferimento) Differenze rispetto allItalia: > carbone presenza nucleare < gas

5 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Non sono temi nuovi: da sempre si trasporta lenergia e la si accumula Le fonti energetiche di gran lunga più importanti, quelle su cui si è basato (e continuerà a basarsi, per molti decenni) lo sviluppo dellumanità, i combustibili fossili, sono facili da trasportare e accumulare: vero per solidi e liquidi, un po meno vero per il gas naturale Ricordo solo: tre acronimi fondamentali per la valorizzazione dei giacimenti quando non è attraente la soluzione gasdotto (LNG, CNG, GTL) La difficoltà del GN a competere con i derivati del petrolio nel settore della mobilità, nonostante gli indubbi vantaggi limportanza strategica degli accumuli di GN (il diagramma di consumo a vasca di bagno) 5

6 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Dal sito STOGIT 6

7 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Non sono temi nuovi: da sempre si trasporta lenergia e la si accumula La fonte rinnovabile più importante (lidroelettrica) si presta ad essere accumulata, ma non si trasporta (purtroppo, questo comporta formidabili sprechi: progetto INGA...). Non solo per accumuli naturali (della fonte idrica), ma del vettore energia elettrica, con sistemi di pompaggio-turbinaggio 7

8 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 terzo mercoledì del mese di dicembre (TERNA) esempio di uso smart dellaccumulo idro 8

9 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 CAES: un possibile concorrente ai sistemi di pompaggio 9

10 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Lelettricità e il calore prodotto da biomassa sono pregiati, perché è energia dispacciabile La seconda fonte rinnovabile per importanza (biomassa) si trasporta e si accumula, meno facilmente dei combustibili fossili (e non sempre è razionale farlo, meglio utilizzarle in loco, filiera corta), può essere convertita in vettori energetici (elettricità, calore, biocombustibili) 10

11 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Diversamente dai combustibili fossili, dalle biomasse, dallenergia idroelettrica, dallenergia geotermica… Le altre fonti rinnovabili importanti (eolico, solare) non possono essere né trasportate, né accumulate direttamente. E possibile trasportarle e accumularle tramite vettori energetici (elettricità, fluidi termovettori, combustibili sintetici) Ad oggi, il ruolo fondamentale nellaccumulo e nel trasporto dellenergia elettrica prodotta da sole e vento è svolto dalla rete elettrica e dalle centrali dispacciabili. Come noto, non solo lelettricità prodotta da sole e vento non viene penalizzata economicamente per questa necessità di aiuto, ma gode anzi di tariffe fort(issimament)e incentivate Da questo punto di vista, lutilizzo di sistemi termici e termodinamici presenta importanti vantaggi rispetto ai sistemi fotovoltaici, perché è molto più facile accumulare calore rispetto allenergia elettrica 11

12 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Accumulo termico ad alta temperatura (impianto Archimede) 12

13 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Perché sono oggi e soprattutto saranno in futuro così importanti il trasporto e laccumulo dellenergia? Per il ruolo sempre crescente delle fonti rinnovabili non programmabili (sole e vento) (quando il loro contributo cresce percentualmente …tutto diventa più difficile) Per il possibile graduale passaggio verso la DG (Distributed Generation) (rinnovabili e non) Perché con lavvento dei mercati elettrici competitivi, lenergia elettrica ha un valore molto variabile nel tempo, conviene accumulare lelettricità quando vale poco e cederla quando vale molto Perché luso razionale degli accumuli può consentire importanti risparmi energetici (in particolare nella climatizzazione) IN SINTESI: PERCHE LUNICA VERA RISPOSTA A LUNGO TERMINE ALLAUMENTO DI CONCENTRAZIONE DI CO 2 SONO I SISTEMI A EMISSIONE (QUASI) NULLA 13

14 Ennio Macchi – ATI/ANIMP Micro-tri-cogenerazione da GN (idrogeno) + fonti rinnovabili DISTRIBUITA Un possibile scenario futuro: la generazione distribuita

15 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Un prototipo da 30 kW el installato nel nuovo laboratorio MCG del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano 15

16 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Un possibile scenario futuro: autovetture ZEV per la mobilità sostenibile ? Se le auto elettriche avessero una diffusione significativa, aumenterebbe la domanda elettrica Se le auto a idrogeno avessero una diffusione significativa, servirebbe uninfrastruttura dellidrogeno In Italia il consumo di prodotti petroliferi per la mobilità è enorme (la potenza media, su 8760 ore/anno) MW 16

17 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Le fonti rinnovabili non si trasportano (lelettricità sì) e sono più economiche in siti lontani dallutenza 17

18 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 EGS = Enhanced/Engineered Geothermal Systems

19 Ennio Macchi – ATI/ANIMP Sleipner A Sleipner T Utsira Formation Heimdal Formation Sleipner Øst Production and InjectionWells CO 2 2 InjectionWell 1000 m 2000 m 2500 m m 1500 m 1000 m m 1500 m Soltanto lacquifero salino Utsira, sotto al Mare del Nord può ospitare 600 miliardi di tonn. CO2 600 miliardi di tonn. CO2: tutte le emissioni del Nord Europa di 300 anni di produzione di energia elettrica (da IEA, CCS: Gli accumuli futuri di più grande capacità?

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21 Ennio Macchi – ATI/ANIMP 2010 Le otto domande. nel 2020, in Italia, vedremo: 1.…. cantieri operativi nella realizzazione di centrali elettronucleari? 2.…. moderne centrali a carbone pulito (oltre a Torvaldaliga ) e carbone sostenibile (con CCS)? 3.…. una significativa quota di energia elettrica importata da impianti solari termodinamici nei deserti africani? 4.…..qualche (quale?) tecnologia da fonte rinnovabile raggiungere la competitività economica e non richiedere quindi incentivi? 5.… il rendimento medio annuo delle centrali a ciclo combinato raggiungere il 60%? 6.…..unapplicazione diffusa delle celle a combustibile? 7.….centinaia di migliaia di microcogeneratori operativi nelle cucine italiane? 8.…..un impatto significativo sul settore elettrico delle nuove tecnologie per la mobilità sostenibile ? 21


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