situazione, prospettive, speranze. Giovanni Iannantuono La questione energetica
Consumo mondiale orario di energia Anno 2006 10  Mbep/h
Consumi mondiali di energia primaria   quota per fonte Anno 2005  Fonte: Enea
Gli aspetti della  questione energetica <ul><li>I combustibili fossili non sono infiniti </li></ul><ul><li>L’impatto ambie...
Consumi di energia primaria nel corso del XX secolo Fonte: Enea
Picco americano
Scoperte e Produzioni
Scenari internazionali della domanda di energia elaborati dal World Energy Outlook
Scenari internazionali della produzione di energia Scenario tendenziale elaborato dal World Energy Outlook Produzione di p...
<ul><li>Non tutti i combustibili fossili immettono in atmosfera la stessa quantità di CO 2   </li></ul>Cambiamenti climati...
<ul><li>Ma non c’è solo la CO 2   </li></ul>In un processo di combustione non si combinano sostanze pure con l’ossigeno ma...
Cambiamenti climatici <ul><li>Gli studi scientifici sui cambiamenti climatici si possono raggruppare in due indirizzi: </l...
Cambiamenti Climatici e gas serra Fonte: Enea
Variazioni della temperatura media 1960-1990  Periodo di riferimento + 0.7 °C 1990-2005 Temperatura media annua +0.43°C 18...
Aumento delle precipitazioni nelle alte e medie latitudini dell’emisfero settentrionale
Calo delle piogge nelle regioni tropicali e subtropicali con un aumento del rischio di desertificazione
 
 
Crescita del livello del mare
Estensione dei ghiacciai della Groenlandia
Cambiamenti climatici Ci sono tre gruppi di scenari: Gli scenari minimali – sono considerati piuttosto improbabili – preve...
Cambiamenti climatici Le principali conseguenze si avranno sui ghiacciai e sugli eventi climatici estremi Strategia di mit...
 
 
Popolazioni -  Consumi di energia
La “fine dello sviluppo” Nell’immediato dopoguerra e durante gli anni del miracolo economico si era convinti  che la pover...
La “fine dello sviluppo” La marcia dell’Umanità verso le “ magnifiche sorti e progressive”  G. Leopardi è diventata una ma...
70% 28% Il  20%  della popolazione più ricca al mondo nel 1960  possedeva IL 20%  più povero del mondo   possedeva 2,3% 1,...
La transizione energetica <ul><li>La transizione non può essere rapida: </li></ul><ul><li>Motivi tecnici ed economici </li...
La transizione energetica <ul><li>- eliminare gli sprechi, </li></ul><ul><li>migliorare l’efficienza, </li></ul><ul><li>sv...
La transizione energetica Bisogna passare dalla cultura della crescita illimitata All’etica dell’adattamento agli ecosiste...
La Sostenibilità «lo  Sviluppo sostenibile  è uno sviluppo che garantisce i bisogni delle generazioni attuali  senza compr...
La Sostenibilità <ul><li>Ambientale;  </li></ul><ul><li>Sociale; </li></ul><ul><li>Economica.  </li></ul>Evoluzione del co...
La tecnologia Non c’è nessuna tecnologia che appare così convincente da essere scelta come soluzione unica su cui puntare....
La tecnologia Efficienza nella conversione Rendimento della generazione elettrica in America = 32% SUV che fanno 4 km con ...
La tecnologia Efficienza nella conversione Cogenerazione Trasporti Illuminazione
La tecnologia Sequestro di CO 2 Sono state proposte almeno un decina di tecniche diverse. La più promettente consiste nell...
La tecnologia Fissione nucleare Scorie Disponibilità di uranio Costi Proliferazione nucleare e “bombe sporche” Nucleare di...
La tecnologia Fusione nucleare Tempi lunghi (seconda metà del secolo) - costi (Iter 4,5 G euro) ITER (UE, USA, Fed. Russa,...
La tecnologia L’economia all’idrogeno L’idrogeno non è una fonte primaria di energia Difficoltà di trasporto e di distribu...
La tecnologia L’energia eolica La produzione di energia elettrica tramite turbine eoliche è in forte crescita. L’Europa è ...
La tecnologia L’energia eolica Pregi Rapporto energia resa/investita molto alto. Esternalità sanitarie molto basse, posto ...
La tecnologia L’energia solare Calore a bassa temperatura. Calore ad alta temperatura. Energia chimica (fotosintefi natura...
Potenzialità dell’energia solare 1 m 2  di terreno 1  barile di petrolio per anno 500 kg di CO 2   evitata Paesi ad alta i...
Solare Termodinamico di II generazione Tubo ricevitore Movimentazione collettori Strutture di supporto specchi Specchi
Turbina - Alternatore Generatore di vapore 290°C 550°C Collettore solare di facile costruzione e assemblaggio Tubo ricevit...
Impianto solare Archimede   Campo solare Impianto a ciclo combinato ENEL L’impianto è al 75% della costruzione sarà comple...
Innovazione tecnologica nel collettore solare e nelle superfici riflettenti   Competitori di altri paesi ENEA Brevetto ENE...
Inseguitori con piano di 32/35 m 2 ,  alt-azimutale, equipaggiato  con due sistemi di controllo separati Collaborazioni in...
Fotovoltaico a concentrazione Lente prismatica per la concentrazione Concentratore Cella fotovoltaica
<ul><li>Sviluppo di celle ad alta efficienza al C-Si per la concentrazione (200X) </li></ul>Fotovoltaico a concentrazione ...
Occupazione potenziale in Italia nel settore delle fonti rinnovabili al 2020 Fonte IEFE Totale addetti 250.000
<ul><li>Consumiamo troppo </li></ul><ul><li>Troppi combustibili fossili </li></ul>Conclusioni
Gli aspetti della  questione energetica <ul><li>I combustibili fossili non sono infiniti </li></ul><ul><li>L’impatto ambie...
<ul><li>Necessità di una transizione verso modelli di sviluppo più rispettosi degli ecosistemi </li></ul><ul><li>Ruolo di ...
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0 prologo - la questione energetica 19 gennaio iannantuono

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  • ENEA Dicembre 2008 - M Vignolini
  • ENEA Dicembre 2008 - M Vignolini
  • Il progetto definitivo dell’impianto Archimede realizzato da ENEA, prevede 9 stringhe orientate N-S ciascuna con 6 moduli da 100 m disposti in serie. La rete di distribuzione e di raccolta del sale fuso (circuito primario) comprende una linea secondaria posta di testa al campo solare e una linea principale di collegamento al sistema di accumulo. Lo sviluppo complessivo è di circa 900 m. La logica seguita è stata quella di ridurre al massimo le dispersioni termiche e la potenza di pompaggio.
  • ENEA Dicembre 2008 - M Vignolini
  • 0 prologo - la questione energetica 19 gennaio iannantuono

    1. 1. situazione, prospettive, speranze. Giovanni Iannantuono La questione energetica
    2. 2. Consumo mondiale orario di energia Anno 2006 10 Mbep/h
    3. 3. Consumi mondiali di energia primaria quota per fonte Anno 2005 Fonte: Enea
    4. 4. Gli aspetti della questione energetica <ul><li>I combustibili fossili non sono infiniti </li></ul><ul><li>L’impatto ambientale </li></ul><ul><li>Le sperequazioni internazionali </li></ul>
    5. 5. Consumi di energia primaria nel corso del XX secolo Fonte: Enea
    6. 6. Picco americano
    7. 7. Scoperte e Produzioni
    8. 8. Scenari internazionali della domanda di energia elaborati dal World Energy Outlook
    9. 9. Scenari internazionali della produzione di energia Scenario tendenziale elaborato dal World Energy Outlook Produzione di petrolio per area geografica
    10. 10. <ul><li>Non tutti i combustibili fossili immettono in atmosfera la stessa quantità di CO 2 </li></ul>Cambiamenti climatici Dalle reazioni chimiche teoriche si hanno le seguenti relazioni: Da 1 kg di metano si ottengono 55,6 MJ di calore e 2,74 kg di CO 2 Da 1 kg di benzina si ottengono 47,8 MJ di calore e 3,08 kg di CO 2 Da 1 kg di carbone si ottengono 32,8 MJ di calore e 3,66 kg di CO 2 Emissioni Cambiamenti climatici
    11. 11. <ul><li>Ma non c’è solo la CO 2 </li></ul>In un processo di combustione non si combinano sostanze pure con l’ossigeno ma composti di diversa qualità con l’aria (una miscela che contiene circa il 78% di azoto) Metano Ossidi di azoto Monossido di carbonio Composti organici volatili Ossidi di zolfo Particolato atmosferico Metalli pesanti Eccetera. Tutte sostanze dannose per l’ambiente e per la salute dell’uomo Cambiamenti climatici
    12. 12. Cambiamenti climatici <ul><li>Gli studi scientifici sui cambiamenti climatici si possono raggruppare in due indirizzi: </li></ul><ul><ul><ul><li>osservazioni, misurazioni ed analisi sperimentali di parametri e processi climatici </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>costruzione di scenari futuri attraverso modelli matematici, simulazioni numeriche ed altre metodologie </li></ul></ul></ul>
    13. 13. Cambiamenti Climatici e gas serra Fonte: Enea
    14. 14. Variazioni della temperatura media 1960-1990 Periodo di riferimento + 0.7 °C 1990-2005 Temperatura media annua +0.43°C 1880-1960 Temperatura media annua – 0.27 °C
    15. 15. Aumento delle precipitazioni nelle alte e medie latitudini dell’emisfero settentrionale
    16. 16. Calo delle piogge nelle regioni tropicali e subtropicali con un aumento del rischio di desertificazione
    17. 19. Crescita del livello del mare
    18. 20. Estensione dei ghiacciai della Groenlandia
    19. 21. Cambiamenti climatici Ci sono tre gruppi di scenari: Gli scenari minimali – sono considerati piuttosto improbabili – prevedono un aumento di 2 °C al 2100 Gli scenari intermedi – sono considerati i più probabili – prevedono un aumento di circa 3 °C al 2100 Gli scenari massimali – anch’essi piuttosto improbabili – prevedono un aumento di circa 5 °C al 2100 Scenari futuri
    20. 22. Cambiamenti climatici Le principali conseguenze si avranno sui ghiacciai e sugli eventi climatici estremi Strategia di mitigazione Strategia di adattamento Scenari futuri
    21. 25. Popolazioni - Consumi di energia
    22. 26. La “fine dello sviluppo” Nell’immediato dopoguerra e durante gli anni del miracolo economico si era convinti che la povertà e la fame si sarebbero risolte da sole, con lo sviluppo e con la crescita economica. Preambolo Carta ONU: “promuovere l'avanzamento economico e sociale di tutti i popoli” Questa idea si è dimostrata falsa
    23. 27. La “fine dello sviluppo” La marcia dell’Umanità verso le “ magnifiche sorti e progressive” G. Leopardi è diventata una maratona
    24. 28. 70% 28% Il 20% della popolazione più ricca al mondo nel 1960 possedeva IL 20% più povero del mondo possedeva 2,3% 1,1% Variazione della distribuzione della ricchezza mondiale 1960 Il 60% della popolazione media mondiale possedeva 85% 14% 2000 oggi possiede oggi possiede oggi possiede
    25. 29. La transizione energetica <ul><li>La transizione non può essere rapida: </li></ul><ul><li>Motivi tecnici ed economici </li></ul><ul><li>(disponibilità residua, struttura operativa di pozzi oleodotti gasdotti parco macchine ecc.) </li></ul><ul><li>Motivi sociali e politici </li></ul><ul><li>(presa di coscienza dell’opinione pubblica dei danni causati dai combustibili fossili, avvio di politiche di incentivi, considerazioni sulle esternalità ecc.) </li></ul>Svincolarsi progressivamente dai combustibili fossili
    26. 30. La transizione energetica <ul><li>- eliminare gli sprechi, </li></ul><ul><li>migliorare l’efficienza, </li></ul><ul><li>sviluppare la tecnologia, </li></ul><ul><li>utilizzare le fonti rinnovabili. </li></ul>Approfittare del tempo disponibile per:
    27. 31. La transizione energetica Bisogna passare dalla cultura della crescita illimitata All’etica dell’adattamento agli ecosistemi Cambiare lo stile di vita:
    28. 32. La Sostenibilità «lo Sviluppo sostenibile è uno sviluppo che garantisce i bisogni delle generazioni attuali senza compromettere la possibilità che le generazioni future riescano a soddisfare i propri”» Rapporto Brundtland 1987 Commissione Mondiale ONU su Ambiente e Sviluppo
    29. 33. La Sostenibilità <ul><li>Ambientale; </li></ul><ul><li>Sociale; </li></ul><ul><li>Economica. </li></ul>Evoluzione del concetto Le dimensioni dello sviluppo 1994
    30. 34. La tecnologia Non c’è nessuna tecnologia che appare così convincente da essere scelta come soluzione unica su cui puntare. La cosa migliore da fare è quella di esplorare approcci diversi, senza escludere nulla e senza idee preconcette. Alcuni indicatori per giudicare una tecnologia: energia netta. (energia restituita/energia investita) energy payback time. L. C. A. (Life Cycle Assessment)
    31. 35. La tecnologia Efficienza nella conversione Rendimento della generazione elettrica in America = 32% SUV che fanno 4 km con un litro di benzina In America 5-7 grandi centrali (800 MW) per gli standby
    32. 36. La tecnologia Efficienza nella conversione Cogenerazione Trasporti Illuminazione
    33. 37. La tecnologia Sequestro di CO 2 Sono state proposte almeno un decina di tecniche diverse. La più promettente consiste nell’immagazzinare il biossido di carbonio in cavità sotterranee, tipicamente pozzi di petrolio o di gas esauriti. I progetti in corso sembrano dare risultati soddisfacenti. Bisogna valutare bene i rischi, (nel 1986 un’eruzione sul lago Nyos, in Camerun, causò circa 1800 morti)… … ed i costi
    34. 38. La tecnologia Fissione nucleare Scorie Disponibilità di uranio Costi Proliferazione nucleare e “bombe sporche” Nucleare di IV generazione (collaborazioni internazionali prototipo tra circa 20 anni costo 1 miliardo di dollari)
    35. 39. La tecnologia Fusione nucleare Tempi lunghi (seconda metà del secolo) - costi (Iter 4,5 G euro) ITER (UE, USA, Fed. Russa, Giappone, Cina, India e Corea)
    36. 40. La tecnologia L’economia all’idrogeno L’idrogeno non è una fonte primaria di energia Difficoltà di trasporto e di distribuzione (a temperatura e pressione ambientale volume = 3000 volte la benzina) Immagazzinamento, l’drogeno resta liquido a – 253 °C Uso – celle a combustibile; motore a combustione interna Sicurezza – molto più infiammabile del gas naturale (concentrazione tra il 2 ed il 75% contro il 5-15%) Per passare dall’economia energetica attuale a quella ad idrogeno c’è bisogno di un percorso lungo e scientificamente molto impegnativo.
    37. 41. La tecnologia L’energia eolica La produzione di energia elettrica tramite turbine eoliche è in forte crescita. L’Europa è leader mondiale assoluto, capofila: Germania, Danimarca e Spagna. Si stima che nel 2020 le persone impiegate nel settore saranno 200.000, se non vi saranno cambiamenti di rotta l’Italia sarà tagliata fuori da queste opportunità. Rapporto energia resa/investita molto alto. Esternalità sanitarie molto basse, posto pari a 1 sale a 40 per il gas ed a 100 per il carbone.
    38. 42. La tecnologia L’energia eolica Pregi Rapporto energia resa/investita molto alto. Esternalità sanitarie molto basse, posto pari a 1 sale a 40 per il gas ed a 100 per il carbone. Difetti Intermittenza. Le reti sono progettate per distribuire l’energia prodotta in grandi centrali con produzioni controllabili. Impatto visivo.
    39. 43. La tecnologia L’energia solare Calore a bassa temperatura. Calore ad alta temperatura. Energia chimica (fotosintefi naturale ed artificiale). Energia fotovoltaica
    40. 44. Potenzialità dell’energia solare 1 m 2 di terreno 1 barile di petrolio per anno 500 kg di CO 2 evitata Paesi ad alta insolazione (Penisola Araba) 1 km 2 di terreno equivale a un impianto termoelettrico da 50 MWe che lavora 6.000 ore/anno energia di
    41. 45. Solare Termodinamico di II generazione Tubo ricevitore Movimentazione collettori Strutture di supporto specchi Specchi
    42. 46. Turbina - Alternatore Generatore di vapore 290°C 550°C Collettore solare di facile costruzione e assemblaggio Tubo ricevitore con alta efficienza Serbatoio di accumulo dell’energia termica a basso costo Fluido a basso impatto ambientale Innovazione nella tecnologia ENEA
    43. 47. Impianto solare Archimede Campo solare Impianto a ciclo combinato ENEL L’impianto è al 75% della costruzione sarà completato a metà 2010
    44. 48. Innovazione tecnologica nel collettore solare e nelle superfici riflettenti Competitori di altri paesi ENEA Brevetto ENEA Aziende coinvolte: Ronda, Reflex, Duplomatic, Biosolar, Comes, Sifa Semplificazione delle strutture metalliche di supporto
    45. 49. Inseguitori con piano di 32/35 m 2 , alt-azimutale, equipaggiato con due sistemi di controllo separati Collaborazioni industriali Galileo Avionica, ATEC Fotovoltaico a concentrazione: l’esperienza ENEA Sistemi di puntamento ENEA Manfredonia I a serie operativo ENEA Manfredonia II a serie in montaggio
    46. 50. Fotovoltaico a concentrazione Lente prismatica per la concentrazione Concentratore Cella fotovoltaica
    47. 51. <ul><li>Sviluppo di celle ad alta efficienza al C-Si per la concentrazione (200X) </li></ul>Fotovoltaico a concentrazione Cella fotovoltaica
    48. 52. Occupazione potenziale in Italia nel settore delle fonti rinnovabili al 2020 Fonte IEFE Totale addetti 250.000
    49. 53. <ul><li>Consumiamo troppo </li></ul><ul><li>Troppi combustibili fossili </li></ul>Conclusioni
    50. 54. Gli aspetti della questione energetica <ul><li>I combustibili fossili non sono infiniti </li></ul><ul><li>L’impatto ambientale </li></ul><ul><li>Le sperequazioni internazionali </li></ul>Conclusioni
    51. 55. <ul><li>Necessità di una transizione verso modelli di sviluppo più rispettosi degli ecosistemi </li></ul><ul><li>Ruolo di alcune tecnologie </li></ul>Conclusioni

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