Il solare termodinamico in
Sardegna:
una prospettiva concreta per
l'approvvigionamento energetico
Dott. Manuel Floris
manu...
Il Problema Energia
Introduzione

I consumi energetici
oggi e la riduzione
della CO2
Quanta energia
proviene dal Sole?
Le riserve di Energia
D...
I consumi energetici oggi in Italia

La domanda di energia varia nell'arco delle
24 ore
I consumi energetici oggi in Italia
Le principali fonti di energia in Italia
sono i combustibili fossili (carbone,
metano,...
I consumi energetici oggi in Italia
L'emissione della CO2 e l'effetto serra
L'utilizzo delle fonti
fossili incrementa la
CO2 in atmosfera e la
comunità scient...
Quanta energia proviene dal Sole?

In ogni secondo arriva dal
Sole un flusso di energia per
unità di tempo e superficie pa...
Quanta energia proviene dal Sole?

Circa il 50% dell'energia viene assorbita o
riflessa dall'atmosfera
Quanta energia proviene dal Sole?
Energia Solare
disponibile in ogni
secondo:
89.000 TW
Energia consumata in
ogni secondo
...
Quanta energia proviene dal Sole?

L'energia Solare
causa i moti
atmosferici, e
indirettamente
attraverso i venti
sono dis...
Riserve di energia

Le riserve mondiali di Energia da fonti non
rinnovabili sono pari a l'Energia Solare che arriva
1GToe=...
Riserve di energia
L'Energia Solare è la fonte di energia più
abbondante sulla Terra, dobbiamo trovare un
modo efficiente ...
Solare fotovoltaico
Il Sole emette fotoni con
un'energia e=hv. Quando
arrivano
sui
pannelli
fotovoltaici,
vengono
catturat...
L'analisi dei dati acquisiti
Archimede e la concentrazione della Radiazione Solare

212 A.C. , la flotta
romana assedia
Siracusa e i Greci per
difender...
La concentrazione della Radiazione Solare
La radiazione solare
attraversando
l'atmosfera viene in
parte riflessa e diffusa...
Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)

Collettori parabolici lineari
(Parabolic Trough)

Sistemi a ricevitore cen...
Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)

Efficienza del siste
14-16%
Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)
Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)
Vantaggi:
● Stoccaggio dell'energia (3-16
ore in assenza di Sole)
● Adatto per produzione di
elevate potenze
● Materiali u...
Il solare termodinamico a concentrazione:dove?

Da uno studio preliminare
dell'ENEL effettuato negli
anni '90, Sardegna e ...
La radiazione solare a terra
Le grandezze osservabili
●

●

●

Radiazione solare Diretta DNI: è la
densità di flusso della...
Il solare termodinamico a concentrazione:dove?

Le recenti campagne di
misura effettuate dal CRS4
per conto di Sorgenia ed...
Il solare termodinamico a concentrazione:i costi

Dati del 2009
Il solare termodinamico a concentrazione:i costi
La ricerca scientifica e tecnologica
permetteranno un dimezzamento dei costi
dell'energia elettrica prodotta dagli impiant...
Superfici occupate per la produzione di energia
elettrica con impianti solari termodinamici a
concentrazione
I consumi energetici in Sardegna oggi

La chiusura di Alcoa ha portato ad un
calo del 22% dei consumi energetici
Produzione energetica in Sardegna: potenza installata
Sintesi dei principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna
Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Z.I. Macchiareddu - CA (Sorgen...
I principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna
Villasor - CA (EnergoGreen Renewables) [Fonte:www.sardegnaamb...
I principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna
Vallermosa - CA (Sardinia Green Island) [Fonte: www.sardiniap...
La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna

La superficie occupata dagli impianti CSP,
necessaria per coprire il ...
La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna
La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna
Includendo i consumi energetici dovuti al Metano e ai prodotti
petroli...
La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna

La superficie occupata dagli impianti CSP,
necessaria per coprire il ...
Conclusioni
➔

➔

Il Solare Termodinamico a Concentrazione rappresenta una grande opportunità
per la Sardegna
Grazie alla ...
“La chiave del futuro energetico di un paese che voglia dirsi moderno sta in una
parola sola, per la quale la classe dirig...
Grazie per l'attenzione
Le ricadute occupazionali del CSP

CSP Global Outlook 2009 – ESTELA e SolarPaces

In base al recente studio prodotto dall...
Il ruolo della ricerca e sviluppo
Potential relative reduction of LEC by
innovations

 Le proiezioni economiche, sia dall...
Il solare termodinamico in Italia

Dati ANEST maggio 2011
47
Il solare termodinamico in Sardegna


Lo sviluppo del CSP in Sardegna nasce nel 2000 al CRS4 con gli
studi iniziali del P...
Il solare termodinamico in Sardegna


Il progetto industriale MacchiaSol

 Studio prefattibilità impianto (CRS4)
 Studi...
Il solare termodinamico in Sardegna


Le principali ricadute sul territorio del progetto MacchiaSol
Si prevedono importan...
Il solare termodinamico a concentrazione: una prospettiva concreta per l'approvigionamento energetico in Sardegna
Il solare termodinamico a concentrazione: una prospettiva concreta per l'approvigionamento energetico in Sardegna
Il solare termodinamico a concentrazione: una prospettiva concreta per l'approvigionamento energetico in Sardegna
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Il solare termodinamico a concentrazione: una prospettiva concreta per l'approvigionamento energetico in Sardegna

965 views

Published on

In questo seminario, a seguito delle ricerche portate avanti presso il CRS4 in Sardegna, si racconta del ruolo fondamentale che ha il Solare Termodinamico a Concentrazione, per una transizione dalle fonti fossili a quelle rinnovabili per la produzione di energia elettrica in Sardegna.

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
965
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
8
Actions
Shares
0
Downloads
36
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide
  • <numero>
  • <numero>
  • <numero>
  • Il solare termodinamico a concentrazione: una prospettiva concreta per l'approvigionamento energetico in Sardegna

    1. 1. Il solare termodinamico in Sardegna: una prospettiva concreta per l'approvvigionamento energetico Dott. Manuel Floris manuelfloris@yahoo.it Sesto salone orientamento Oristano 11 dicembre 2013
    2. 2. Il Problema Energia
    3. 3. Introduzione I consumi energetici oggi e la riduzione della CO2 Quanta energia proviene dal Sole? Le riserve di Energia Da Archimede a oggi: Il solare termodinamico a concentrazione L'utilizzo delle energie
    4. 4. I consumi energetici oggi in Italia La domanda di energia varia nell'arco delle 24 ore
    5. 5. I consumi energetici oggi in Italia Le principali fonti di energia in Italia sono i combustibili fossili (carbone, metano, petrolio)
    6. 6. I consumi energetici oggi in Italia
    7. 7. L'emissione della CO2 e l'effetto serra L'utilizzo delle fonti fossili incrementa la CO2 in atmosfera e la comunità scientifica mondiale ritiene che questa sia la causa del progressivo aumento dell'effetto serra, con il conseguente aumento Dobbiamo ridurre le emissioni di CO2 del della temperatura pianeta cambiando le nostri fonti energetiche cambiando le nostri fonti energetiche
    8. 8. Quanta energia proviene dal Sole? In ogni secondo arriva dal Sole un flusso di energia per unità di tempo e superficie pari a: 1,4 KW/m2
    9. 9. Quanta energia proviene dal Sole? Circa il 50% dell'energia viene assorbita o riflessa dall'atmosfera
    10. 10. Quanta energia proviene dal Sole? Energia Solare disponibile in ogni secondo: 89.000 TW Energia consumata in ogni secondo dall'umanità (2004): 15 TW Energia Solare disponibile(87% dasecondo è in ogni fonti fossili) circa 6000
    11. 11. Quanta energia proviene dal Sole? L'energia Solare causa i moti atmosferici, e indirettamente attraverso i venti sono disponibili in ogni secondo: Energia del vento disponibile in ogni 870 TW è secondo circa 60
    12. 12. Riserve di energia Le riserve mondiali di Energia da fonti non rinnovabili sono pari a l'Energia Solare che arriva 1GToe=11630TWh al suolo in 4 mesi!
    13. 13. Riserve di energia L'Energia Solare è la fonte di energia più abbondante sulla Terra, dobbiamo trovare un modo efficiente di sfruttarla!
    14. 14. Solare fotovoltaico Il Sole emette fotoni con un'energia e=hv. Quando arrivano sui pannelli fotovoltaici, vengono catturati e convertiti in energia elettrica. Il pannello solare fotovoltaico produce corrente elettrica solo quando c'è il Sole, senza luce non si produce corrente elettrica
    15. 15. L'analisi dei dati acquisiti
    16. 16. Archimede e la concentrazione della Radiazione Solare 212 A.C. , la flotta romana assedia Siracusa e i Greci per difendersi utilizzano un arma ideata da Archimede: gli specchi ustori. Sono specchi parabolici che concentrano la radiazione solare.
    17. 17. La concentrazione della Radiazione Solare La radiazione solare attraversando l'atmosfera viene in parte riflessa e diffusa. La radiazione che arriva direttamente dal Sole viene chiamata Radiazione Solare Diretta ed è possibile concentrarla attraverso specchi o lenti.
    18. 18. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP) Collettori parabolici lineari (Parabolic Trough) Sistemi a ricevitore centrale (torre) Collettori lineari di Fresnel (CLFR) Collettori parabolici circolari (Dish stirling)
    19. 19. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP) Efficienza del siste 14-16%
    20. 20. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)
    21. 21. Il solare termodinamico a concentrazione (CSP)
    22. 22. Vantaggi: ● Stoccaggio dell'energia (3-16 ore in assenza di Sole) ● Adatto per produzione di elevate potenze ● Materiali utilizzati facilmente reperibili ● Durata degli impianti 20-30 anni ● Bassi costi di smaltimento dell'impianto ● Tecnologia e ricerca “Made in Italy” Svantaggi: Svantaggi Tecnologia economicamente conveniente per valori di insolazione diretta maggiori di 1700 kWh/m2 per anno
    23. 23. Il solare termodinamico a concentrazione:dove? Da uno studio preliminare dell'ENEL effettuato negli anni '90, Sardegna e Sicilia hanno le caratteristiche giuste per ospitare impianti a Solare Termodinamico a Concentrazione *
    24. 24. La radiazione solare a terra Le grandezze osservabili ● ● ● Radiazione solare Diretta DNI: è la densità di flusso della radiazione solare per unità di superficie ricevuta su un piano perpendicolare alla direzione del Sole Radiazione solare Diffusa Orizzontale DHI: è la densità di flusso della frazione della radiazione solare che urta contro le molecole e le polveri, venendo riflessa in tutte le direzioni Radiazione solare Globale Orizzontale GHI: è la densità di flusso della radiazione solare per unità di superficie ricevuta su un piano orizzontale e rappresenta la somma della DNI con la radiazione solare diffusa. GHI =DNI⋅cos z DHI
    25. 25. Il solare termodinamico a concentrazione:dove? Le recenti campagne di misura effettuate dal CRS4 per conto di Sorgenia ed Ottana Energia, e gli studi finanziati dalla R.A.S.*, hanno migliorato le stime sulla radiazione solare diretta in tutta la Sardegna La Sardegna può ospitare impianti CSP!! *
    26. 26. Il solare termodinamico a concentrazione:i costi Dati del 2009
    27. 27. Il solare termodinamico a concentrazione:i costi
    28. 28. La ricerca scientifica e tecnologica permetteranno un dimezzamento dei costi dell'energia elettrica prodotta dagli impianti CSP entro il 2020
    29. 29. Superfici occupate per la produzione di energia elettrica con impianti solari termodinamici a concentrazione
    30. 30. I consumi energetici in Sardegna oggi La chiusura di Alcoa ha portato ad un calo del 22% dei consumi energetici
    31. 31. Produzione energetica in Sardegna: potenza installata
    32. 32. Sintesi dei principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Z.I. Macchiareddu - CA (Sorgenia): 55 MWe, Parabolico lineare con olio diatermico (Campo solare) e Sali fusi (Accumulo) Giudizio negativo su compatibilità ambientale (D.G.R. 52/41 23dic2011) Z.I. Ottana – NU (Enas - sperimentale): 600 kWe, Fresnel con olio diatermico (Campo solare e Accumulo) Giudizio positivo su compatibilità ambientale (D.G.R. 20/33 15mag2012) Cossoine Giave - SS (EnergoGreen Renewables): 30 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilità a VIA, sottoposto a VIA (D.G.R. 48/37 11dic2012) Villasor - CA (EnergoGreen Renewables): 50 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilità a VIA, sottoposto a VIA (D.G.R. 5/25 29gen2013) Gonosfandiga Guspini - VS (Energo Green Renewables): 50 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilità a VIA, non disponibile parere Servizio S.A.V.I. Bonorva – SS (EnergoGreen Renewables - Sunwise Capital): 50 MWe, Parabolico lineare con Sali fusi (Campo solare e Accumulo) Presentata istanza di assoggettabilità a VIA (non disponibili pubblicamente info ufficiali) Vallermosa - CA (Sardinia Green Island): 20 MWe, Torre Solare con Sali fusi (Ricevitore e Accumulo) Presentata istanza di AU (non disponibili pubblicamente info ufficiali) Nota: elenco elaborato sulla base di informazioni pubblicamente disponibili
    33. 33. I principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna Villasor - CA (EnergoGreen Renewables) [Fonte:www.sardegnaambiente.it ]        Potenza elettrica: 50 MWe Stima produzione energia elettrica: ≈ 195.000 MWh/a Area occupata dall’impianto: ≈ 237 ettari Campo Solare: Collettori parabolici lineari (≈ 749.000 m2 di sup. riflettente) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 10 ore) Riscaldamento ausiliario: Biomasse Presentata istanza di assoggettabilità a VIA, sottoposto a VIA (D.G.R. 5/25 29gen2013) (Simulazione vista impianto – Fonte: www.energogreen.com)
    34. 34. I principali progetti di impianti CSP presentati in Sardegna Vallermosa - CA (Sardinia Green Island) [Fonte: www.sardiniapost.it ]        Potenza elettrica: 20 MWe ? Stima produzione energia elettrica: ≈ 100.000 MWh/a Area occupata dall’impianto: ≈ 137 ettari Campo Solare: eliostati con torre solare (≈ 200 m) Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ? Accumulo: Miscela Sali Fusi ? Riscaldamento ausiliario: biomassa ? (Foto aerea impianto di riferimento Torresol - Gemasolar Fonte: Torresol ) Non sono disponibili pubblicamente informazioni ufficiali sul progetto. Impianto di riferimento: Gemasolar (20 MWe – 15 h accumulo)
    35. 35. La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna La superficie occupata dagli impianti CSP, necessaria per coprire il fabbisogno elettrico della Sardegna, sarebbe pari un quadrato di lato 12,25Km x 12,25Km Gli impianti CSP occupano meno superficie
    36. 36. La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna
    37. 37. La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna Includendo i consumi energetici dovuti al Metano e ai prodotti petroliferi per l'autotrasporto, la Sardegna si candida per raggiungere l'autosufficienza
    38. 38. La transizione alle energie rinnovabili in Sardegna La superficie occupata dagli impianti CSP, necessaria per coprire il fabbisogno energetico totale della Sardegna, sarebbe pari un quadrato di lato 23,5Km x 23,5Km. 23,5Km Considerando la variabilità della domanda energetica, questa risorsa andrà combinata con le altri fonti rinnovabili. La Sardegna possiede circa 40 bacini idrici, l'utilizzo di alcuni di essi per accumulare energia compenserebbe la variabilità delle
    39. 39. Conclusioni ➔ ➔ Il Solare Termodinamico a Concentrazione rappresenta una grande opportunità per la Sardegna Grazie alla disponibilità del capitale umano e conoscitivo e della risorsa sole, la Sardegna è nelle condizioni di trasformare le opportunità in realtà. Si è cioè nelle condizioni di: ✔ ✔ ✔ Attrarre nuove imprese nel settore del CSP Generare nuova e stabile occupazione nei settori della componentistica, della progettazione, della gestione e manutenzione di impianti e nel settore delle ricerca e sviluppo Dare un contributo determinante al raggiungimento degli obiettivi dell’indipendenza energetica e del 20 - 20 - 20 della EU  Ad oggi sono stati presentate richieste per 6 impianti CSP in Sardegna, per un   totale di investimenti pari a 1,8 mld di euro, con l'assunzione per 30 anni di 350 euro persone La Regione Sardegna nel 2012 ha bocciato l'impianto di Sorgenia ed è in corso un ricorso da parte della società Gli altri 5 impianti sono stati rinviati a Valutazione di Impatto Ambientale, le società intendono ricorrere al TAR per violazione della legge sulle energie rinnovabili
    40. 40. “La chiave del futuro energetico di un paese che voglia dirsi moderno sta in una parola sola, per la quale la classe dirigente italiana ha dimostrato da mezzo secolo a questa parte una fastidiosa allergia: il futuro si chiama ricerca… ..è l'unica strada da percorrere se vogliamo rimanere tra i paesi avanzati. Perché dopodomani, in un settore strategico come quello dell'energia, a decidere i giochi non sarà chi detiene le materie prime, ma chi possiede il know-how, … …e importare tecnologia tedesca o cinese creerebbe una dipendenza non diversa da quella dal gas e dal petrolio.” Enrico Bellone "C’è un fatto, o se volete una legge, che governa i fenomeni naturali sinora noti. Non ci sono eccezioni a questa legge, per quanto ne sappiamo è esatta. La legge si chiama “conservazione dell’energia”, ed è veramente una idea molto astratta, perché è un principio matematico: dice che c’è una grandezza numerica, che non cambia qualsiasi cosa accada. Non descrive un meccanismo, o qualcosa di concreto: è solo un fatto un po’ strano: possiamo calcolare un certo numero, e quando finiamo di osservare la natura che esegue i suoi giochi, e ricalcoliamo il numero, troviamo che non è cambiato..." Richard Feynman
    41. 41. Grazie per l'attenzione
    42. 42. Le ricadute occupazionali del CSP CSP Global Outlook 2009 – ESTELA e SolarPaces In base al recente studio prodotto dalla European Solar Thermal Electricity Association insieme a SolarPaces “Concentrating Solar Power – Global Outlook 2009” risulta che nel solo settore del solare termodinamico a concentrazione si prevedono tra i 100.000 e i 200.000 occupati nel 2020 e tra un milione e 2 milioni nel 2050 in tutto il mondo Nella manifattura, nella produzione di componenti, nello sviluppo, nell’installazione e nei settori indirettamente collegati, è prevista la creazione di 10 nuovi posti di lavoro per ogni MW di solare termodinamico di nuova realizzazione Il solare termodinamico a concentrazione è una delle tecnologie energetiche rinnovabili a più alto rapporto occupazionale per MWh prodotto 45
    43. 43. Il ruolo della ricerca e sviluppo Potential relative reduction of LEC by innovations  Le proiezioni economiche, sia dalle simulazioni che dai dati reali raccolti, mostrano che i dati di costo assoluto tra le diverse tecnologie disponibili sono ancora abbastanza vicini tra loro  La competizione tra le diverse tecnologie è in mano agli investitori e al mercato ma la ricerca e sviluppo deve essere fatta a tutti i livelli con l’obiettivo di migliorare le efficienze e ridurre I costi in questa fase in cui non è presente una tecnologia affermata in maniera definitiva  Esempio di riduzione dei costi derivante dall’innovazione: Negli ultimi 25 anni si è passato dal primo collettore parabolico LS-2 al recente HelioTrough, con un incremento dell’efficienza di raccolta dell’energia dal 38% al 48% 46
    44. 44. Il solare termodinamico in Italia Dati ANEST maggio 2011 47
    45. 45. Il solare termodinamico in Sardegna  Lo sviluppo del CSP in Sardegna nasce nel 2000 al CRS4 con gli studi iniziali del Prof. C. Rubia sulle applicazioni dell’energia solare termica ad alta e bassa temperatura – Proposta per uno studio innovativo per la fattibilità dell’auto-sostentamento energetico e idrico della Sardegna (C. Rubbia e E. Leonardi, Crs4) – Dissalazione solare: un progetto ecologico ed economico per bypassare la crisi idrica della Sardegna – Brevetto: un sistema per estrarre il calore immagazzinato in uno Stagno Solare (Crs4, Nr. FI2003A000008) – Risultati raggiunti: • Strumenti software e pubblicazioni scientifiche • Qualifica del Crs4 come centro di eccellenza per la simulazione • Acquisizione di un contratto europeo su Design of Desalination Plants using Solar Ponds in Lebanon • Presentazione al MIUR-FAR del progetto Dimostratore Solar Pond: accumulo ed estrazione di calore con produzione di acqua dissalata THotel ,Cagliari – 15 luglio 2011 48 Convegno Regionale CGIL sull’Energia in Sardegna
    46. 46. Il solare termodinamico in Sardegna  Il progetto industriale MacchiaSol  Studio prefattibilità impianto (CRS4)  Studio fattibilità (Techint) e avvio campagna misura radiazione solare (CRS4)  Presentazione istanza di VIA per realizzazione impianto 49
    47. 47. Il solare termodinamico in Sardegna  Le principali ricadute sul territorio del progetto MacchiaSol Si prevedono importanti ee positive ricadute sul fronte occupazionale e della Si prevedono importanti positive ricadute sul fronte occupazionale e della ricerca && sviluppo associate all’iniziativa: ricerca sviluppo associate all’iniziativa: • •L’iniziativa comporta un investimento complessivo di fra 200 ee 300 milioni di euro, per L’iniziativa comporta un investimento complessivo di fra 200 300 milioni di euro, per buona parte rappresentati da componenti ee lavorazioni reperibili sul territorio locale buona parte rappresentati da componenti lavorazioni reperibili sul territorio locale • •Per la fase di costruzione dell’opera, della durata prevista di oltre 24 mesi, sisi stima un Per la fase di costruzione dell’opera, della durata prevista di oltre 24 mesi, stima un impiego di manodopera con punte di oltre 500 uomini/giorno ee una media pari a 200 impiego di manodopera con punte di oltre 500 uomini/giorno una media pari a 200 uomini/giorno per due anni uomini/giorno per due anni • •E’ previsto un organico diretto aa regime di oltre 20 unità assunte a tempo indeterminato E’ previsto un organico diretto regime di oltre 20 unità assunte a tempo indeterminato • •L’impianto può contribuire ad alimentare un fiorente indotto locale per attività di L’impianto può contribuire ad alimentare un fiorente indotto locale per attività di manutenzione ee supporto tecnico all’esercizio dell’impianto manutenzione supporto tecnico all’esercizio dell’impianto • •L’impianto, tecnologicamente innovativo, può promuovere la nascita sul territorio sardo di un L’impianto, tecnologicamente innovativo, può promuovere la nascita sul territorio sardo di un polo tecnologico di ricerca focalizzato sullo sviluppo della filiera del solare polo tecnologico di ricerca focalizzato sullo sviluppo della filiera del solare termodinamico, con ulteriori importanti ricadute sul contesto industriale della regione termodinamico, con ulteriori importanti ricadute sul contesto industriale della regione 50

    ×