Introduzione alle rinnovabili, ruolo nel sistema energetico e statistiche aggiornate al 2012

1. Fonti rinnovabili
Fabio Disconzi
Fabio Disconzi, Energia da Fonte rinnovabile

2. Definizione di fonti rinnovabili
Si possono definire fonti rinnovabili quelle fonti di energia
che differentemente dai combustibili fossili hanno queste
caratteristiche:




possono essere considerate inesauribili per la loro continua
rigenerazione (tempi di rigenerazione paragonabili ai tempi di
sfruttamento),
durate e riserve «molto grandi» rispetto la scala dei tempi
umani;
compatibili con l’ambiente: generazione di energia
(sfruttabile dall’uomo) senza che siano alterati equilibri
dell’ambiente (concentrazione di CO2) o che venga danneggiata
in modo irreparabile la natura (non sempre vero, esempio
sbarramenti per grandi dighe)
sviluppo sostenibile: il loro sfruttamento attuale non ne
pregiudica lo sfruttamento per le generazioni future (mentre un
kg di carbone bruciato oggi non è più disponibile per ere
geologiche);
Autorizzazioni /
legislazioni
Costi
Incentivi
agevolazioni
Rete elettrica
inadeguata
(impianti, opere, manutenzioni,
assicurazioni, etc.)
Posizione generazione
VS
posizione domanda
Ritorno
economico
Conversione in forme compatibili
con gli usi finali
Tecnologia
(principio
fisico, materiali, temperature, processi
, etc.)
Rendimenti di
conversione
Assenza della rete
elettrica (rifugio di
montagna)
Sono comunemente considerate tali
l'energia:
• Energia idroelettrica
• Energia solare
• Energia eolica
• Bioenergie
• Energia marina
• Energia geotermica
Spazio, volume
superficie
Riduzioni emissioni
settore energetico
Energia da fonte rinnovabile
Energia potenziale gravitazionale
Energia cinetica
Energia termica
Energia chimica
Energia elettrica
Energia potenziale elastica
…
Accettabilità
sociale
Impatto
ambientale

3. In linea con gli obiettivi europei, le fonti rinnovabili:
 Sostenibilità nel lungo periodo;
 Diversificazione delle fonti;
 Sicurezza energetica (produco/genero energia “in
casa”);
 Ricerca su tecnologie innovative (esportare tecnologie e
know-how = benefici
economici, competitività, ricadute anche in altri
settori economici per trasferimento di
conoscenze, etc)
 Occupazione;
Energia da fonte rinnovabile

4. Premessa: energia primaria e secondaria
L’energia non viene sempre utilizzata nella
forma in cui si presenta in natura (energia
primaria) ma subisce delle trasformazioni
rendendola compatibile con il trasporto,
distribuzione ed uso (energia secondaria).
Si chiamano primarie le fonti di energia
disponibili in natura (carbone, energia
geotermica, gas, etc.) mentre si chiamano
secondarie le fonti energetiche ottenute
industrialmente mediante trasformazione
di fonti primarie (benzina, energia elettrica,
etc).
La più interessante forma di energia
secondaria è l’energia elettrica.
Le diverse forme di energia vengono utilizzate
nell’industria per la creazione di beni durevoli e
di consumo, nel settore residenziale per
svolgere i servizi essenziali e per il benessere e
nel terziario per produrre servizi,… etc.
4
Energia da fonte rinnovabile

5. Conversioni energetiche
Energia potenziale gravitazionale
Energia cinetica
Energia termica
Energia chimica
Energia elettrica
Energia potenziale elastica
…
Conversione tra le forme di energia  rendimento.
Ogni conversione comporta una
perdita di «qualità» (in senso
termodinamico) dell’energia;
Le conversioni però servono per
trasformare l’energia da una
forma non utilizzabile in una
forma compatibile con il
fabbisogno
5
Energia da fonte rinnovabile

6. Sistema energetico
Domanda
energetica
Industria
Fonti fossili
(termica + elettrica)
Energia secondaria
(usi finali)
trasporti
Energia primaria
civile
agricoltura
Usi non
energetici
bunkeraggi
Sostenibilità?
Accumuli e scorte
Import/export
Emissioni di
gas serra e
consumo fonti
non rinnovabili
FER – Fonti
Energetiche
Rinnovabili
Efficienza energetica , uso razionale dell’energia
risparmio energetico
Domanda e consumi
6
Energia da fonte rinnovabile

7. Fonti fossili
solidi
Fonti fossili
Gas naturale
Prodotti petroliferi
Riserve provate 2011: 860938 106 ton
Consumi 2011: 3724,6 106 toeeq/anno
Riserve provate 2011: 208,4 1012 m3
Consumi 2011: 3222,9 109 m3/y
Circa 65 anni;
Riserve provate 2011: 1652.6 109 barrels
Consumi 2011: 88034 103 barrels/day
Circa 52 anni;
quando si
esauriranno
(potrebbero
esaurirsi secondo
alcune ipotesi ) le
fonti fossili?
http://www.bp.com/assets/bp_internet/globalbp/globalbp_uk_english/reports_and_publications/statistical_energy_review_2011/STAGING/local_a
ssets/pdf/statistical_review_of_world_energy_full_report_2012.pdf
È uscita la 2013: http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/statistical-review/statistical_review_of_world_energy_2013.pdf
-Produzione programmabile
-Alta densità energetica
-Accumulabili
-Installazioni in zone già
“stigmatizzate”: zone
industriali o di “basso valore”
-Esauribili
-Emissioni di gas ad effetto serra
-Costi approvvigionamento, rete
distribuzione, trasporto
-Instabilità geo-politica dei Paesi
produttori
-Prezzo variabile
-Costo di generazione energia elettrica
(costo combustibile)
-Costi combustibili raffinati (settore
trasporti)
US$/barrel 1961 – 2011
7
Energia da fonte rinnovabile

8. Fonti rinnovabili
rinnovabili
energia idroelettrica;
energia solare: fotovoltaico;
energia solare: termoelettrica o
termodinamica (solare ad alte
temperature);
energia solare termica (solare a basse
temperature per riscaldamento);
energia eolica;
energia del moto ondoso;
energia geo-termoelettrica;
energia da biomasse, biogas, rifiuti,
microalghe, …
-Generazione di energia da fonte
rinnovabile;
-Non si esauriscono;
-Distribuite nel territorio;
-No emissioni durante il
funzionamento;
Potenziale delle fonti rinnovabili?
Vedremo dei metodi per stimarlo.
Generazione distribuita?
-Non programmabile
-Intermittente
-Costo generazione (costi impianto elevato)
-Bassa densità energetica  uso del suolo 
competizione con altri usi
-Installazioni in ambienti “pregiati, turistici, etc.”
con alto --impatto visivo
-Accettabilità sociale (vedremo come studiarla)
8
Energia da fonte rinnovabile

9. Statistiche (world)– Energia primaria
http://www.iea.org/publications/freepublications/
publication/name,31287,en.html
1973: 6109 Mtoe
2011: 13113 Mtoe
2010: 12717 Mtoe
1973
2011
1,8+10,6+0,1=12,5%
2,3+10+1=13,3%
Coal
Oil
Nat Gas
Variazione relativa (%)

Hydro

Biofuels
and waste

nuclear
Other
Variazione relativa (%)

Energia da fonte rinnovabile



9

10. Statistiche (world)– Energia elettrica
1973: 6115 TWh
2011: 22126 TWh
2010: 21431 TWh
1973
2011
21+0,6=21,6%
15,8+4,5=20,3%
Coal
Oil
Nat Gas
Variazione relativa (%)

Hydro


other
nuclear
Variazione relativa (%)



10
Energia da fonte rinnovabile

11. Statistiche (world) – Prezzi fonti fossili
Tendenza dei prezzi fonti fossili:
Petrolio: 
Carbone: 
Gas naturale: 
Tendenza dei prezzi fonti rinnovabili (costi «combustibile»):
In alcuni casi la biomassa si paga ed i
prezzi hanno una loro dinamica
idroelettrico: 
eolico: 
solare: 
biomassa: 
geotermico: 
Tendenza del costo degli impianti per lo sfruttamento delle FER?
11
Energia da fonte rinnovabile

12. produzione energetica
Potenziale energetico delle Fonti Rinnovabili
Potenziale TEORICO
Rendimenti
tecnologici
R&D
Potenziale TECNICO
Barriere non
economiche
Stimoli,
incentivi, etc.
sviluppo storico
tempo [anni]
2013
Energia da fonte rinnovabile

13. Potenziale energetico delle Fonti Rinnovabili
Alcuni studiosi hanno provato a valutare il potenziale tecnico e teorico delle fonti rinnovabili;
Studio del 2004 ma gli “ordini di grandezza” sono simili e l’approccio è ancora valido.
Energia da fonte rinnovabile
Fonti rinnovabili – 23 giugno 2012 – Fabio Disconzi | 13

14. FER – Statistiche Italia
Alla fine del 2012 le fonti rinnovabili
ricoprono un ruolo importante
all’interno del sistema elettrico
nazionale.
Gli impianti alimentati da fonti
rinnovabili rappresentano circa il 37%
della potenza complessiva istallata
in Italia e il 31% della
produzione lorda totale.
47345 MW
Potenza FER
484587
Numero impianti FER
37%
% Potenza / Potenza Totale
92222 GWh
Generazione elettrica da
FER
31%
Generazione elettrica FER /
gerazione totale
Il numero degli impianti FER diffusi sul territorio nazionale continua a
crescere arrivando nel 2012 ad una consistenza pari a 484.587
spinto essenzialmente dalla crescita degli impianti fotovoltaici.
La potenza installata in Italia nel 2012 è pari a 47.345 MW in
crescita rispetto all’anno precedente per l’istallazione di nuovi parchi
eolici, di impianti alimentati con bioenergie e soprattutto di
fotovoltaici.
La produzione rinnovabile, grazie al contributo delle nuove
installazioni, segna un nuovo record raggiungendo 92.222 GWh,
l’11% in più rispetto al 2011.
Energia da fonte rinnovabile

15. FER – Statistiche Italia
Nel 2012 gli impianti alimentati con fonti rinnovabili in Italia sono 484.587 e
hanno una potenza complessiva di circa 47.345 GWh.
Come già avvenuto nei quattro anni precedenti, sul territorio nazionale continua a
crescere il numero degli impianti in esercizio. La fonte più interessata è quella
solare: sono circa 150.000 gli impianti fotovoltaici installati nel corso
dell’ultimo anno.
La potenza efficiente lorda installata in Italia è pari a 47.345 MW con circa 5.945
MW addizionali (+14,4%).
Anche per quanto riguarda la potenza, la crescita dipende principalmente dal
solare. La potenza degli impianti fotovoltaici installata è cresciuta del
28,5% (da 12.773 MW a 16.420 MW).
Alla crescita del parco delle rinnovabili contribuiscono anche la fonte eolica e le
bioenergie: nel corso del 2012 sono stati installati circa 1.180 MW addizionali in
impianti eolici e circa 1.000 MW in impianti alimentati con bioenergie.
Energia da fonte rinnovabile

16. FER – Statistiche Italia 2000 - 2012
Fin dagli inizi del 1900, il parco elettrico nazionale è stato
caratterizzato dagli impianti idroelettrici.
Negli ultimi anni la loro potenza installata è rimasta
pressoché costante (+0,8% medio annuo) mentre le
altre fonti rinnovabili sono cresciute in maniera
considerevole specialmente grazie ai diversi sistemi
d’incentivazione che ne hanno sostenuto lo sviluppo.
Energia da fonte rinnovabile

17. FER – Statistiche Italia [Potenza installata]
La Lombardia con il 16,4%
rimane la Regione con la più
alta concentrazione di
potenza installata tra tutte le
Regioni italiane.
La Toscana, grazie al
geotermico, è la Regione con
maggior potenza installata nel
Centro Italia.
Nel Sud Italia un forte
incremento percentuale si è
verificato in Puglia e in
Sicilia, grazie soprattutto alla
quantità di potenza
fotovoltaica entrata in
esercizio nel corso del 2012.
Energia da fonte rinnovabile

18. FER – Statistiche Italia [Generazione da fonti rinnovabili]
La Lombardia è la Regione italiana con la
maggiore produzione da fonti rinnovabili pari
a 14.743 GWh, il 16% dei 92.222 GWh prodotti
sul territorio nazionale.
Rispetto allo scorso anno il suo peso è
diminuito, altre Regioni come Puglia e Sicilia hanno
aumentato la loro quota: la prima è passata dal
7,0% all’8,9%, la seconda dal 3,9% al 5,1%.
La produzione da fonti rinnovabili è così distribuita
tra macro aree: il Nord Italia contribuisce per il
54,4%, il Centro con il 14,3% e il Sud (Isole
comprese) con il 31,3%.
Province.
Le due province di Bolzano e Sondrio sono quelle
dove si produce più elettricità da fonti rinnovabili.
Queste rappresentano rispettivamente il 6,8% e il
6% della produzione nazionale. Anche Trento e
Brescia hanno produzioni
importanti, rispettivamente pari al 3,6% e al 3,5%.
Tra le Regioni del Centro si evidenzia la Provincia di
Pisa dove la produzione è stata pari al 3,5% del
totale nazionale grazie al contributo dei suoi
impianti geotermoelettrici.
Nel Meridione le Province dove la produzione è
stata la più elevata, sono Foggia con il 3,7% e
Bari con il 2,1%.
Energia da fonte rinnovabile

19. FER – Statistiche Italia
Anche nel 2012 Brescia
continua ad essere la
Provincia con la maggiore
potenza istallata pari al
5,8% dei 47.345 MW del
parco impianti nazionale.
A seguire vengono le
Province di Sondrio
(4,9%), Foggia
(4,4%), grazie alla
numerosità di impianti
eolici che la classificano al
primo posto per la potenza
eolica installata, e Bolzano
(4,1%).
Energia da fonte rinnovabile

20. FER – Statistiche Italia [Generazione elettrica 2000-2012 per fonte]
GWh
Nel 2012 la produzione da fonti rinnovabili è stata pari al valore record di 92.222 GWh.
Mentre fino al 2008 l’andamento dell’elettricità generata da FER era legato principalmente alla
fonte idraulica, negli ultimi anni le “nuove rinnovabili” (solare, eolico e bioenergie) ricoprono
un ruolo di uguale importanza.
In questo nuovo contesto accade che la produzione idraulica continui a diminuire per le sfavorevoli
condizioni climatiche e che l’incremento della produzione fotovoltaica, eolica e degli impianti alimentati con
bioenergie sia in grado di compensare tale decremento.
La fonte solare rappresenta nel 2012 la seconda fonte principale del mix di produzione essendo
cresciuta fino a 18.862 GWh (+78,5% medio annuo dal 2000 al 2012 anche se la crescita reale è
avvenuta nel corso degli ultimi 5 anni).
La produzione eolica è pari ai 13.407 GWh, del 36,0% più elevata rispetto allo scorso anno e con un
tasso di crescita media annua tra il 2000 e il 2012 pari al 30,2%.
La produzione da bioenergie nel 2012 è pari a 12.487 GWh, +15,3% rispetto al 2011 e con un tasso
di crescita medio annuo calcolato dal 2000 pari al 19,3%.
Infine la fonte geotermica garantisce una produzione stabile intorno ai 5.500 GWh.
Energia da fonte rinnovabile

21. FER – Storia delle rinnovabili 2000-2012
Nel 2000 la produzione lorda era stata pari a 50.990 GWh mentre nel 2012 ha raggiunto
92.222 GWh.
Dei 41.232 GWh addizionali:
- il 45,7% è dovuto alla fonte solare, la cui produzione addizionale è pari a 18.844 GWh,
passando dai 18 GWh del 2000 ai 18.862 GWh prodotti nel corso del 2012;
- il 31,2% è dovuto alla fonte eolica, la cui produzione addizionale è pari a 12.844 GWh,
passando dai 563 GWh del 2000 ai 13.407 GWh prodotti nel corso del 2012;
- il 26,6% è dovuto alle bioenergie, la cui produzione addizionale è pari a 10.982 GWh,
passando dai 1.505 GWh del 2000 ai 12.487 GWh prodotti nel corso del2012;
- il 2,1% è dovuto alla fonte geotermica, la cui produzione addizionale è pari a 886 GWh,
passando dai 4.705 GWh del 2000 ai 5.592 GWh prodotti nel corso del 2012.
Nel 2012 la produzione della fonte idraulica è stata più bassa di quella prodotta nel 2000. La
diminuzione è di circa 2.325 GWh, pari al 5,6% della potenza addizionale, principalmente
per la scarsa idraulicità del 2012.
Energia da fonte rinnovabile