Ambiente, energia ed attività industriale

Ennio MacchiDipartimento di Energetica - Politecnico di Milano

2

Ennio Macchi

PERCHÉ L’ENERGIA ELETTRICA E’ PIU’ CARA IN ITALIA?

• Perché adottiamo un mix di fonti energetiche peculiare. Siamo gli unici ad avere un parco di generazione con le due seguenti caratteristiche:

• Il ruolo delle fonti energetiche a basso costo “marginale” è limitato

• La dipendenza da combustibili legati al prezzo del petrolio è elevatissima

• Perché il nostro parco termoelettrico ha luci e ombre • Luci: il complesso di grandi cicli combinati realizzato in Italia

non ha rivali al mondo in termini di rendimento• Ombre: abbiamo ancora centrali a vapore alimentate a

carbone, olio e gas del tutto obsolete • Perché siamo gravati da “oneri generali di sistema”• A2 =Attività nucleari residue • A3 = Fonti rinnovabili, CIP 6/92, ecc.• A4 = Prezzi agevolati• A5 = ricerca di sistema (PURTROPPO è da tempo sospesa…)• A6 = strended cost

3

Ennio Macchi

Percentuale di energia elettrica prodotta da (carbone+nucleare) nelle principali nazioni del mondo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

USACina

Giapp

one

Russia In

dia

Germ

ania

*

Fran

cia*

Regno

Uni

to*

Italia

**

Spagn

a*

Svezia

*

EU 15*

EU 25*

Mon

do

%

200320042005

4

Ennio Macchi

Percentuale di energia elettrica prodotta da (gas naturale+prodotti petroliferi) nelle principali nazioni del mondo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Germania Francia RegnoUnito

Italia * Spagna Svezia EU 15 EU 25

%

1999

2004

5

Ennio Macchi

Evoluzione temporale del ruolo dei combustibili fossili nella generazione elettrica Italiana

0

10

20

30

40

50

60

1999 2005

%

Carbone

Petrolio

Gas Naturale

6

Ennio Macchi

Il rendimento dei cicli combinati per sola generazione elettrica è > del rendimento equivalente in cogenerazione

Andamento temporale dei rendimenti elettrici del parco termoelettrico italiano

30

35

40

45

50

55

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

%

prodotti petroliferi

gas naturale CC (solo energia el.)

gas naturale (cogenerazione)

gas naturale(solo energia el.)

7

Ennio Macchi

QUALI AZIONI POSSIAMO INTRAPRENDERE PER MIGLIORARE LA SITUAZIONE?

• A breve termine • Costruire nuove centrali a carbone di tecnologia a

passo con i tempi (sia per quanto attiene il rendimento, sia le emissioni)

• Migliorare l’efficienza energetica della cogenerazione industriale

• Modificare, con strumenti tariffari, la curva di domanda, oggi troppo sbilanciata

• N.B.: aumentare la produzione da fonti rinnovabili è strategico per molti motivi, ma certo non contribuisce a diminuire i costi di generazione

8

Ennio Macchi

IL PROVVEDIMENTO PIU’ URGENTE PER DIMINUIRE I COSTI MEDI DI GENERAZIONE

Realizzare qualche migliaio di MW di centrali a carbone ad alto rendimento (45%) e a basso impatto ambientale

9

Ennio Macchi

Le “clean coal technologies” hanno fatto progressi formidabili in termini di riduzione di emissioni

10

Ennio Macchi

L’UNICA FONTE RINNOVABILE CHE CONTRIBUISCE IN MISURA IMPORTANTE (14,1% NEL 2005) AL BILANCIO ELETTRICO NAZIONALE

• L’ENERGIA IDROELETTRICA• E’ particolarmente pregiata, soprattutto quando è

possibile accumularla (impianti a bacino)• Ruolo strategico fondamentale degli impianti di

pompaggio/turbinaggio

• PURTROPPO, NON E’ REALISTICO SPERARE IN SIGNIFICATIVI AUMENTI DELL’ENERGIA IDROELETTRICA NEL NOSTRO PAESE

11

Ennio Macchi

I contributi di tutte le altre fonti di energia rinnovabile sono relativamente modesti (< 10% in totale in ogni nazione europea)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Germania Francia RegnoUnito

Italia * Spagna Svezia EU 15 EU 25

%

1999

2004

12

Ennio Macchi

Il trend degli ultimi anni è positivo, soprattutto per eolico (x6), RSU (x4) e biomassa (x3), ma non tale da indurre troppo ottimismo

0

1

2

3

4

5

6

solare eolico biomassa RSU geotermico biogas

[TW

h]

1999

2005

13

Ennio Macchi

E’ più che giustificato preoccuparsi dell‘aumento della concentrazione di CO2 nell’atmosfera

14

Ennio Macchi

QUALI AZIONI POSSIAMO INTRAPRENDERE PER MIGLIORARE LA SITUAZIONE?

• A lungo termine (se lo scenario sarà dominato dalle emissioni di CO2)

• Rinnovabili (Serve un grande salto di qualità, che può venire solo dalla ricerca: oggi si investe troppo poco nella ricerca di tecnologie avanzate per la conversione delle fonti rinnovabili )

• Nucleare avanzato• CCS (sia nuovi impianti, sia riconversione di centrali esistenti

“capture ready”?) • Microcogenerazione

15

Ennio Macchi

Abbondanza di carbone

16

Ennio Macchi

SEQUESTRO DELLA CO2

Impianti alimentati mediante combustibili fos-sili che generano idrogeno (eventualmente anche elettricità e calore) e, invece di rilasciare la CO2 generata in atmosfera, la rendono dispo-nibile come flusso a sé stante, pronto per lo stoccaggio di lungo periodo.

idrogeno

elettricitàcalore

CARBONEIDROCARBURI

CO2

acqua

17

Ennio Macchi

Un prototipo di impianto con sequestro

18

Ennio Macchi

SONO IN PROGRAMMA MOLTI IMPIANTI DI GRANDE TAGLIA A BREVE TERMINE, DIVERSE TECNOLOGIE

19

Ennio Macchi

L’immagazzinamento geologico ha fortissime probabilità di non restituire la CO2 catturata all’atmosfera

20

Ennio Macchi

Fra gli elettrodomestici, anche un microcogeneratore inserito nella cucina

motore Stirling

Il motore sostituisce/integra la caldaietta domestica nella generazione di calore e contemporaneamente cogenera energia elettrica, interfacciandosi sulla rete BT, con cui scambia energia elettrica in modo “intelligente”, esportandola nei periodi in cui è pregiata, importandola quando è poco pregiata

21

Ennio Macchi

IHISanyoEbara/Ballard Nippon Oil

Toshiba/IFC Toyota Nuvera Matsushita

MHI

PEFC supplied to test

Molti lavorano allo sviluppo di celle per microcogenerazione