Peranalisi delle competenze scientifico-tecnologiche di...

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Analisi preliminare delle aree di competenza scientifico-

tecnologica di ENEA

Politecnico di Milano, 23 novembre 2005

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Agenda

1. Gli obbiettivi2. La metodologia di indagine3. Lo schema di analisi4. La presenza di ENEA nelle diverse aree

scientifico-tecnologiche4.1 La valutazione quantitativa4.2 La valutazione qualitativa

5. I settori di applicazione delle competenze di ENEA

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1. Gli obbiettivi• Individuare e classificare le principali aree di

competenza dell’ENEA• Analizzare, sulla base della documentazione

esistente, le diverse aree di competenza, identificandone i principali punti di forza e di debolezza sulla base delle risorse allocate, dei progetti in corso, dei risultati ottenuti

• Verificare l’integrazione possibile (e quella effettivamente ottenuta) tra diverse aree di competenza che operano in modo funzionale a uno stesso settore applicativo

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2. La metodologia• La metodologia utilizzata si è articolata in tre fasi

principali:– Individuazione, sulla base del materiale documentale,

delle aree di competenza di ENEA e dei settori applicativi in cui esse vengono utilizzate

– Raccolta delle informazioni, da parte della pianificazione e controllo di ENEA, relative a:

• dotazioni di risorse (personale, risorse finanziarie, infrastrutture tecnologiche);

• Progetti (tematiche, finanziamenti)• Risultati (brevetti, collaborazioni internazionali, contratti)

– Valutazione delle informazioni da parte di un panel di esperti

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3. Lo schema di analisi

• Lo schema di analisi fa riferimento a tre scelte progettuali principali:– Le attività delle unità programmatiche dell’ENEA

vengono suddivise tra attività di ricerca, finalizzate a specifici settori applicativi e di base, e altre attività;

– Le attività di ricerca sono articolate in 20 aree di competenza, per ciascuna delle quali viene condotta una analisi di rilevanza

– Le aree vengono poi messe in relazione con 4 settori applicativi, evidenziando così la finalizzazione delle attività svolte

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3.1 Le tipologie di attività• Le attività di ENEA comprendono:

– Ricerca, ulteriormente articolabile in ricerca funzionale a specifici settori applicativi e di base;

– Sviluppo tecnico-scientifico;– Attività strumentali (direzione, gestione, supporto, manutenzione,

sistemi informativi)– Assistenza tecnica, consulenza e servizi per soggetti esterni

• Nella tabella successiva, viene riassunto il valore delle risorse utilizzate in ciascuna attività nelle Unitàprogrammatiche, misurate in “costi complessivi dei progetti attivi nel 2004”, in termini assoluti e percentuali

• Non sono invece presi in considerazione, allo stato, i costi relativi alle funzioni centrali, ai centri e alle societàconsortili

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Attività Costi (000€)

Costi (%)

Ricerca finalizzata a settori applicativi 341506 58,8

Ricerca di base 96871 16,7Direzione, gestione e supporto 53199 9,2

Sviluppo tecnico scientifico 32102 5,5

Supporto a PA e PMI 30961 5,3Gestione e manutenzione strutture 18740 3,2

Taratura, certificazione, diagnostica 4631 0,8

Sviluppo sistemi informativi e knowledgemanagement systems

3084 0,5

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La ripartizione delle risorse tra le attività

• Le attività di ricerca assorbono il 75% delle risorse; se si aggiunge alla ricerca lo sviluppo tecnico-scientifico si arriva all’80% dei costi complessivi;

• Oltre il 75% dell’attività di ricerca e di sviluppo tecnico-scientifico è finalizzato a specifici settori applicativi

• l’incidenza delle attività strumentali (direzione, gestione, supporto, manutenzione, sistemi informativi) è circa il 13%

• l’incidenza delle attività di assistenza tecnica, consulenza e servizi per soggetti esterni è dell’ordine del 7%

• Complessivamente, il quadro appare equilibrato per un ente di ricerca, con una buona propensione alla ricerca applicata e al trasferimento tecnologico

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3.2 Le aree di competenza

• Le attività di ricerca realizzate da ENEA sono state articolate in 20 aree di competenza.

• La classificazione si è basata sui seguenti criteri:– Coerenza con l’organizzazione di ENEA in Unità

Tecnico-Scientifiche – Rilevanza rispetto alla missione di ENEA (maggiore

disaggregazione per le competenze energetiche)– Omogeneità interna

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Le 20 aree di competenzaRadiazioni ionizzanti (AR01)

Radiazioni non ionizzanti (AR02)

Fisica della fusione (AR03)

Tecnologie della fusione e superconduttività (AR04)

Materiali funzionali (AR05)

Materiali strutturali monoliti e compositi (AR06)

Nanomateriali (AR07)

Trattamento di superfici (AR08)

Biomasse (AR09)

Eolico (AR10)

Idrogeno (AR11)

Celle a combustibile (AR12)

Sistemi di accumulo elettrochimico (AR13)

Fotovoltaico (AR14)

Termoelettrico (AR15)

Cicli combinati (AR16)

Biotecnologie (AR17)

Automazione e robotica (AR18)

Modellistica matematica e modelli previsivi (AR19)

Solare termodinamico (AR 20)

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La copertura delle 20 aree di competenza sulle attività di ENEA

• Complessivamente, le 20 aree di competenza assorbono circa l’85% delle risorse dell’Ente dedicate alla ricerca, con una punta dell’88,6% per quanto riguarda le infrastrutture tecnologiche

• L’analisi delle 20 aree consente quindi una buona copertura delle attività di ricerca dell’ente

Costi InfrastruttureAree di competenze analizzate

84,9 % 88,6 %

Altre aree 15,1 % 11,4 %Totale 100,0 % 100,0 %

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3.3 I settori applicativi• E’ possibile raggruppare le attività di ENEA, invece che per area

disciplinare, per settore di applicazione, in modo da cogliere la capacitàdell’ente di integrare competenze diverse al fine di rispondere a specifici bisogni applicativi

• Sono stati identificati 4 settori, con una classificazione “ a maglie larghe”, per non perdere opportunità di integrazione

• E’ bene inoltre almeno richiamare alcuni settori applicativi che non hanno oggi un rilevanza “quantitativa” tale da consentire una valutazione puntuale delle attività svolte, ma che potrebbero diventare interessanti per ENEA, quali l’Aerospaziale, i Beni Culturali e l’ICT.

Settore Costi (000€)

Costi (%)

Produzione di energia 181186 52,8

Ambiente e territorio 68157 19,9

Agroalimentare e protezione della salute 46122 13,4

Tecnologie per lo sviluppo sostenibile 44247 12,9

Altro 3457 1,0

Totale 341506 100,0

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4. Le aree di competenza scientifico-tecnologica

• L’analisi delle 20 aree di competenza si èarticolata in:– Una valutazione quantitativa delle risorse

utilizzate nelle diverse aree di competenza e dei risultati ottenuti;

– Una valutazione qualitativa dei risultati ottenuti, in termini di rilevanza delle problematiche affrontate e di livello qualitativo della produzione

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4.1 L’analisi quantitativa delle aree di competenza scientifico-

tecnologica

• Comprende:– Analisi delle risorse allocate dall’ENEA

(rilevanza dell’area di competenza sull’input)– Analisi dei risultati ottenuti da ENEA

(rilevanza dell’area di competenza sull’output)

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L’analisi delle risorse (1/3)

• Nella tabella seguente, viene indicato il valore assoluto e l’incidenza percentuale delle diverse aree di competenza rispetto a:– Personale impiegato nel 2004– Costi complessivi dei progetti in corso nel

2004– Valore delle infrastrutture tecnologiche

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AreaCosti (k€) % Personale %

Costi Ris. Tecn. (k€) %

Radiazioni ionizzanti (AR01) 83.050 20,9% 191 14,4% 28.038 8,91%

Modellistica matematica e modelli previsivi (AR19) 62.777 15,0% 268 20,2% 44.620 14,18%

Fisica della fusione (AR03) 57.870 14,6% 98 7,4% 148.633 47,25%

Materiali strutturali monoliti e compositi (AR06) 39.535 10,0% 39 2,9% 1.457 0,46%

Solare termodinamico (AR20) 28.495 7,2% 78 6,0% 7.972 2,53%

Biotecnologie (AR17) 26.723 6,7% 219 16,5% 10.933 3,48%

Tecnologie della fusione e superconduttività (AR04) 25.338 6,4% 74 5,6% 9.441 3,00%

Materiali funzionali (AR05) 15.941 4,0% 90 6,8% 5.046 1,60%

Radiazioni non ionizzanti (AR02) 15.646 3,9% 56 4,2% 13.547 4,31%

Fotovoltaico (AR14) 14.383 3,6% 46 3,5% 13.250 4,21%

Celle a combustibile (AR12) 10.353 2,6% 20 1,5% 827 0,26%

Cicli combinati (AR16) 10.255 2,6% 29 2,2% 0 0,00%

Automazione e robotica (AR18) 9.686 2,4% 29 2,2% 3.691 1,17%

Termoelettrico (AR15) 9.208 2,3% 20 1,5% 13.816 4,39%

Sistemi di accumulo elettrochimico (AR13) 4.615 1,2% 5 0,4% 1.291 0,41%

Biomasse (AR09) 3.277 0,8% 17 1,3% 6.016 1,91%

Idrogeno (AR11) 3.067 0,8% 12 0,9% 401 0,13%

Nanomateriali (AR07) 2.509 0,6% 6 0,5% 0 0,00%

Eolico (AR10) 2.180 0,5% 9 0,7% 258 0,08%

Trattamento di superfici (AR08) 311 0,1% 3 0,2% 5.345 1,70%

Totale (AR01-AR20) 396.724 100% 1309 100% 314.582 100%

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Personale impiegato nei settori applicativi (SE01/SE07)

Personale impiegato nella ricerca di base (SE08)

Enea indet.

Enea determ. Altro

Enea indet.

Enea determ. Altro

Modellistica matematica e modelli previsivi (AR19) 191 41 11 15 0 0

Biotecnologie (AR17) 133 24 50

Radiazioni ionizzanti (AR01) 123 7 12 42 1 5

Fisica della fusione (AR03) 88 10 4

Tecnologie della fusione e superconduttività (AR04) 59 7 10 7 1 0

Fotovoltaico (AR14) 39 7 5

Cicli combinati (AR16) 28 1 8

Materiali strutturali monoliti e compositi (AR06) 18 4 1 9 3 3

Celle a combustibile (AR12) 17 3 4

Termoelettrico (AR15) 15 0 4 5 0 0

Automazione e robotica (AR18) 15 5 0 4 0 0

Idrogeno (AR11) 12 0 3

Biomasse (AR09) 10 7 2

Eolico (AR10) 9 0 0

Materiali funzionali (AR05) 6 2 4 77 5 9

Radiazioni non ionizzanti (AR02) 5 1 0 40 10 7

Trattamento di superfici (AR08) 2 1 0

Sistemi di accumulo elettrochimico (AR13) 2 0 2 2 1 0

Nanomateriali (AR07) 0 0 0 6 0 3

Totale (su aree competenze AR01-AR20) 772 120 120 207 21 27

Area/Settore

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L’analisi delle risorse (2/3)• Esiste una notevole concentrazione delle risorse;• Sia per quanto riguarda il costo dei progetti che per

quanto riguarda il personale impiegato, le prime 3 aree di competenza assorbono circa il 50% delle risorse e le prime 5 aree di competenza oltre il 67%

• Cinque aree (radiazioni ionizzanti; fisica della fusione; modellistica matematica e modelli previsivi; solare termodinamico; biotecnologie) si trovano tra le prime sei sia per i costi che per il personale;

• Le infrastrutture tecnologiche sono invece di fatto concentrate quasi integralmente in un’area, la fisica della fusione (47%).

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L’analisi delle risorse (3/3)• Integrando le valutazioni relative al personale e quelle

relative alle infrastrutture tecnologiche, si possono classificare le aree in tre gruppi:– Aree ad alta rilevanza sull’input: Materiali strutturali, Fisica della

fusione, Solare, Radiazioni ionizzanti, Modellistica matematica e modelli previsivi, biotecnologie;

– Aree a media rilevanza sull’input: Materiali funzionali, Cicli combinati, Radiazioni non ionizzanti, Celle a combustibile, Termoelettrico, Automazione e robotica, Tecnologie della fusione, Fotovoltaico

– Aree a bassa rilevanza sull’input: Nanomateriali, Trattamento di superfici, Biomasse, Eolico, Sistemi di accumulo elettrochimico, Idrogeno

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L’analisi dei risultati (1/2)

• Nella tabella seguente vengono riportati, per le diverse aree di competenza:– Il numero dei brevetti ottenuti– Il numero dei brevetti valorizzati– Il numero di pubblicazioni 2004 presentate

all’indagine CIVR– Il numero di collaborazioni internazionali– Il numero e il valore dei contratti internazionali

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Area BrevettiPubblica-zioni

Collabo-razioni Contratti

N°di cui val.

(anno 2004) N° val (k€)

Biotecnologie (AR17) 54 33 4 3 5 976

Automazione e robotica (AR18) 44 5 1 1 97

Termoelettrico (AR15) 17 0 0 2 676

Materiali funzionali (AR05) 15 1 3 2 327

Radiazioni ionizzanti (AR01) 13 3 39 1 9 1084

Idrogeno (AR11) 12 2 5 1 3 182

Materiali strutturali monoliti e compositi (AR06) 10 0 11 1

Tecnologie della fusione e superconduttività (AR04) 9 0 77 5 1 13543

Sistemi di accumulo elettrochimico (AR13) 9 1 10

Fotovoltaico (AR14) 9 0 9 1 1 225

Modellistica matematica e modelli previsivi (AR19) 9 0 48 1 9 1099

Biomasse (AR09) 8 0 2 1 2 61

Radiazioni non ionizzanti (AR02) 6 0 43 7 1286

Nanomateriali (AR07) 2 0 14 1 143

Celle a combustibile (AR12) 2 0 7 2 4 337

Trattamento di superfici (AR08) 1 0 5

Fisica della fusione (AR03) 0 0 48 4 2 181

Eolico (AR10) 0 0 0 1 2 139

Cicli combinati (AR16) 0 0 0

Totale (AR01-AR19) 220 45 326 21 51 20356

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L’analisi dei risultati (2/2)• La situazione appare molto differenziata in base alle

diverse tipologie di output;• Tra gli elementi più positivi, si devono sottolineare:

– l’attività brevettuale nel campo delle biotecnologie e dell’automazione;

– Le pubblicazioni di livello internazionale nel campo delle radiazioni, della fusione e della modellistica;

– Le collaborazioni e i contratti internazionali nel campo della fusione

• Maggiori criticità emergono nelle aree di competenza connesse con le energie alternative, se si esclude una certa attività brevettuale;

• Più variegata, infine, appare la situazione delle competenze connesse con i materiali

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Il confronto risorse/risultati• Il confronto tra le risorse assorbite dalle diverse

aree di competenza e i risultati quantitativi ottenuti è utile, ma può essere distorcente;

• Esso infatti non fornisce immediatamente un giudizio di merito, in quanto non tiene conto del livello qualitativo dell’output , essenziale per valutare le attività di ricerca, e dello sfasamento temporale tra utilizzo delle risorse e ottenimento dei risultati;

• Tuttavia, può consentire di comprendere la “rilevanza” complessiva dell’area di competenze all’interno dell’ente.

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La rilevanza interna delle diverse aree di competenza

Rilevanza input

Alta

Bassa

Bassa Alta

Materialistrutturali

Materiali funzionaliCicli combinati

NanomaterialiTrattamento di superficiBiomasseEolicoSistemi di accumulo elettrochimico

Fisica della fusioneSolare

Radiazioni non ionizzantiCelle a combustibileTermoelettricoAutomazione e roboticaFotovoltaico

Idrogeno

Radiazioni ionizzantiModellistica matematica e Modelli previsiviBiotecnologie

Tecnologie della fusione

Rilevanza output

Alta rilevanza

Media rilevanza

Bassa rilevanza

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Complessivamente• L’attività di ENEA è ancora molto polarizzata, in

termini quantitativi, sulle aree di competenza piùtradizionali: radiazioni e fusione;

• Esiste un peso consistente della modellistica matematica e previsionale;

• Nel campo dei materiali, pur in presenza di risorse non irrilevanti, i risultati appaiono ancora disomogenei;

• Infine, nel campo delle energie alternative, l’attenzione è concentrata solo su fotovoltaico e solare, mentre le altre aree di competenza hanno un’incidenza più modesta

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4.2 La valutazione qualitativa

• Consiste nell’analisi della rilevanza delle problematiche affrontate, con particolare riferimento ai progetti di ricerca in corso e all’oggetto dei prodotti della ricerca;

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La rilevanza delle problematiche• L’analisi della rilevanza esterna fa riferimento a:

– Potenzialità di sviluppi tecnologici:• Livello di maturità della tecnologia• Limite fisico della tecnologia

– Rilevanza economica e sociale degli impatti attesi:• Ampiezza dello spettro delle potenziali applicazioni• Potenziali impatti economico-sociali

• Nella tabella seguente viene riportato il posizionamento delle diverse aree di competenza di ENEA rispetto a potenzialità di sviluppi tecnologici e rilevanza economica e sociale degli impatti attesi

• Tale posizionamento è il risultato della valutazione di un panel di esperti

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La rilevanza delle problematichePotenzialità di sviluppi tecnologici

Media Medio-alta Alta

Alta Radiazioni ionizzanti

Fotovoltaico, Tecnologie della fusione, Materiali funzionali, celle a combustibile. Sistemi di accumulo elettrochimico

Fisica della fusione, nanomateriali, Idrogeno

Medio-alta Trattamenti superficiali, biomasse, eolico,Materiali strutturali

Biotecnologie, cicli combinati, Modelli matematici, termoelettrico, Solare

,

Media Radiazioni non ionizzanti, Automazione

Rilevanza economica e sociale degli impatti attesi

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Rilevanza interna e rilevanza esterna

• Incrociando la rilevanza interna delle diverse aree di competenze con la relativa rilevanza esterna, è possibile distinguere tra:– Aree core– Aree intermedie– Aree esternamente rilevanti, ma in cui le risorse attuali di ENEA sono

insufficienti per ottenere una massa critica– Aree internamente rilevanti, ma che appaiono oggi meno promettenti

che in passato– Aree marginali

• Nelle tabelle seguenti vengono dapprima specificate le caratterizzazioni di queste aree – o cluster – rispetto al livello di rilevanza interna e esterna;

• Le aree di competenza di ENEA vengono poi associate a ciascun cluster

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Rilevanza interna e rilevanza esterna: i cluster

Rilevanza esterna


Alta Core

Medio

Bassa Marginalità Alta rilevanza esterna

Alta rilevanza interna

Intermedia

Rilevanza interna

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Le aree di ENEARilevanza esterna


Alta Radiazioni ionizzanti Solare, Biotecnologie, Modelli matematici

Tecnologie della fusione, Fisica della fusione

Medio Materiali strutturali Radiazioni non ionizzanti Automazione

Termoelettrico Celle a combustibileFotovoltaico,Idrogeno

Bassa Trattamenti superficiali, Biomasse, Eolico

Cicli combinati ,Sistemi di accumulo elettrochimico

Materiali funzionali, Nanomateriali,

Rilevanza interna

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I principali punti di forza e didebolezza

• Infine, per ciascuna area è possibileunaanalisi qualitativa, I principali punti di forzae di debolezza che emergono dall’analisidelle risorse disponibili e dei risultatiprodotti

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I - Le aree “core”

• Fisica della fusione• Tecnologie della fusione e

superconduttività

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Fisica della fusione• Punti di forza

• ENEA, grazie alla prosecuzione e allo sviluppo del programma FTU (al quale sono direttamente dedicati tre progetti dell’area di competenza), realizza risultati e produce competenze che la mantengono fortemente inserita e all’avanguardia a livello internazionale nell’ambito di diversi settori di ricerca sulla fisica della fusione a confinamentomagnetico. Ne sono esempio lo sviluppo sperimentale di diversi tipi di diagnostiche innovative e di sistemi di riscaldamento a radiofrequenza di interesse diretto per la macchina europea JET e per il futuro esperimento internazionale ITER.

• L’attività teorica e di simulazione sui burningplasmas, e il forte coinvolgimento diretto in diverse aree scientifiche del progetto internazionale ITER garantiscono all’ENEA una notevole competenza sulla fisica dei plasmi che verranno sperimentalmente studiati nei prossimi decenni.

• L’esistenza di un progetto relativo alle ricerche sulla fusione a confinamento inerziale (il progetto ABC) consente ad ENEA di mantenere le competenze necessarie per poter valutare gli sviluppi e i progressi di questo secondo importante filone della fisica della fusione, limitatamente alle risorse e agli obiettivi dell’Unione Europea in tale settore.

• Punti di debolezza

• L’esperimento FTU, operante ormai da diversi anni, non consente di investigare alcuni rilevanti aspetti sulle proprietà dei plasmi da fusione prodotti per confinamentomagnetico, come ad esempio il comportamento su tempi lunghi della scarica di plasma e lo studio di scenari di confinamento avanzati.

• L’impianto ABC, che risulta essere il piùrilevante progetto in ambito nazionale sulla fusione inerziale, non può essere considerato allo stesso livello dei maggiori progetti esistenti o in fase di realizzazione esistenti al mondo in questo campo.

• Un ulteriore punto di debolezza risiede nella difficoltà di reperimento delle risorse umane (personale tecnico e laureato) necessarie per lo sviluppo di tali programmi.

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Tecnologie della fusione e superconduttività

• Punti di forza

• ENEA partecipa a numerosi progetti riguardanti alcune delle più importanti e delicate tecnologie necessarie per lo sviluppo di un impianto a fusione, come ad esempio lo sviluppo di sistemi di controllo e diagnostica remoti, lo sviluppo di tecnologie di prima parete/divertore, lo studio di materiali per blanket e altre strutture, lo studio e realizzazione di bobine superconduttrici, l’analisi di sicurezza di sistemi a fusione. Tutti i progetti sono fortemente indirizzati ai futuri esperimenti internazionali ITER e IFMIF: il contributo ENEA è di primaria importanza e le consente di rivestire un ruolo di assoluto rilievo in ambito internazionale.

• Un ulteriore punto di forza consiste nella possibilità di utilizzare le competenze tecnologiche sviluppate nell’ambito di quest’area anche in altri settori che richiedano soluzioni tecnologiche di elevata qualità e complessità, con l’eventuale coinvolgimento dell’industria italiana, giàpresente in diversi progetti.


• I principali punti di debolezza sono da ricercarsi soprattutto nella difficoltà di sostituzione di personale tecnico altamente qualificato, e più in generale nella limitatezza delle risorse umane disponibili per il proseguimento dei vari progetti dell’area di competenza.

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II - Le aree intermedie

• Solare termodinamico• Celle a combustibile• Fotovoltaico• Radiazioni ionizzanti• Biotecnologie• Idrogeno• Modellistica matematica e modelli previsivi• Termoelettrico

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Solare termodinamico• Punti di forza

• Il progetto Archimede utilizza le competenze e alcune aree di eccellenza sviluppatesi in ENEA in diversi settori. È un progetto organico, sostenuto da una precisa strategia e con chiari obiettivi, e grazie a questo ha già dato risultati di ricerca significativi nello sviluppo di alcuni componenti. È un progetto con notevole potenziale nel breve-medio termine, essendo il prodotto atteso un sistema tecnologico con ampie possibilità di impiego nel sud Italia e possibilità di utilizzazione in altri paesi mediterranei

• Il progetto ha dimostrato la notevole capacità progettuale e impiantistica dell’ente


• Il successo del progetto dipende dalla soluzione di alcuni vincoli di carattere tecnologico non ancora risolti

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Celle a combustibile• Punti di forza

• L’attività di ENEA nel campo delle celle a combustibile presenta i seguenti punti di forza:

– Competenze e ruolo di assoluta rilevanza internazionale nello sviluppo delle tecnologie, nella sperimentazione e produzione di componenti innovativi in particolare per celle MCFC (a carbonati fusi) e PEM (polimeriche), con posizioni di leadership europea

– Forte legame con l’industria nazionale del settore, rispetto alla quale svolge ruolo di rafforzamento

– Buon coordinamento con centri di ricerca esterni ed università

– L’attività ha dato luogo all’ottenimento di svariati brevetti su tecnologie di produzione materiali e componenti per celle a combustibile

– L’attività è stata in grado di attrarre rilevanti finanziamenti sia nazionali (es. FISR) che europei


• Si segnala qualche problematica di mancanza di continuità in alcuni dei risultati prodotti, legata anche ad una disponibilità di risorse di personale a termine nelle attivitàsperimentali.

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Fotovoltaico• Punti di forza

• Si tratta di un settore cruciale nel quadro della necessaria sostituzione delle fonti fossili con quelle rinnovabili, oggetto di grande impegno di ricerca internazionale, con forte potenziale di ricaduta industriale e occupazionale. Le tecnologie fotovoltaiche rivestono una particolare importanza per il nostro paese, in relazione alla larga disponibilità di energia solare, specialmente al sud. L’ENEA costituisce il polo nazionale piùimportante nel settore, concentrando competenze qualificate e attrezzature. Molti dei temi di ricerca affrontati sono grande rilevanza nel breve-medio termine.


• Si rileva l’assenza di una chiara strategia di azione nel settore, che permetta di valorizzare al meglio le ampie risorse umane esistenti e le attrezzature in un programma di ricerca chiaramente definito e finalizzato. Manca soprattutto una capacità di interazione autorevole e forte con il sistema industriale. Quasi tutti i progetti di ricerca, pur riguardando temi di grande importanza, appaiono frammentati, autoreferenziati, con scarsi collegamenti fra loro, o al servizio di più ampi programmi europei. La mancanza di una visione strategica nel settore, comporta anche la sottoutilizzazione delle competenze in attività di ricerca “di inseguimento”della rapida evoluzione internazionale.

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Radiazioni ionizzanti• Punti di forza

• Il settore “radiazioni ionizzanti” èsostanzialmente dedicato a due aspetti: quello energetico-ambientale (energia nucleare, rifiuti radioattivi) e quello medicale-industriale (radioterapico-radioprotezionistico-radiodiagnostico); il primo è in fase di rapido risveglio a livello internazionale (e pare anche a livello nazionale), il secondo è in continuo sviluppo, soprattutto nell’ultimo decennio. ENEA mantiene ancora facilities e laboratori unici in Italia e in alcuni casi unici a livello mondiale

• ENEA nell’ambito di progetti nazionali e internazionali (es. EU FP), i) ha mantenuto attivi ed aggiornati strutture e personale nel settore nucleare energetico-ambientale, soprattutto per la soluzione del problema dei rifiuti radioattivi, ii) ha sviluppato tecnologie per le applicazioni medicali delle radiazioni.

• ENEA svolge anche un servizio di riferimento nazionale per la radioprotezione.

• Le condizioni sono idonee alla funzione di “presidio nucleare nazionale”, in termini attivi di sviluppo tecnologico e non di semplice mantenimento delle conoscenze, in sinergia con l’industria e l’università.


• Per il settore Energia: l’assenza di attivitàsul versante nucleare-energetico, ovvero nei programmi internazionali per lo studio di reattori di nuova generazione, deriva più da un indirizzo e una interpretazione politici della missione dell’Ente che da una scelta tecnico-scientifica.

• Il venir meno nell’ultimo anno della spinta strategica e di possibili finanziamenti EU per un grande progetto (o per parte di esso) sul versante nucleare-ambientale, che coinvolgeva gran parte dei gruppi del settore, pone l’intero settore in una posizione di potenziale debolezza, se tale mancanza non sarà sostituita da un forte indirizzo e coordinamento, possibilmente su poche azioni di livello internazionale per l’intero versante nucleare, per ottenere una massa critica utile e non disperdere risorse. E per non perdere la fase di ripresa del settore nucleare.

• Per il settore Salute: appaiono da rafforzare le collaborazioni a livello internazionale e la partecipazione a programmi di ricerca/finanziamento internazionali.

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Biotecnologie• Punti di forza

• E’ un’area rilevante all’interno di ENEA, con una intensa attivitàbrevettuale (54, di cui 33 valorizzati)

• Il costo totale per ogni brevetto è stato pari a k€ 649 molto inferiore alla media ENEA di k€ 2.332

• Competenze molto buone nel settore agroalimentare


• le pubblicazioni scientifiche sono relativamente poche

• di fatto, si tratta di un’area di nicchia, anche se ben presidiata

• L’attività brevettuale, anche se ancora consistente, si è ridotta in termini relativi. Si è passati dai 18 brevetti del periodo 1996/2000 (26% del totale ENEA) agli 11 del periodo 2001-2005 (11% del totale ENEA).

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Modellistica matematica e modelli previsivi

• Punti di forza

• Le pubblicazioni, i progetti ed i brevetti presentati permettono di evidenziare:• una solida competenza a livello

internazionale nel settore della modellistica del plasma;

• una buona capacità di applicazione ed in parte di sviluppo nel settore della modellistica atmosferica ed oceanografica;

• una buona capacità di applicazione e di sviluppo nel settore del calcolo parallelo e del GRID computing


• Nell’ambito della modellistica matematica, a parte alcune eccezioni, è prevalente l’applicazione di noti modelli già esistenti rispetto allo sviluppo autonomo dei modelli stessi; questo porta a ritenere che le competenze rilevanti per lo sviluppo autonomo di modelli matematici siano insufficienti.

• Ciò appare in contraddizione con una ampia produzione scientifica nell’ambito matematico, relativa però a settori di ricerca marginali o estranei alle applicazioni piùrilevanti per i fini istituzionali dell’ente.

• La produzione scientifica riguardante il periodo 2000-2005 per l’area in esame risulta molto ampia. A fronte di un numero modesto di pubblicazioni che hanno avuto un notevole impatto nella letteratura internazionale (in termini di numero di citazioni e di Impact Factor delle riviste, calcolati sulla base degli indici ISI), una parte notevole dei lavori presentati non sembra avere avuto un impatto rilevante ed è inoltre apparsa su riviste di livello medio nel panorama editoriale internazionale.

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Idrogeno• Punti di forza

• Partecipazione a importanti programmi di ricerca internazionale

• Competenze maturate da esperienze pluriennali

• Competenze nel settore fuel cell• Competenze sui processi termochimici

ad alta temperatura per produzione di idrogeno


• Attività sperimentali limitate • Assenza di pubblicazioni scientifiche• ENEA potrebbe essere più attivo su

diversi fronti legati all’idrogeno: produzione da combustibili fossili con sequestro CO2 e confinamentogeologico, infrastrutture per il trasporto, distributori di idrogeno per veicoli, ecc.

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Termoelettrico• Punti di forza

• Sono molto ridotti. L’attività ENEA sembra modesta, per la gran parte èrelativa alla “vecchia” filiera nucleare

• Le indubbie competenze ENEA nella fluidodinamica, nello scambio termico, nella diagnostica, nella strumentazione, potrebbero essere la base per un rilancio dell’attività nel settore

• vi sono alcune competenze interessanti, nel campo della termovalorizzazione e del trattamento dei rifiuti, funzionali alla messa a punto di tecnologie per lo sviluppo sostenibile


• Non appaiono competenze particolari nei due più importanti settori della generazione termoelettrica su cui è focalizzata l’attività di ricerca internazionale: le “clean coaltechnologies” e i cicli combinati gas/vapore

• Non risultano attività relative all’impatto ambientale delle centrali termoelettriche

• Non risultano attività nel settore della generazione combinata di energia elettrica e calore, tematica molto importante nel contesto industriale italiano

• Risultano limitate attività nel settore della generazione distribuita, un settore per cui si prevedono importanti sviluppi, nel quale ENEA potrebbe fornire contributi significativi

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III - Le aree ad alta rilevanza esterna

• Materiali funzionali• Sistemi di accumulo elettrochimico• Nanomateriali• Cicli combinati

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Materiali funzionali• Punti di forza

• La ricerca ha prodotto un considerevole numero di brevetti di cui 9 valorizzati. Ciò dimostra l’iniziale impatto positivo sulle attività produttive nazionali


• Manca una massa critica nelle risorse• L’attività di ricerca è focalizzata su

segmenti su cui esiste una forte concorrenza in ambito nazionale e internazionale

• Le pubblicazioni sono scarse (ma compensate dai brevetti). Per alcuni sottosettori mancano partnersindustriali. Per altri la ricerca è in uno stato di puro inseguimento e ha un organico insufficiente. La ricerca di base è di buona qualità ma troppo frammentata. Il costo della ricerca èeccessivo. Manca la scelta decisa di un settore prevalente in cui canalizzare il massimo delle risorse.

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Sistemi di accumulo elettrochimico• Punti di forza

• il numero di brevetti realizzati (9) normalizzato all’equivalente di persone (*100) è pari a 11,6, molto superiore alla media ENEA di 4,3

• le pubblicazioni realizzate (10) rapportate alle persone equivalenti (*100) sono 12,8, superiori alla media ENEA di a 8,0

• Vi è quindi una buona produttivitàscientifica, in particolare negli ultimi anni

• Punti di debolezza• Le risorse dedicate a questa attività

sono inadeguate a raggiungere una massa critica sufficiente per operare con successo nel comparto

• Di fatto, la ricerca nel settore èappannaggio delle imprese industriali, ENEA sta inseguendo

• Dei 9 brevetti, 1 solo è stato sinora valorizzato (metà dei brevetti ha almeno 5 anni di vita);

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Nanomateriali• Punti di forza

• Un unico punto di forza nel progetto P293 che mostra una buona maturità e rappresenta una vera ricerca di base orientata verso le applicazioni, preoccupandosi dei fattori di scala della sperimentazione.


• Complessivamente i progetti perseguono (senza infrastrutture proprie e con uno start up intempestivo) obiettivi giàsufficientemente presenti nella ricerca nazionale (CNR-INFM, università, industrie). La ricerca è frammentata, presenta scarsi elementi di originalità e una scarsissima o nulla produttività in termini di brevetti e prodotti-manufatti scientifici, anche tenendo conto che si tratta di ricerca di base. Buono il numero di pubblicazioni. La valutazione del rapporto prodotti/finanziamenti ènegativa. Manca una decisa scelta di focalizzazione delle risorse su un tema principale, magari di nicchia ma dove il benchmarking internazionale sia favorevole e il ruolo di ENEA non sia pleonastico nel contesto nazionale.

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Cicli combinati• Punti di forza

• Buone competenze nel settore della combustione

• Legami internazionali e progetti innovativi su alcune tematiche avanzate, peraltro lontane da industrializzazione (sequestro CO2, cicli avanzati)


• Assenza di pubblicazioni sui cicli combinati, nonostante sia la tecnologia di generazione oggetto di maggior interesse industriale, in generale e in particolare in Italia (oltre 10000 MW installati o in corso di realizzazione)

• Legami inconsistenti con gli operatori industriali importanti (in particolare Ansaldo Energia, che si sta rendendo indipendente dalla licenza Siemens per i grandi turbogas, i numerosi costruttori di caldaie a recupero, le molte utilities, italiane e straniere, operanti in Italia)

• Le competenze ENEA potrebbero essere utili per la diagnostica, il controllo, la gestione ottimizzata, la flessibilizzazione dei cicli combinati, tutti temi di grande atualitàcon l’avvento del mercato copompetitivo

• Probabile limitata conoscenza delle problematiche impiantistiche dei cicli combinati

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IV - Le aree a forte rilevanza interna

• Radiazioni non ionizzanti• Materiali strutturali, monoliti e compositi• Automazione e robotica

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Radiazioni non ionizzanti• Punti di forza

• Nell’area di competenza “Radiazioni non ionizzanti” sono particolarmente rilevanti le ricerche di base, che trovano nei grandi sistemi laser, ed in particolare nei laser ad elettroni liberi, i punti di maggior forza e novità in campo internazionale. I risultati in questo specifico campo dell’elettronica quantistica e della fisica degli acceleratori sono documentati da numerose pubblicazioni scientifiche. Anche altri ambiti di ricerca che riguardano: la spettroscopia laser, l’applicazione delle sorgenti ad eccimeri ad alta energia in campo industriale (ad es. per generare EUV) e le applicazioni della radiazione coerente alla scienza dei materiali, appaiono degni di nota.


• Nell’area di competenza “Radiazioni non ionizzanti” sono presenti contributi marginali in settori applicativi quali: Ambiente e territorio, Trasporto, e Energia. Tali contributi assumono significato solo se inquadrati in strategie di ricerca più ampie coordinate da altre aree di competenza. Un discorso a parte deve essere fatto per il settore applicativo agroalimentare e protezione della salute. Il numero di unità di personale coinvolte in tale settore è significativo (22), tuttavia esso non sembra corrispondere all’entità dei risultati conseguiti. Tale discrepanza potrebbe essere, almeno in parte, giustificata con i lunghi tempi di attuazione dei progetti che riguardano lo studio degli effetti biologici delle radiazioni non ionizzanti.

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Materiali strutturali, monoliti e compositi

• Punti di forza

• L’area di competenze ha una dimensione consistente e una adeguata massa critica di risorse

• Vi sono competenze di ottimo livello nel settore dei materiali ceramici

• Vi sono buone competenze nelle applicazioni funzionali alla produzione di energia

• Vi sono potenzialità di sviluppo interessanti nel campo delle applicazioni aerospaziali


• I risultati, in termini di brevetti, pubblicazioni scientifiche, collaborazioni e contratti internazionali non appaiono adeguati alla quantitàdelle risorse utilizzate

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Automazione e robotica• Punti di forza• Vi è una buona attività brevettuale recente;• Le esperienze remote e recenti in ambito nucleare

(robot teleoperati MASCOT) e nel progetto Antartide (progetto SARA – Sottomarino Autonomo Ricerche in Antartide) possono dare ad ENEA una oggettiva posizione di forza nel campo della robotica teleoperata per ambienti ostili, che ha al momento applicazioni sporadiche ma che potrebbero crescere in futuro in vari settori (sottomarino per ricerche oceanografiche, petrolifere e “musei virtuali”, nucleare, ecc).

• Punti di debolezza• Nell’anno 2004 l’area ha prodotto una sola

pubblicazione (su 469 totali ENEA). Risulta una sola collaborazione internazionale con un costo progetto di 193K€ di cui 97K€ finanziati.

• Tutti questi brevetti sono nazionali, ad eccezione di due di cui è stata chiesta l’estensione internazionale, e non risulta evidenziata alcuna azione di valorizzazione.

• La documentazione relativa ai Progetti in vita al 2004 evidenzia attività molto diversificate, molte delle quali rientrano marginalmente o non rientrano affatto nell’ambito dell’automazione e della robotica come sono comunemente intese. L’eccessiva diversificazione può essere più un punto di debolezza che di forza. Come evidenziato nelle stesse descrizioni dei progetti, pressoché in tutti i settori manca la massa critica, per raggiungere gli obiettivi prefissati o desiderati. Una concentrazione dell’impegno su un ridotto numero di progetti e temi di ricerca, eventualmente con l’allocazione di parte delle risorse ad altre aree potrebbe essere di beneficio. Andrebbe anche valutata l’opportunità di ridurre al minimo le attività di sviluppo software all’interno dell’Ente acquistando all’esterno da ditte specializzate le parti più tradizionali o a minore contenuto di ricerca (ad esempio l’interfaccia uomo – macchina).Nuove iniziative di ricerca per essere maggiormente finalizzate dovrebbero essere nascere all’interno di progetti di ampio respiro coordinati con altre aree di competenza

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V - Le aree marginali

• Trattamento di superficie• Biomasse• Eolico

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Trattamenti di superficie• Punti di forza• La produttività dei ricercatori è buona,

in termini di pubblicazione scientifiche, • Vi sono buone competenze nel campo

dei trattamenti dielettrici per impiego ottico


• La disponibilità di risorse umane èestremamente modesta e non consente di raggiungere una ragionevole massa critica di risorse (èl’area più piccola, in termini di costi e di risorse umane)

• La tecnologia è matura e non vi èquindi la prospettiva che investimenti in questo ambito possano essere potenzialmente interessanti

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Biomasse• Punti di forza

• Vi sono alcune competenze rilevanti anche in ambito internazionale su temi molto specifici: processi e tecnologie per la produzione di combustibili da biomasse, in particolare etanolo; problematiche agricole e territoriali della coltivazione e dell’utilizzo di biomasse a fini energetici;

• Disponibilità di un gasificatore a letto fluido con relativo sistema di trattamento gas (la cui operativitàè tuttavia da verificare) per sperimentazione con biomasse e combustibile derivato dai rifiuti (CDR).

• Rapporti apparentemente consolidati con le amministrazioni pubbliche ed una varietà di altri soggetti per la promozione e la diffusione dell’utilizzo di biomasse (e rifiuti) per la produzione di energia. Contatti e contributi alla elaborazione di norme per l’utilizzo di biomasse e rifiuti e la qualificazione dei relativi componenti.


• Limiato coordinamento e motivazione delle attivitàriconducibili al filone biomasse, che appaiono frutto di circostanze e/o occasioni contingenti piuttosto che parte di una strategia ben definita. Lo sviluppo di processi e tecnologie (potenzialità di particolari specie per colture energetiche, produzione etanolo con processi biologici, produzione di elettricità o calore da gasificazione, etc.) dovrebbe essere affiancato da studi di sistema per verificare le potenzialità di mercato e le implicazioni (bilanci energetici, ambientali ed economici complessivi) di ciascuna opzione, in modo di avere elementi per indirizzare risorse verso le opzioni ritenute piùinteressanti.

• Ferma restando la necessità di disporre di informazione più dettagliate circa i singoli progetti, il numero equivalente di persone dedicate all’area biomasse (38) appare non congruo con la descrizione dei progetti partecipati e la produttivitàscientifica in termini di pubblicazioni. Nell’elenco delle pubblicazioni 2000-2005 sono individuabili un totale di sole 9 pubblicazioni sul tema biomasse, di cui 4 sulla coltura di specie particolari a fini energetici, 2 su processi per il trattamento delle biomasse a monte della produzione di energia, 2 sulla produzione di etanolo e 1 su tecnologie di conversione energetica (gasificazione).

• Apparente scarso contatto con la realtà industriale nazionale ed internazionale. Per un tema come quello delle biomasse, dove il riscontro con la realtàindustriale, economica, sociale e politica è molto rilevante, tale interazione appare essenziale.

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Eolico• Punti di forza

• Applicazioni industriali di una certa rilevanza in altri paesi


• Il ruolo di Enea in questo ambito è piuttosto vago, senza una chiara identificazione dei prodotti che devono risultare dalla attività. Per quanto riguarda l’eolico in particolare, una mappaturagenerale è stata sviluppata efficacemente dal CESI; sarebbe necessario evidenziare i rispettivi ruoli, ad evitare duplicazione della attività.

• Non è riferita nessuna attività di ricerca su aspetti tecnici dell’energia eolica, neppure sotto forma di approfondimento dello stato dell’arte

• Nel 2004 non sono stati prodotti né pubblicazioni né brevetti némanufatti scientifici.

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5. I settori di applicazione delle competenze ENEA

• Sono stati identificati 4 settori in cui le competenze di ENEA vengono prevalentemente applicate;

• Una lettura delle competenze “per settore” può essere utile per comprendere le opportunità di integrazione tra le diverse aree disciplinari

• Nella tabella successiva vengono indicate la consistenza assoluta e relativa di ogni settore di applicazione, in termini di: costi, brevetti ottenuti, contratti di ricerca internazionali.

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Costo totale Brevetti Contratti

K€ (%) N. Valorizzati (%) K€ (%)

Produzione di energia 181.186 53,4% 61 6 31,1% 15.776 80,4%

Ambiente e territorio 68.157 20,0% 45 7 23,0% 1.866 9,5%

Agroalimentare e protezione della salute 46.122 13,6% 78 36 39,8% 1.195 6,0%

Tecnologie per lo sviluppo sostenibile 44.247 13,0% 12 2 6,1% 788 4,0%

Totale 341.506 100,0% 204 51 100,0% 19.953 100,0%

Settore

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In termini generali:• La produzione di energia rappresenta il settore

di applicazione più rilevante, sia in termini dirisorse assorbite (più del 50% del totale) che dioutput realizzato

• Gli altri tre settori hanno una consistenzacomplessivamente comparabile;

• Il settore ambiente e territorio, in particolare, assorbe maggiori risorse, mentre quelloagroalimentare e protezione della salute ha unanotevole incidenza nell’attività brevettuale

61

Settore: produzione di energia• Costituisce indubbiamente il settore applicativo

centrale di ENEA, con oltre il 50% delle risorse e quasi l’80% dei finanziamenti esterni;

• In molte aree la posizione di ENEA è di assoluta eccellenza;

• Vi è qualche preoccupazione per la difficoltà di investire in aree di potenziale sviluppo;

• Sarebbe necessario focalizzare le risorse in questa area, anche attraverso un processo di maggiore integrazione strategica con il sistema delle imprese

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Settore: produzione di energiaArea di competenze Incidenza

sui costi

Fisica della fusione 33,4

Solare termodinamico

16,2

Tecnologie della fusione

10,7

Radiazioni ionizzanti 8,9

Fotovoltaico 8,3

63

Settore: ambiente e territorio• Rappresenta circa un quinto della ricerca

finalizzata; • Raccoglie attività eterogenee, che vanno dalla

gestione del territorio, alla prevenzione dei rischi naturali e industriali, al clima

• Gran parte delle risorse sono concentrate nella modellistica matematica e previsiva

• Inoltre, potrebbero essere maggiormente enfatizzate le competenze sull’impatto ambientale delle emissioni energetiche

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Settore: ambiente e territorioArea di competenze

Incidenza sui costi


68,1

Materiali strutturali 13,4

Biotecnologie 10,7

Materiali funzionali 5,2

Automazione e robotica

2,4

Radiazioni ionizzanti

0

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Settore: agroalimentare e protezione della salute

• Assorbe circa il 15% delle risorse umane e dei costi complessivi, ma ha una forte incidenza sulle attività brevettuali (78 brevetti, pari al 38,7% del totale, di cui 36 valorizzati, pari al 70% del totale);

• Nella tabella seguente, si individuano le aree di competenze che svolgono attività funzionali a questo settore applicativo, l’incidenza di ciascuna di esse sui costi complessivi e la valutazione del livello delle competenze presenti nell’ente

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Settore: agroalimentare e protezione della salute

Area di competenze

Incidenzasui costi

Biotecnologie 47,7

Radiazioni ionizzanti

47,1

Radiazioni non ionizzanti

4,3

Materiali funzionali

0,9

• Esistono due aree di competenze importanti ma sostanzialmente indipendenti l’una dall’altra

• Le altre competenze appaiono marginali

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Settore: tecnologie per lo sviluppo sostenibile

• Comprende temi come il risparmio energetico, la mobilità sostenibile, i sistemi di riciclaggio e di valorizzazione dei rifiuti

• Rappresenta circa il 15% del totale della ricerca finalizzata

• Le competenze sono buone e poggiano su aree di competenza tradizionale di Enea, ma sono spesso frammentate

• Sarebbe inoltre necessaria una maggiore integrazione e, soprattutto, una maggiore finalizzazione strategica delle ricerche

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Settore: tecnologie per lo sviluppo sostenibile

Principali aree di competenze

Incidenza sui costi


69,9

Sistemi di accumulo elettrochimico

9,3

Biomasse 7,0

Materiali strutturali 5,8

Idrogeno 3,5

Altro (Termoelettrico, trattamenti di superfici, eolico)

4,5

Peranalisi delle competenze scientifico-tecnologiche di...

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