Prof. A. Battistelli

1

Entro il 2020 almeno il 20% dell’energia consumata deve provenire da fonti rinnovabili. È

l’impegno sottoscritto dai paesi CEE nel 2007, al fine di ridurre le emissioni di gas serra

del 20% rispetto i valori del 1990.

Dopo il disastro, la provincia di Fukushima ha annunciato un piano che prevede di ricavare il 100%

dell’energia da fonti rinnovabili (http://www.genitronsviluppo.com/2014/02/17/che-fesseria-nucleare/ )

Prof. A. Battistelli

Eolico

Solare

Biomasse

Idroelettrico Piezoelettrico

2

Le fonti rinnovabili sorpassano in convenienza economica quelle non rinnovabili.

Il calcolo dell’EROEI, parametro per valutare costi e ricavi dell’utilizzo delle fonti energetiche fornisce dati significativi. Un tempo il petrolio forniva energia elettrica, termica e meccanica a costi molto più bassi di altre fonti. Attualmente, l’aumento dei costi di tutta la filiera del petrolio sono aumentati, mentre per alcune rinnovabili c’è una riduzione di costi e/o un miglioramento dell’efficienza degl’impianti.

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Eolico

Solare

Biomasse

Idroelettrico Piezoelettrico

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Eolico

Solare Biomasse

Idroelettrico

Piezoelettrico

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Eolico

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Combustibili • Combustione diretta:

• scarti di produzioni alimentari, agricole, di falegnameria; sottofondo boschivo; silvicoltura

• pellets

• Metano da scarti, liquami industriali/agricoli/alimentari • Biodiesel da semi oleosi • Etilene alcool da colture ricche di amidi (zuccheri)

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Calore Residui

NON SI BUTTA VIA NULLA - Scarti di produzioni agricole e zootecniche - Scarti domestici - Scarti di trasformazione alimenti

DIVENTANO - Metano - Calore - Elettricità - Foraggi - Mangimi - Concimi

www.youtube.com/watch?v=anW5DOmma1M

7

Metano per

Sca

rti di c

oltiv

azio

ne

Colture ricche di olio

Liquami e scarti di lavorazione

Scarti di produzione Calore

Calore Allevamento e serre

Metano

Cip

pa

to

e le

gn

o

Metano

Metano

Calore

Scarti di produzione

Residui digestore

Scarti di produzione

Metano

Calore

Elettricità

Metano

Prof. A. Battistelli

Scarti di produzione

Coltivazioni oleose

Coltivazioni Ricche di zuccheri

Gasometro

Caldaia (vapore)

Turbina

Alternatore (elettricità)

www.youtube.com/watch?v=-tRxpFbpRok

8

In un’azienda agricola con digestore, non si spreca nulla. Scarti, liquami (letame, liquami industriali e artigianali organici) e coltivazioni servono per produrre metano nel digestore. Colture di semi oleosi servono per produrre biodiesel e quelle ricche di amido per produrre etilene

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Calore Residui

Centrali per la produzione di energia elettrica:

• Digestore da liquami, scarti e colture si ottiene Metano che viene bruciato per ottenere vapore da acqua, per muovere una turbina,

• Centrale a biomassa brucia direttamente scarti agricoli, di falegnameria, forestali e legno.

Nella caldaia si ottiene vapore da acqua per far muovere una turbina, collegata ad un alternatore che genera elettricità

Video: www.youtube.com/watch?v=E7NlstUu4mU

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=anW5DOmma1M

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Calore Residui

www.youtube.com/watch?v=anW5DOmma1M

10

Colture ricche di olio

Colture ricche di amidi o zuccherine

Scarti di produzione

Cip

pa

to

e le

gn

o

www.youtube.com/watch?v=-tRxpFbpRok

Metano per trattori

e macchine

Calore

Calore per

allevamento

e serre

Metano per fornelli a gas e riscaldamento

Metano per produzione di elettricità

Scarti di coltivazioni

Concimi naturali

Metano

Metano

Aggiunto a

combustibili

per auto FERMENTAZIONE ALCOLICA e distillazione

ESTRAZIONE

CON SOLVENTI

Per fermentazione anaerobica

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• ANIDRIDE CARBONICA E GAS SERRA il ciclo si chiude con un bilancio zero cioè l’anidride carbonica prodotta dalle combustioni viene assorbita dalle nuove coltivazioni

• RISORSE PULITE E DEGRADABILI non vengono emessi inquinanti in modo significativo, i combustibili sono biodegradabili e vengono utilizzati totalmente scarti, liquami e rifiuti, che potrebbero inquinare.

• RIQUALIFICA DELLE ZONE IN VIA DI ABBANDONO aree montane e poco redditizie per coltivazioni alimentari, possono essere riqualificate per ottenere biomasse da ripulitura di sottoboschi, silvicoltura e coltivazioni di tipo oleoso (per ottenere olii e biodiesel) o amidaceo (per ottenere etilene)

• UTILIZZO DI RISORSE LOCALI la produzione di metano e altri combustibili da biomasse può essere effettuata a km 0, con effetti positivi sull’economia locale e sull’ambiente, poiché si utilizzano prodotte nella stessa regione, non inquinanti. 11

A vapore dominante • Centrali geotermiche per la produzione di energia

elettrica

Ad acqua dominante ad alte temperature • Riscaldamento

• Edifici pubblici, impianti sportivi e residenziale • Serre • Allevamento e pescicoltura

A bassa entalpia • Riscaldamento domestico con pompe di calore

Costi energetici per riscaldamento da varie fonti

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1.Dal pozzo geotermico viene estratto il vapore (energia cinetica)

2. Il vapore viene trasformato in energia meccanica dalle turbine

3.e poi in energia elettrica dall’alternatore

4.L’energia elettrica viene trasformata ad alto voltaggio per

5. Il trasporto tramite rete elettrica

Fiume per raffreddamento

del vapore

1

2 4

5

6

7

3 1

Energia elettrica 2 3

4

5

6

7

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=qrVZOcWXJ6I

Prima centrale, a Larderello: www.youtube.com/watch?v=nAoh3VFyEkQ

In inglese: www.youtube.com/watch?v=BGGFw5XlPUY

13

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Fiume per raffreddamento

del vapore

1

2 4

5

6

7

3

6. Il vapore con poca potenza viene raffreddato (con acqua di fiume/mare o con condensatori a torre) in modo che si condensi diventando acqua

7. L’acqua viene iniettata nel sottosuolo

6

7

Vapore Ad alta pressione

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=qrVZOcWXJ6I

Prima centrale, a Larderello: www.youtube.com/watch?v=nAoh3VFyEkQ In inglese: www.youtube.com/watch?v=BGGFw5XlPUY 14

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Fiume per raffreddamento

del vapore

1

2 4

5

6

7

3

La prima centrale geotermica europea è italiana

A Larderello (Pi), dal 1913,

la prima centrale geotermica europea

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Rispondi alla domanda pensando a:

- Dilatazione termica

- Proprietà dei metalli

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Grafico delle variazioni di temperatura del sottosuolo

TEMPERATURA IN °C

Alcuni giacimenti geotermici non hanno vapore, ma acqua calda che non ha l’energia cinetica per far muovere una turbina e non è sfruttabile nelle centrali per la produzione di elettricità.

L’acqua calda di questi giacimenti viene utilizzata direttamente per: - riscaldamento residenziale (case) e pubblico (scuole, ospedali..),

- per usi industriali,

- per serre, allevamento, ecc.

Quando l’acqua si è raffreddata viene iniettata nel sottosuolo.

16

Calore per

allevamento

e serre

Uffici

Scuola

Pozzo geotermico

Pozzo geotermico

Casa

Pozzo geotermico

Usi industriali

Usi industriali

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CENTRALE

GEOTERMICA

Il calore del vapore che ha perso

potenza dopo il passaggio nelle

turbine, può essere riutilizzato:

per usi industriali,

per produrre elettricità con

pompe di calore,

per riscaldamento per:

serre

allevamento

residenziale (case)

edifici pubblici.

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A una profondità di solo 100/130 m ci sono 12/14°C costanti, estate e inverno.

Tubi con acqua, che scendono in profondità

POMPA DI CALORE = macchina molto efficiente

che sottrae calore da sorgenti più fredde

www.youtube.com/watch?v=QdkJ10n780M

www.youtube.com/watch?v=q4TnwZM4Zxo

Acqua sanitaria e riscaldamento a pavimento a 35°, grazie alla pompa di calore, o raffrescamento in estate

Due sonde (tubi) portano acqua e antigelo nel sottosuolo, dove si scalda (a 14° per profondità di 130 m).

Per il riscaldamento, una macchina chiamata «pompa di calore», con pochissima elettricità, ruba calore da quel liquido e lo cede all’acqua di una caldaia.

D’estate, l’acqua delle sonde rinfresca la casa.

VIDEO:

https://www.youtube.com/watch?v=7D8YWRpgoiQ

https://www.youtube.com/watch?v=QdkJ10n780M

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Prof. A. Battistelli

Tubi con acqua, che scendono una profondità di solo 100/130 m ci sono 12/14°C costanti, estate e inverno.

POMPA DI CALORE = macchina molto efficiente che

sottrae calore da sorgenti più fredde www.youtube.com/watch?v=QdkJ10n780M

www.youtube.com/watch?v=q4TnwZM4Zxo

Acqua sanitaria e riscaldamento a pavimento a 35°, grazie alla pompa di calore,

19 Condensa Espande

Pompa di calore

Raffrescamento in estate

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MA

RC

O

GO

LD

ON

I

In Italia, la fonte geotermica è ancora poco sfruttata, benchè sia stata, nel passato, all’avanguardia per lo sfruttamento di questa risorsa. In particolare, potrebbe aver maggiore sviluppo il settore a bassa entalpia.

L’impatto ambientale è solo per le centrali di produzione elettrica e locale: .Modifica del microclima (se non già presenti soffioni geotermici), .Limitate emissioni di anidride carbonica, catturabile e riutilizzabile per vari usi (come a Larderello), .Limitate emissioni di zolfo e altre sostanze.

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• Bruciano rifiuti indifferenziati;

• Sono inceneritori con associata produzione di energia elettrica ed, eventualmente, calore per teleriscaldamento;

• I rifiuti non spariscono: si trasformano in fumi e ceneri inerti da stoccare in discarica;

• Quelli di terza generazione hanno sistemi di filtraggio di parte degli inquinanti dei fumi, ma vengono emessi gas serra e particolato sottile (polveri) pericoloso per la salute;

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Prof. A. Battistelli

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Utilizzano come combustibile rifiuti indifferenziati

Opinioni a confronto: visualizza i video.

Prof. A. Battistelli

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Opinioni a confronto: visualizza i video.

PRO: video di azienda che opera nel trattamento dei rifiuti.

CONTRO: le ragioni di Paul Connett

PRO & CONTRO: Stefano Montanari contro Umberto Veronesi

CONTRO: Il famoso oncologo Franco Berrino spiega cosa sono ed effetti sulla salute delle nano-particelle

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Geotermico: video -Centrale geotermica------------------ https://www.youtube.com/watch?v=qrVZOcWXJ6I

In inglese: www.youtube.com/watch?v=BGGFw5XlPUY

-Geotermico a bassa entalpia------------ https://www.youtube.com/watch?v=CP3zyVy1lG0

Pompe di calore:

https://www.youtube.com/watch?v=7D8YWRpgoiQ

https://www.youtube.com/watch?v=QdkJ10n780M

Geotermico: approfondimenti Prima centrale geotermica, a Larderello (Pi)

www.youtube.com/watch?v=nAoh3VFyEkQ

Biomasse: video

-Centrale a biomasse ----------------- www.youtube.com/watch?v=E7NlstUu4mU

-Digestore -------------------------- www.youtube.com/watch?v=anW5DOmma1M

-Biocarburanti------------------------ https://www.youtube.com/watch?v=-tRxpFbpRok

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Termovalorizzatori -Parere a favore ----------------- https://www.youtube.com/watch?v=q5gvg-kEYI0

-Parere contro --------------------------

https://www.youtube.com/watch?v=3PhfMCceeGI

https://www.youtube.com/watch?v=5E6lm7bbhxM

-Parere pro e contro ----------------------

https://www.youtube.com/watch?v=yO3yOwNNJlk