Pontificia Accademia delle Scienze Città del Vaticano 29 Novembre 2013

prof. Franco CotanaOrdinario di Fisica Tecnica Industriale, Università di Perugia

Direttore del CIRIAF/CRB - Centro Interuniversitario di Ricerca sull’Inquinamento e l’Ambiente “m. Felli”

Membro dei Coordinatori della Commissione Naz.le AIA presso MATTM

Simposio Internazionale

Economia Solidale eSviluppo Sostenibile

per l’ Africa

CIRIAF: Centro Interuniversitario di Ricerca sull’Inquinamento e l’ambiente Mauro Felli

UNIVERSITA’ afferenti:

- Perugia

- Roma Tre

- Firenze

- Pisa

- L’Aquila

- Roma “Sapienza”

- Politecnico di Bari

- Pavia

- Cassino

- Salento

(Tep = 107 Kcal ovvero 1 TEP= circa 500 ore - circa 20gg.di funzionamento continuo di una caldaia da 20.000 kcal/h alla massima potenza)

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I consumi energetici mondiali

11111111111111111113333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333

GTep

La Terra di Notte ed i consumi energetici mondiali

Il problema dei cambiamenti climatici (ambiente – energia)

Incremento concentrazione CO2 epoca pre-industriale ad oggi: + 40% Incremento della temperatura: + 0,74°C durante il XX sec.

1975 Fonti: 4° IPCC, AEBiom

1884 2012

10 maggio 2013: superati i 400 ppm di Concentrazione di CO2!!

Scioglimento dei ghiacci Innalzamento del livello dei mari: + 17 cm

- EVENTI ESTREMI: alluvioni e siccità. - Dal 2020 fino a 250 mln di persone in Africa senza acqua e riduzione del 50% di coltivazioni

1979 2012

Fonti: 4° IPCC, rapporto STERN, AEBiom

Il problema dei cambiamenti climatici (ambiente – energia)

Variazione di temperatura globale rispetto ai valori pre-industriali + 1°C + 2°C + 3°C + 4°C + 5°C

Conseguenze del surriscaldamento globale

Agricoltura

Aumento resa ad alte latitudini

Diminuzione resa dei raccolti in paesi in via di sviluppo

Diminuzione resa in paesi sviluppati

Acqua Scomparsa piccoli ghiacciai montani

Diminuzione disponibilità acqua nel Mediterraneo e Africa meridionale

Innalzamento del livello dei mari

Ecosistemi Danni barriere coralline Biodiversità a rischio: pericolo di estinzione

Meteo Eventi estremi: siccità, inondazioni, tempeste, incendi, ondate di calore cambiamento del corso delle correnti oceaniche

oggi

Il problema dei cambiamenti climatici (ambiente – energia)

matrici ambientali

2050 limite massimo

Eventi meteorologici estremi

Tifone nelle Filippine, 12-13 Novembre 2013 Alluvione in Sardegna, 18-19 Novembre 2013

AMMA African Monsoon Multidisciplinary Analysis

I ricercatori di 59 paesi

si interrogano sul monsone africano

che spazza i paesi sub-sahariani

Cosa fare per un’economia solidale e uno sviluppo sostenibile?

Quale il ruolo dell’Africa?

Quali le tecnologie?

Economia Solidale e Sviluppo Sostenibile per l’Africa

Passare da un’economia del petrolio ad un’economia verde…

Economia Solidale e Sviluppo Sostenibile per l’Africa

Albedo per l’Africa, economia solidale tra i popoli

Sole

+ CO2 = + Energia = + Eventi estremi

Terra

+ Acidificazione degli oceani = Distruzione della barriera corallina e dei gusci dei molluschi

+ CO2

Fuori scala

Albedo per l’Africa, economia solidale tra i popoli

Alta pressione

Efficienza Energetica

Energia da Fonti Rinnovabili

Trasparenza Atmosferica

+ _ Energia SOLE

TERRA

Mitigazione del riscaldamento globale attraverso l’incremento localizzato dell’albedo

Effetto serra e … … albedo terrestre

COS’E’ l’albedo? parte della

radiazione solare riflessa verso

l’atmosfera che quindi non

prende parte al riscaldamento della superficie terrestre stessa

COSA GENERA UN INCREMENTO ARTIFICIALE

DELL’ALBEDO? L’effetto positivo di

mitigazione del fenomeno del riscaldamento

globale

Progetto ALBEDO: COOL ROOF

Soluzioni su vasta scala…

ESEMPI di APPLICAZIONI in ITALIA

Staz. Firenzuola: 1200 mq = 100 t CO2 = 1 mln di auto/anno in transito

Progetto ABCD - Albedo, Building green, Control of global warming, Desertification - Tunisia

Tunisia

Progetto finanziato dal MATTM – Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare per la simulazione di installazione di superfici per il controllo dell’albedo. Il modello stima che a Tunisi, circa 100.000 m2 di superfici riflettenti compensano circa 30.000 tCO2.

APPLIED ENERGY 2013: Albedo Control as an effective strategy to tackle Global Warming: a case study, F. Cotana, F. Rossi, M. Filipponi, V. Coccia, A. L. Pisello, E. Bonamente, A. Petrozzi, G. Cavalaglio 2013.

Impiego di superfici nelle regioni del Sahara o in aree simili. EU-15 (1990): Emissione = 4.254 Mt CO2 Ob. Kyoto 2012 = - 8% = - 340 Mt CO2 Superficie = 2.000 km2 R09

6 mq sup. bianca R09 1 ton CO2 eq. evitata

Japan, Russian Fed., EU-27, USA, India, China (1990): Emissione = 16.600 Mt CO2 Ob. Kyoto 2012 (NO China, India) = - 5% = - 665 Mt CO2 = 4.000 km2 R09

Int.l Center of Climate Governance – The State of compliance in the Kyoto protocol n. 12/2012

ESTENSIONE: 380 km2 LUOGO: Burkina Faso EMISSIONI EVITATE: 93 Mton CO2 eq Obiettivi protocollo di Kyoto assegnati all’Italia nel 2012

Burkina Faso latitudine 12° N 5 mq sup. bianca R09 1 ton CO2 eq. evitata

Progetto ALBEDO – Opportunità di sviluppo per i Paesi della fascia equatoriale Es. di ACCORDO ITALIA-BURKINA FASO

Progetto ALBEDO – Opportunità di sviluppo per i Paesi della fascia equatoriale

Uso della calce: -effetto albedo

-disinfezione -raffrescamento passivo

1 ton CO2/5 mq sup. bianca 1 €/ton CO2 evitata

1500 mq reddito 1 €/giorno Costo calce: 0,05 €/kg

Il meccanismo di compensazione “ALBEDO/CO2” è tanto più efficace quanto maggiore è l’insolazione del sito di installazione

Applicazioni: scuole, ospedali, servizi, sale polivalenti

r

Uso della calce:

SALINE GHIAIETTO

SPECIE ARBOREE

ALTRI ESEMPI di APPLICAZIONI

Progetto ALBEDO – Opportunità di sviluppo per i Paesi della fascia equatoriale

PROGRAMMA TRENTENNALE DI SVILUPPO 2015-2045 UE-Paesi Africani

OBIETTIVO: Evitare il raggiungimento di +2°C al 2050 Valore di riferimento CO2 EVITATA MULTA: 100 €/ton CO2

1 ton CO2/5 mq sup. bianca 1 €/ton CO2 evitata

25 €/t -

30 €/t -

15 €/t -

20 €/t -

10 €/t -

5 €/t -

2008 2009 2010 2011 2012 2013 accordo sociale

25 €/t

14 13

8 6,5

4,5

30 €/t

Il meccanismo di compensazione “ALBEDO/CO2” è tanto più efficace quanto maggiore è l’insolazione del sito di installazione

Impianto solare di desalinizzazione

1. Solare

2. Eolico 3. Moto ondoso/ maree

4. Idroelettrico 5. Geotermico

6. Biomasse,biogas, bioliquidi

7. Rifiuti

Sviluppo delle Fonti Energetiche RinnovabiliEconomia Solidale e Sviluppo Sostenibile per l’Africa

Mini impianto da reflui zootecnici e scarti agricoli p gImpianto a biogas a biocelle di piccola taglia: 30 kWe, 70 kWt

Impianto di valorizzazione Energetica deiezioni avicole 300 kWt

Raccolta e stoccaggio

IMPIANTO TERMICO

Sistema di carico

anto di valorizzazione Energetica deiezioni avicole 300 kWtMini impianto da reflui zootecnici e scarti agricoli

Caldaia a biomassa e macchina frigo ad assorbimento

•Capacità di stoccaggio lorda: 20 m³•Potenza termica: 100 kW•Temp. Max fluido: 106 °C

Temperatura max di esercizio [ C] 106

Efficienza > 94%Potenza elettrica assorbita [kW] 0,386Superficie scambiatore di calore [m2] 3,16Superficie griglia [m2] 0,174Volume camera di combustione [m3] 0,183DATI GAS DI SCARICO PIENO CARICOTemperatura fumi [C ] 125Flussi fumi [kg/s] 0,060Volume gas di scarico [Nm3/h] 201Contenuto C02 nei fumi [Vol. %] 14,2Grado di rendimento [%] 92,4

Progetto SCER – Sistemi di Climatizzazione ad En. Rinnovabili

TORRE

EVAPORATIVA

VENTILCONVETTORI

Sistemi di Climatizzazione ad En. Rinnovabili

Solar COOLING: macchina frigo ad assorbimento con solare termico a concentrazione

• Capacità di stoccaggio termica: 2.000 + 600 litri• Potenza termica: 30 kW• Potenza frigorifera: 17 kW 15 collettori evacuati

Grazie per l’attenzione!

cotana@crbnet.it

“Che cosa vuol dire coltivare e custodire la terra? Noi stiamo veramente coltivando e custodendo il creato? Oppure lo stiamo

sfruttando e trascurando?”

“Coltivare e custodire il creato è un’indicazione di Dio […] vuol dire far crescere il mondo con responsabilità, trasformarlo

perché sia un giardino, un luogo abitabile per tutti”

“…impegnamoci a rispettare e custodire il Creato , contrastare la cultura dello spreco e dello scarto”

Papa Francesco, Udienza Generale

5 giugno 2013