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Tecnologie per l’ambiente e il territorioil caso delle fonti rinnovabili di energia

Carlo Manna

Workshop: ENEA per la tecnologia, il sistema produttivo e il territorioRoma, 17 maggio 2006

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Efficienza e sviluppo tecnologico del sistema energetico

L’Unione Europea identifica nell’efficienza del sistema energetico enel suo sviluppo tecnologico il principale punto di snodo verso un’economia ambientalmente sostenibile. La sfida dei cambiamenti climatici e la crisi del petrolio spostano i limiti della convenienza economica delle fonti e impongono una sempre maggiore attenzione a tutti quei costi che ricadono sullacollettività in termini di danno sulla salute dell’uomo e sull’ambienteLo sviluppo tecnologico risponde all’esigenza di incrementare l’efficienza dei sistemi di produzione e di utilizzazione dell’energia edi offrire ulteriori e più efficienti modalità di utilizzo delle nuove fontdi energia.

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Sviluppo delle rinnovabili per la valorizzazione del territorio

• I processi di trasformazione dell’attuale sistema energetico comportano un avvicinamento tra i luoghi di produzione a quelli di utilizzo dell’energia con l’obiettivo di creare modelli territoriali innovativi di integrazione tra produzione e sistemaenergetico (generazione distribuita).

• All’interno di questa logica assume un particolare significato la diffusione delle tecnologie finalizzate alla valorizzazione energetica delle risorse del territorio come le tecnologie per le fonti rinnovabili.

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Fonti rinnovabili: fattore di sviluppo per il rilancio della competitività del sistema Italia

• Condizione necessaria per avviare un reale processo di diffusione delle rinnovabili è lo sviluppo di una filiera industriale nazionale.

• Lo sviluppo delle rinnovabili si viene così a configurare come opportunità di crescita economica per il Paese e fattore determinante di sviluppo per il rilancio della competitività del sistema Italia.

• Per il raggiungimento di questo obiettivo risulta determinante la capacità del sistema ricerca di interfacciarsi con il sistema dell’amministrazione pubblica per la realizzazione di interventi sulterritorio in grado di coinvolgere il sistema della produzione e dei servizi.

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ENEA per lo sviluppo e la diffusione delle fonti rinnovabili di energia

• Caratteristica dell’intervento ENEA è la capacità di integrare:– analisi e valutazione dei principali fattori connessi ai processi di

gestione delle risorse energetiche e ambientali,– studio e monitoraggio di sistemi energetici e ambientali complessi,– progettazione, sperimentazione e realizzazione di sistemi

impiantistici innovativi.• Nel caso delle rinnovabili il modello si realizza affrontando sia

sul piano generale che nello specifico territoriale questioni connesse, da una parte con la conoscenza del territorio e coni meccanismi di utilizzo delle sue risorse e, dall’altra, con lo sviluppo di tecnologie per la produzione e l’uso ambientalmente sostenibile dell’energia.

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Attività dell’ENEA per le fonti rinnovabiliSupporto delle politiche di intervento pubblico– Analisi e studi sul sistema energetico e ambientale nazionale– valutazione degli effetti di politiche e misure e analisi di scenario

Sviluppo di metodologie e strumenti– per la conoscenza e il monitoraggio del sistema energetico-ambientale– per la valutazione del potenziale energetico delle fonti rinnovabili

Ricerca e sperimentazione di nuove soluzioni tecnologiche– Ricerca di laboratorio – Sviluppo in collaborazione con l’industria– Realizzazione di impianti dimostrativi

Supporto tecnico all’intervento sul territorio– Bilanci energetici e piani energetici e ambientali regionali

Qualificazione e certificazione di componenti e sistemi

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prodotti per le tecnologie di punta

Solare termico a concentrazione

Fotovoltaico a concentrazione

Gassificazione della biomassa

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Solare termico a concentrazione

Produzione di energia elettrica anche a integrazione di centrali termoelettriche (in collaborazione con imprese industriali)– Impianto prova CR Casaccia – Progetto Archimede (20 MWe in parallelo alla centrale ENEL

da 760 MWe di Priolo, Sicilia)

Sviluppi della Filiera– Sviluppo processi termochimici e sistemi a concentrazione

(800°C) per la produzione di idrogeno da calore solare– Sviluppo di sistemi a minore temperatura (240°C) per la

produzione di calore di processo e di freddo con sistemi ad assorbimento

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Solare FotovoltaicoSistemi a concentrazione– Realizzazione di unità base da 5 kW per la generazione distribuita

(in collaborazione con imprese industriali)

Sistemi a film sottile– Produzione prototipale di celle a film sottili con incremento

dell’efficienza stabilizzata - Sviluppo di tecnologie a film sottili di silicio microcristallino per realizzare componenti fotovoltaici adatti all’integrazione negli edifici (in collaborazione con imprese industriali)

Sistemi a silicio cristallino– Ottimizzazione di processi industriali (in collaborazione con

partner industriali e di ricerca)

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Bioenergia - Gassificatori a Biomassa

Sviluppo di gassificatori innovativi e affidabili per la conversione energetica della biomassa (in collaborazione con imprese industriali)

– impianto gassificazione da 1,3 MWt a ossigeno per l’utilizzo in turbine a gas o in celle a combustibile a carbonati fusi

– impianto gassificazione collegato a una cella a combustibile da 125 kWe

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Bioenergia - Sistemi innovativi di colture energetiche

Individuazione e selezione di specie vegetali ad alta produttività utilizzabili a fini energetici e messa a punto dei protocolli colturali per diversi ambienti (in collaborazione con associazioni agricole e Enti locali)

Colture sperimentali di panìco e miscanto (C.R. Trisaia)

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Bioenergia - Biocarburanti di seconda generazione

Produzione del bioetanolo da materiali lignocellulosici

impianto Steam Explosion (C.R. Trisaia)

Biomassa

Pretrattamento(STEAM

EXPLOSION)

Pretrattamento(STEAM

EXPLOSION)

Idrolisienzimatica

Idrolisienzimatica FermentazioneFermentazione DistillazioneDistillazione

EtanoloLignina

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Tecnologie di punta: i prodotti principali

2010 2020 2030Solare termico a concentrazione

Sistemi di grande taglia X XSistemi a temperatura intermedia XSistemi e processi per la produzione di idrogeno X X

Solare fotovoltaicoSistemi a concentrazione X XCelle a film sottile X X

Nuovi materiali (nanotecnologie) XBioenergia

Processi e colture energetiche innovativi X XGassificatori innovativi X XBiocarburanti di seconda generazione X X

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Laboratori di prova e certificazione prodottiSupporto al sistema industriale per l’adeguamento agstandard europei (export)

Portici: caratterizzazione moduli fotovoltaiciSaluggia: qualificazione caldaie e stufe a legnaTrisaia: qualificazione e certificazione pannelli solareIspra: caratterizzazione componenti

Laboratori nei Centri di Ricerca