Workshop Polaris, Pula - 24 Settembre 2004

Stato dell‘arte e prospettive delle energie rinnovabili in

Sardegna

Enel – Divisione Generazione ed Energy ManagementArea Energie Rinnovabili

Guido Cappetti, Alberto Iliceto *, Giorgio Porcu *, Maurizio Salvetti* relatori

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Emissioni annue da produzione termoelettrica

Italia

CO2 178.000.000 t

SO2 817.000 t

Nox 408.000 t

Polveri 22.000 t

Sardegna

9.714.000 t

45.000 t

22.000 t

1.200 t

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Compensazione della CO2: le dimensioni del problema (1)

Italia

CO2 178.000.000 t

Sardegna

9.714.000 t

356.000.000 ettari(12 volte il territorio Italiano)

Macchia mediterranea

19.400.000 ettari(8 volte il territorio della Sardegna)

Valori estratti dallo Studio Ambientale della Regione Emilia Romagna

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Principali Fonti di Energia Rinnovabileutilizzabili in Sardegna

•Solare Fotovoltaica

•Solare Termica

•Solare a Concentrazione

•Geotermoelettrica

•Biomasse

•Eolica

•Idroelettrica

Elevati costi di produzione

Utilizzi non elettrici

Stima del potenziale ancora in atto

Necessarie temperature e portate adeguate

Difficoltà raccolta e continuità per usi

elettrici

Buon potenziale con criticità e vincoli

Minimo potenziale residuo

Energia solare fotovoltaicaCaratteristiche della fonte e tecnologie di utilizzo

Irraggiamento solare giornaliero (media annua)

fotoni

elettroni

L'effetto fotovoltaico, scoperto per la prima volta intorno al 1860, è una caratteristica fisica dei materiali detti "semiconduttori", il più conosciuto dei quali è il silicio.

Tale materiale viene opportunamente drogato con atomi di caratteristiche diverse (giunzione p-n) e fornito di contatti elettrici deposti sulle facce del sottile strato che costituisce la cella fotovoltaica.

Quando essa è colpita da un raggio luminoso, i fotoni (particelle di energia che compongono la luce) trasferiscono la loro energia agli elettroni del materiale, determinandone lo spostamento da una faccia all’altra della cella, creando così una corrente elettrica continua che viene spinta verso il circuito esterno.

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I numeri del fotovoltaico

• 10 m2 di pannelli => 1 kWp(KWp in condizioni di irraggiamento 1000 W/m2 e temperatura delle celle di 20°C)

• 10 m2 di pannelli => 900 kWh (Nord) – 1400 kWh (Sud) (produzione elettrica netta)

• 10 m2 di pannelli => 6 mila € (costo totale di impianto in opera)

• 10 m2 di pannelli => 900 kg/anno di CO2 evitata

• Tempo di ritorno energetico: a seconda delle tecnologie, da 2 a 5 anni

• Vita attesa oltre 30 anni

• Per produrre con FV il 10% del fabbisogno di energia elettrica della Sardegna (12 miliardi di kWh), servirebbero 10mila ettari di pannelli

• Incremento del volume di produzione mondiale 30% all’anno

Energia eolicaCaratteristiche della fonte e tecnologie di utilizzo

Mappa della producibilità specifica a 50 m (MWh/MW) - Rif. CESI Atlante Eolico dell’Italia, 11/2002

L’aerogeneratore è la macchina per mezzo della quale l’energia eolica si trasforma in meccanica e successivamente elettrica, mediante un sistema di conversione (comprensivo di generatore elettrico e collegamento alla rete).

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L’energia del vento

L’energia disponibile del vento è costituita dall’energia cinetica della massa d’aria in

movimento.

Potenza della vena fluida.

Poiché la potenza è funzione del cubo della velocità, un errore sulla

stima di questa può pregiudicare l’intero

investimento.

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Tipologie di impiantoTipologie di impianto

Impianto eolico di Caltavuturo PA (Enel Green Power)

Off-shore

Torri a traliccio

Torri tubolari

Off-shore

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I numeri dell’eolico

• Tempo di sviluppo medio di un progetto => 3-5 anni

• Vita attesa di un impianto => 15-20 anni

• Potenza eolica installata nel Mondo => 24 mila MW

• Tasso di crescita annuo: 15%

• Potenza eolica installata in Italia => 1000 MW

• Progetti in sviluppo in Italia: oltre 6000 MW (ma tasso di successo basso)

• Costo indicativo: 1 MW => 1 M€

• Incentivi tariffari: Certificati Verdi per 8 anni

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CAGLIARI

Oristano

Sassari

Nuoro

N

S

O E

Sardegna: impianti eolici in esercizioSardegna: impianti eolici in esercizio

Potenza totale 164 Potenza totale 164 MWMW

Sassari “Alta Nurra” 12,25 MW

Ales, Mongongiori, Pau (OR) 11 MW

Tula (SS) Tula (SS) 23,8 MW23,8 MW

Aggius, Bortigiadas, Viddalba Aggius, Bortigiadas, Viddalba (SS) 67,7 MW(SS) 67,7 MW

Florinas (SS) 20

MW

Nurri (NU) 22 MW

Ottava, altri (SS) 4,8 MW

Carloforte (CA) 1 MW

Villacidro (CA) 1,2 MW Assemini

(CA) 0,2 MW

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Gli obiettivi da perseguire:

• integrazione architettonica dell’impianto nel territorio

• ottimizzazione degli aspetti tecnici, progettuali ed energetici

attenta analisi del territorio, delle sue caratteristiche morfologico naturalistiche e delle realtà preesistenti;

analisi anemologica estesa e approfondita nel tempo;

sviluppo delle iniziative in sintonia con gli Enti locali; approccio etico e responsabile in ogni iniziativa; ricerca di nuove soluzioni tecniche per migliorare il rapporto con l’ambiente in linea con la

nuova cultura delle fonti rinnovabili; apertura verso il mondo dell’architettura per una progettazione ancora più coerente con il

contesto locale

Energia eolica nel rispetto dell’ambienteEnergia eolica nel rispetto dell’ambiente

Impianto eolico di Tula (SS)

Energia geotermicaCaratteristiche della fonte e tecnologie di utilizzo

1 1. Alimentazione

2. Infiltrazione acque meteoriche

3. Vapore acque calde

4. Pozzo di produzione

5. Vapordotto

6. Centrale geotermica

7. Trasformatore

8. Linea elettrica

9. Copertura impermeabile

10. Serbatoio geotermico

11. Rocce impermeabili

12. Intrusione magmatica calda (1000 °C)

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I numeri della geotermia nel mondo

Nel mondo sono attualmente installati circa 8000 MW, per una produzione elettrica che raggiunge i 50 000 GWh/anno. I paesi dove è maggiormente sviluppato l’utilizzo di tale risorsa per la produzione elettrica sono: Stati Uniti, Filippine, Indonesia, Messico ed Italia.

GIAPPONE 544 MW

RUSSIA 34 MW

FILIPPINE 1893 MW

INDONESIA 807 MW

NUOVA ZELANDA 419 MW

USA 2077 MW

AMERICA CENTRALE 309 MW

KENIA 109 MW

ISLANDA 198 MW

ITALIA 700 MW

TURCHIA 12 MW

PORTOGALLO 16 MW

ETIOPIA 7 MW

FRANCIA 7 MW

CINA 28 MW

MESSICO 870 MW

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Nel periodo 1958 – 62 vennero perforati alcuni pozzi, dall’Ente Sardo Elettricità, nella zona Nord (Casteldoria, Coghinas) per verificare la presenza di sistemi idrotermali industrialmente sfruttabili.

Le temperature misurate sono dell’ordine di 80 ÷ 100°C fino a 1500 m e pertanto ritenute non idonee per lo sviluppo di un progetto per la produzione elettrica.

Misure di gradiente di temperatura effettuate nell’area del Campidano (Decimoputzu) alla fine degli anni ‘90, indicano valori similari a quelli dell’area Nord.

Caratteristiche geotermiche della Sardegna

Le caratteristiche geotermiche della Sardegna non sono purtroppo tali da permettere lo

sviluppo di progetti per la produzione di elettricità da fonte geotermica

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Il principio su cui si basano le centrali idroelettriche è quello di trasformare l'energia potenziale di una massa di acqua in quiete e/o l'energia cinetica di una corrente di acqua in energia meccanica per trasformarla successivamente in energia elettrica.

IL SALTOIl salto h [m] è la differenza di quota tra il punto di prelievo dell'acqua ed il punto di restituzione.

LA PORTATALa portata Q [m³/s] derivata da un impianto idroelettrico è la quantità acqua prelevata ed elaborata dal macchinario idraulico nell'unità di tempo.

IL RENDIMENTOIl rapporto tra la potenza immessa in rete (cioè dopo che sono avvenute tutte le perdite dovute al rendimento della turbina, del generatore, del trasformatore e dei servizi ausiliari) e la potenza teorica di un impianto idroelettrico è denominato rendimento globale dell'impianto; nei moderni impianti idroelettrici esso va dall'80% al 90%, rappresentando un valore molto elevato (in particolare è il valore più elevato tra le varie fonti rinnovabili).

Pertanto la potenza elettrica, espressa in kW, ritraibile da un impianto idroelettrico è data dalla relazione:

Pu = 9,81Qh kW

Energia idroelettricaCaratteristiche della fonte e tecnologie di utilizzo

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Schema prelievi idrici

presa ESAFpresa ESAF

itticolturaitticoltura

S. Lucia

itticolturaitticoltura Zona IndustrialeZona Industriale

IrrigazioneIrrigazione

Medio FlumendosaMedio Flumendosa

acquedottoacquedotto

Vasca di carico

Bau MuggerisBau Muggeris

C.le 2° saltoC.le 2° saltoSa TeulaSa Teula

Bau MelaBau MelaBau MandaraBau Mandara

C.le 3° saltoC.le 3° salto

C.le 1° saltoC.le 1° salto

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Sassari

Ozieri

Coghinas

Casteldoria

Taloro 3 Taloro 2Taloro 1

Flumendosa 1Flumendosa 2

UviniS. Miali

Flumendosa 3

SITUAZIONE ATTUALE

Potenza efficiente installata430.000 kW

Producibilità media annua310 GWh

SITUAZIONE ATTUALE

Potenza efficiente installata430.000 kW

Producibilità media annua310 GWh

Sfruttamento attuale della risorsa idrica

Nuoro

Oristano

CAGLIARI

POTENZIALE COMPLESSIVO

Potenza efficiente467.000 kW

Producibilità media annua410 GWh

POTENZIALE COMPLESSIVO

Potenza efficiente467.000 kW

Producibilità media annua410 GWh

< 30 % della potenza della rete elettrica Sarda

< 4% del fabbisogno energetico in Sardegna