1. European Union 11-15 April 2011
Sustainable Energy Week
La poligenerazione distribuita da rinnovabile
e le smart grids
GIORGIO GRADITI
C.R. ENEA Portici (NA)
mail.giorgio.graditi@enea.it
15 APRILE 2011
EUROPEAN
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2. European Union 11-15 April 2011
Sustainable Energy Week
Le rinnovabili.. La generazione distribuita..
Per la consapevolezza, da un lato, che Per i benefici riconducibili alla produzione
l’approvvigionamento energetico, nella ed utilizzo dell’energia in prossimità
misura e nelle quantità previste, non potrà dell’utenza, con: migliori rendimenti di
che essere assicurato dai combustibili fossili generazione, riduzione delle perdite in rete
ancora per un dato periodo di tempo, e/o minori investimenti economici per il suo
dall’altro dell’urgenza del problema posto dai sviluppo/potenziamento, utilizzo sempre
costi ambientali e sociali determinati dalle maggiore e capillare delle fonti energetiche
fonti primarie a disposizione e dall’uso che rinnovabili.
ne facciamo.
SMART GRIDS..
GRIDS
EUROPEAN
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3. PROGETTO SISTERS Add your
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Programma Operativo Nazionale “Ricerca e Competitività 2007-2013”
Progetto di Ricerca SISTERS
“Sistema Integrato di Solare Termodinamico
e altre Energie Rinnovabili in una Smart grid”
Obiettivo: prevede la conduzione di attività di ricerca industriale e sviluppo
sperimentale finalizzate alla realizzazione di una filiera di impianti di
conversione di energie rinnovabili (solare e biomassa in forma
combinata) in vettori energetici diversificati, e a loro volta integrati in una
architettura “smart-grid” con altre fonti rinnovabili (minieolico e fotovoltaico)
per il sostentamento “100% rinnovabile” di distretti industriali e residenziali
100% rinnovabile
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4. PROGETTO SISTERS Add your
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Ricerca industriale sulla tecnologia del “solare termodinamico a
concentrazione (CSP),
concentrazione” (CSP) sviluppata da ENEA per produzione combinata di
ENEA,
elettricità e di vapore utilizzabile sia per il riscaldamento/raffrescamento di ambienti
che per la produzione di altri vettori energetici di largo consumo.
Realizzazione di un dimostratore CSP (1MWt) in assetto trigenerativo, integrato
con dissalazione e produzione di biocombustibili e idrogeno, per la messa a punto
di una tecnologia efficiente e competitiva di particolare interesse per il territorio
siciliano e l’area Mediterranea
Mediterranea.
Implementazione di una architettura “smart-grid” tesa a bilanciare le fonti
rinnovabili di generazione di energia elettrica e termica e i relativi nodi di utilizzo.
Test-bed in un edificio dimostratore ad alta efficienza energetica (presso il
Campus Universitario di Palermo) per la conduzione dell’attività sperimentale e la
validazione delle soluzioni tecniche/tecnolgiche adottate
adottate.
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5. PROGETTO SISTERS Add your
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BENEFICI
riduzione dell’impatto ambientale, soprattutto in termini di emissione di gas clima-
alteranti;
aumento della sicurezza dell'approvvigionamento energetico
maggiore affidabilità, flessibilità e qualità del servizio;
aumento dell'accettabilità sociale dei sistemi di produzione di energia;
aumento dell'efficienza energetica;
sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili al minor costo possibile;
diffusione e sviluppo di conoscenze e competenze in materia di tecnologie innovative
di sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili.
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6. PROGETTO SISTERS Add your
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FINALITA’
dare una concreta prospettiva industriale alla ricerca in Sicilia attraverso la
creazione di un modello energetico virtuoso in cui riconfigurare le competenze e le
capacità operative delle PMI proponenti;
contribuire allo sviluppo di laboratori e programmi di ricerca avanzata sul tema
della poli-generazione distribuita da rinnovabile e dell’efficienza energetica nell’ambito
Universitario regionale;
contribuire alla qualificazione tecnologica ed all’organizzazione della domanda
pubb ca d e e g a co a o d ost at e co u tà soste b ;
pubblica di energia con azioni dimostrative in comunità sostenibili;
favorire la nascita e lo sviluppo di industrie e filiere locali;
agire per il consolidamento di l d hi i d t i li nazionali e t it i li
i lid t leadership industriali i li territoriali.
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7. PANTELLERIA
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TRANSIZIONE VERSO UNA “SMART ISLAND”
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Accordo di collaborazione: ENEA e Comune di
Pantelleria (scadenza marzo 2012 rinnovabile) per
P t ll i ( d 2012, i bil )
attività di sperimentazione e dimostrazione di
tecnologie e metodologie innovative nel settore
energetico.
Proposta: “Studio di fattibilità e progettazione
p
preliminare di dimostratore di rete elettrica attiva
presso l’isola di Pantelleria con integrazione di
diverse fonti energetiche” (Ricerca di Sistema
elettrico - AdP MISE-ENEA)
Collaborazione con:
D.I.E.E.T Università degli studi di Palermo
S.M.E.D.E. Pantelleria S p a
SMEDE S.p.a. (produttore e
distributore del servizio elettrico nell’isola)
ABB Technologies S.p.A
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8. PANTELLERIA
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Il massimo contributo da rinnovabile ( (vincoli, disponibilità di spazi, problematiche
di impatto, specificità territoriali e funzionali, ecc.) è stato stimato pari a circa il 64%
del totale fabbisogno energetico dell’isola (∼ 44GWh /anno).
MASSIMA MASSIMA
POTENZA PRODUZIONE Si sono ipotizzati cinque
FONTE INSTALLABILE ENERGETICA
[MW] [GWh/anno] possibili scenari che
Fotovoltaica 1,1 1,7 prevedono la copertura di
Eolica 1,2 3,6 parte del fabbisogno
Geotermica 2,5 20 elettro-energetico medio
Rifiuti solidi urbani (RSU) 0,365 1,6 dell’isola (10%, 20%,
TOTALE 5,165 26,9
50%) con differenti ipotesi
di mix-energetico.
Solare termica 1,06 2,13 (*)
(*) Tale valore indica l’energia elettrica non consumata per la produzione di
acqua calda mediante sistemi tradizionali (boiler elettrici).
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9. PANTELLERIA
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• SOLAR ENERGY (PV AND THERMAL COLLECTORS) GLOBAL NETWORK COORDINATOR (MGCC – SC)
• WIND TURBINE
ROUTER/COORDINATOR (SC)
• GEOTHERMAL POWER GENERATION
END NODE (LC)
• WASTE TREATMENT PLANT
COMMUNICATION CHANNELS
• POWER STATIONS (ELECTRIC VEHICLES)
ENERGY SYSTEM CONTROL SYSTEM
SOLAR ENERGY
URBAN CENTER
AIRPORT PHOTOVOLTAIC
INDUSTRIAL AREA DIESEL POWER PLANT
POWER PLANT
WIND TURBINE
POWER STATION
WIND TURBINE POWER STATION
WASTE TREATMENT WASTE TREATMENT
DESALATION PLANT
POWER STATIONS
GEOTHERMAL PLANT
GEOTHERMAL PLANT
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10. PANTELLERIA
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Lo
L scenario selezionato prevede l copertura di circa il 50% d l f bbi
i l i t d la t i del fabbisogno
energetico dell’isola.
PERCENTUALE PRODUZIONE
POTENZA PRODUZIONE
SCENARIO [%] RISPETTO ENERGETICA
FONTE ELETTRICA ENERGETICA PER
SELEZIONATO ALLA POTENZA TOTALE
[MW] FONTE [GWh/anno]
MASSIMA [GWh/anno]
Fotovoltaica 30 0,33
0 33 0,51
0 51
Eolica 0 0 0
Geotermica* 100 2,5 20
50.1 23,2
RSU
RSU* 100 0,365
0 365 1,6
16
Solare
50 0,53 1,065
termica
* soltanto per la centrale geotermica ed il generatore RSU è stato considerato il contributo massimo
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11. PANTELLERIA
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C.1: investimenti per
COSTI Solare Sistema di
Fotovoltaico Geotermico RSU TOTALE l’installazione degli
[€] termico controllo
impianti
C.1 1.320.000 8.750.000 1.825.000 2.625.000 14.520.000
C.2 0 (*) 345.000 105.000 0 (*) 450.000 C.2: investimenti per le
C.3 350.000 350.000 infrastrutture necessarie
alla connessione degli
C.4 0 (*) 1.819.000 386.000 0 (*) 70.000 2.275.000 stessi alla rete elettrica
TOTALE COSTI DI INVESTIMENTO [€] 17.595.000 esistente e per la
distribuzione dell’acqua
(*) per il solare termico e il fotovoltaico i costi per le infrastrutture e gli oneri accessori sono inclusi nel costo impianto C.1
calda prodotta dalle
microturbine (ove
previste)
Solare Sistema di TOTALE
COSTI C.5 Fotovoltaico Geotermico RSU
termico controllo [€] C.3: investimenti per la
Costo unit. realizzazione del sistema
80,00 80,00 100,00
[ /
[€/MWh] ] di supervisione e controllo
Prod.
energetica 510 20.000 1.600 1.871.675 C.4: oneri accessori
[MWh/anno]
Costo totale C.5: costi annui connessi
per fonte 40.800 1.600.000 160.000 65.625 (*) 5.250 (*) alla produzione, gestione
[€/anno] e manutenzione d li
t i degli
(*) per il solare termico ed il sistema di controllo i costi C.5 sono stati considerati rispettivamente pari al 2,5% e all’1,5% annuo del costo impianto
impianti
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TOTALE
BENEFICI B.1 Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico
[€/anno]
Prod.
Prod energetica B.1
B1 riduzione dell’energia prodotta
dell energia
510 20.000 1.600 1.065
[MWh/anno] tramite le attuali fonti
Costo del B.2 incentivi per la produzione di
combustibile 40,00 40,00 40,00 40,00 927.000
[€/MWh] energia da fonti rinnovabili
Costo totale per B.3 benefici ambientali legati alla
20.400 800.000 64.000 42.600
fonte [€/anno] riduzione delle emissioni di
CO2, altri gas serra (SO2, NOX
lt i NOX,
CO, etc.) ed energia (in
BENEFICI B.2 Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico termini di rumore, radiazioni,
Prod. energetica calore)
510 20.000 1.600
[MWh/anno] B.4 riduzione dei costi di trasporto e
Incentivi [€/MWh] 422,00 151,00 220,00 smaltimento dei rifiuti (nuova
(
Beneficio per fonte gestione
215.220 3.020.000 352.000 288.750
[€/anno]
Periodo di
20 15 15 5
incentivazione [anni]
B.4: assumendo un valore unitario pari
TOTALE a 150 €/tonnellata corrispondente al
€/tonnellata,
BENEFICI B.3 Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico
[€/anno] costo stimato per il trasporto e
Riduzione smaltimento dei rifiuti, e considerando
emissioni CO2 450 18.200 1.400 650 una quantità di RSU da utilizzare per la
[103 kg/anno] produzione energetica pari a circa
Costo unitario 524.750 1.500 tonnellate/anno, si ottiene un
emissioni CO2 25,00
25 00 25,00
25 00 25,00
25 00 25,00
25 00
[€/103 kg] beneficio economico pari a 225.000
Beneficio per fonte €/anno.
11.250 455.000 35.000 23.500
[€/anno]
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13. AZIONI NECESSARIE
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INTEGRAZIONE
RICERCA
INNOVAZIONE
Sistemi di
mobilità
sostenibile
IMPRESA
AMBIENTE
Politiche di
(emissioni,
incentivazione
RSU, ecc.) per lo sviluppo
Sistema
elettrico e competitivo
p
FONTI
RINNOVABILI
E
E’ ora di passare dal DIRE al FARE
FARE.
La SICILIA e l’Area Mediterranea
un’opportunità da non perdere
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14. European Union 11-15 April 2011
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Giorgio Graditi
C.R.
C R ENEA UTTP Portici (NA)
P ti i
mail to: giorgio.graditi@enea.it
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