Csp Ing. Graditi

European UnionSustainable Energy Week

11-15 April 2011

La poligenerazione distribuita da rinnovabile e le smart grids

GIORGIO GRADITIC.R. ENEA Portici (NA)

[email protected]

15 APRILE 201115 APRILE 2011

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11-15 April 2011

Le rinnovabili.. La generazione distribuita....

Per la consapevolezza, da un lato, chel’approvvigionamento energetico, nellamisura e nelle quantità previste, non potrà

Per i benefici riconducibili alla produzioneed utilizzo dell’energia in prossimitàdell’utenza, con: migliori rendimenti di

che essere assicurato dai combustibili fossiliancora per un dato periodo di tempo,dall’altro dell’urgenza del problema posto daicosti ambientali e sociali determinati dalle

generazione, riduzione delle perdite in retee/o minori investimenti economici per il suosviluppo/potenziamento, utilizzo sempremaggiore e capillare delle fonti energetichecosti ambientali e sociali determinati dalle

fonti primarie a disposizione e dall’uso chene facciamo.

maggiore e capillare delle fonti energeticherinnovabili.

SMART GRIDSSMART GRIDS..

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Programma Operativo Nazionale “Ricerca e Competitività 2007-2013”

Progetto di Ricerca SISTERS“Sistema Integrato di Solare Termodinamico“Sistema Integrato di Solare Termodinamicoe altre Energie Rinnovabili in una Smart grid”

Obiettivo: prevede la conduzione di attività di ricerca industriale e svilupposperimentale finalizzate alla realizzazione di una filiera di impianti diconversione di energie rinnovabili (solare e biomassa in formaconversione di energie rinnovabili (solare e biomassa in formacombinata) in vettori energetici diversificati, e a loro volta integrati in unaarchitettura “smart-grid” con altre fonti rinnovabili (minieolico e fotovoltaico)per il sostentamento “100% rinnovabile” di distretti industriali e residenziali

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per il sostentamento 100% rinnovabile di distretti industriali e residenziali

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Ricerca industriale sulla tecnologia del “solare termodinamico aconcentrazione” (CSP) sviluppata da ENEA per produzione combinata diconcentrazione (CSP), sviluppata da ENEA, per produzione combinata dielettricità e di vapore utilizzabile sia per il riscaldamento/raffrescamento di ambientiche per la produzione di altri vettori energetici di largo consumo.

Realizzazione di un dimostratore CSP (1MWt) in assetto trigenerativo, integratocon dissalazione e produzione di biocombustibili e idrogeno, per la messa a puntodi una tecnologia efficiente e competitiva di particolare interesse per il territoriosiciliano e l’area Mediterraneasiciliano e l’area Mediterranea.

Implementazione di una architettura “smart-grid” tesa a bilanciare le fontirinnovabili di generazione di energia elettrica e termica e i relativi nodi di utilizzo.

Test-bed in un edificio dimostratore ad alta efficienza energetica (presso ilCampus Universitario di Palermo) per la conduzione dell’attività sperimentale e lavalidazione delle soluzioni tecniche/tecnolgiche adottate


validazione delle soluzioni tecniche/tecnolgiche adottate.

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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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FINALITA’

dare una concreta prospettiva industriale alla ricerca in Sicilia attraverso lacreazione di un modello energetico virtuoso in cui riconfigurare le competenze e lecapacità operative delle PMI proponenti;

contribuire allo sviluppo di laboratori e programmi di ricerca avanzata sul temadella poli-generazione distribuita da rinnovabile e dell’efficienza energetica nell’ambitoUniversitario regionale;Universitario regionale;

contribuire alla qualificazione tecnologica ed all’organizzazione della domandapubblica di energia con azioni dimostrative in comunità sostenibili;pubb ca d e e g a co a o d ost at e co u tà soste b ;

favorire la nascita e lo sviluppo di industrie e filiere locali;

i il lid t di l d hi i d t i li i li t it i li


agire per il consolidamento di leadership industriali nazionali e territoriali.

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Add your PANTELLERIA

TRANSIZIONE VERSO UNA “SMART ISLAND” logo hereTRANSIZIONE VERSO UNA SMART ISLAND

Accordo di collaborazione: ENEA e Comune diP t ll i ( d 2012 i bil )Pantelleria (scadenza marzo 2012, rinnovabile) perattività di sperimentazione e dimostrazione ditecnologie e metodologie innovative nel settoreenergetico.

Proposta: “Studio di fattibilità e progettazionepreliminare di dimostratore di rete elettrica attiva

energetico.

ppresso l’isola di Pantelleria con integrazione didiverse fonti energetiche” (Ricerca di Sistemaelettrico - AdP MISE-ENEA)

Collaborazione con:D.I.E.E.T Università degli studi di PalermoS M E D E Pantelleria S p a (produttore e


S.M.E.D.E. Pantelleria S.p.a. (produttore edistributore del servizio elettrico nell’isola)ABB Technologies S.p.A

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TRANSIZIONE VERSO UNA “SMART ISLAND” logo here

(

TRANSIZIONE VERSO UNA SMART ISLAND

Il massimo contributo da rinnovabile (vincoli, disponibilità di spazi, problematichedi impatto, specificità territoriali e funzionali, ecc.) è stato stimato pari a circa il 64%del totale fabbisogno energetico dell’isola (∼ 44GWh /anno).

Si sono ipotizzati cinquepossibili scenari che

FONTE

MASSIMA POTENZA

INSTALLABILE [MW]

MASSIMA PRODUZIONE ENERGETICA

[GWh/anno] possibili scenari cheprevedono la copertura diparte del fabbisognoelettro-energetico medio

[MW] [GWh/anno]

Fotovoltaica 1,1 1,7

Eolica 1,2 3,6

Geotermica 2,5 20dell’isola (10%, 20%,50%) con differenti ipotesidi mix-energetico.

Rifiuti solid i urbani (RSU) 0,365 1,6

TOTALE 5,165 26,9

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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GLOBAL NETWORK COORDINATOR (MGCC – SC)• SOLAR ENERGY (PV AND THERMAL COLLECTORS)

• WIND TURBINE


ROUTER/COORDINATOR (SC)

END NODE (LC)

COMMUNICATION CHANNELS

• GEOTHERMAL POWER GENERATION

• WASTE TREATMENT PLANT

• POWER STATIONS (ELECTRIC VEHICLES)

URBAN CENTER

AIRPORT

SOLAR ENERGY

INDUSTRIAL AREAPHOTOVOLTAIC

DIESEL POWER PLANT

CONTROL SYSTEMENERGY SYSTEM

WIND TURBINE

INDUSTRIAL AREAPOWER PLANT

POWER STATIONPOWER STATION

DIESEL POWER PLANT

WIND TURBINE

WASTE TREATMENT

POWER STATIONS

WASTE TREATMENTDESALATION PLANT

GEOTHERMAL PLANT


GEOTHERMAL PLANT

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L i l i t d l t di i il 50% d l f bbi


Lo scenario selezionato prevede la copertura di circa il 50% del fabbisognoenergetico dell’isola.

PERCENTUALE PRODUZIONESCENARIO

SELEZIONATO FONTE

PERCENTUALE [%] RISPETTO

ALLA POTENZA MASSIMA

POTENZA ELETTRICA

[MW]

PRODUZIONE ENERGETICA PER FONTE [GWh/anno]

PRODUZIONE ENERGETICA

TOTALE [GWh/anno]

Fotovoltaica 30 0 33 0 51

50.1

Fotovoltaica 30 0,33 0,51

23,2

Eolica 0 0 0

Geotermica* 100 2,5 20

RSU* 100 0 365 1 6RSU 100 0,365 1,6

Solare termica 50 0,53 1,065


* soltanto per la centrale geotermica ed il generatore RSU è stato considerato il contributo massimo

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TRANSIZIONE VERSO UNA “SMART ISLAND” logo hereTRANSIZIONE VERSO UNA SMART ISLAND

C.1: investimenti per l’installazione degli impianti

C.2: investimenti per le infrastrutture necessarie

COSTI [€]

Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico

Sistema di controllo

TOTALE

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 infrastrutture necessarie alla connessione degli stessi alla rete elettrica esistente e per la distribuzione dell’acqua calda prodotta dalle

C.3 350.000 350.000

C.4 0 (*) 1.819.000 386.000 0 (*) 70.000 2.275.000

TOTALE COSTI DI INVESTIMENTO [€] 17.595.000

(*) per il solare termico e il fotovoltaico i costi per le infrastrutture e gli oneri accessori sono inclusi nel costo impianto C.1

microturbine (ove previste)

C.3: investimenti per la realizzazione del sistema di supervisione e controllo

COSTI C.5 Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico

Sistema di controllo

TOTALE [€]

Costo unit. [€/MWh]

80,00 80,00 100,00 di supervisione e controllo

C.4: oneri accessori

C.5: costi annui connessi alla produzione, gestione

t i d li

[ / ]Prod.

energetica [MWh/anno]

510 20.000 1.600

Costo totale per fonte [€/anno]

40.800 1.600.000 160.000 65.625 (*) 5.250 (*)

1.871.675


e manutenzione degli impianti

[€/anno]

(*) 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

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B 1 riduzione dell’energia prodottaBENEFICI B.1 Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico TOTALE

[€/anno] Prod energetica


B.1 riduzione dell energia prodottatramite le attuali fonti

B.2 incentivi per la produzione dienergia da fonti rinnovabili

B.3 benefici ambientali legati allariduzione delle emissioni diCO lt i (SO NOX

Prod. energetica [MWh/anno]

510 20.000 1.600 1.065

Costo del combustibile

[€/MWh] 40,00 40,00 40,00 40,00

Costo totale per fonte [€/anno]

20.400 800.000 64.000 42.600

927.000

CO2, altri gas serra (SO2, NOX,CO, etc.) ed energia (intermini di rumore, radiazioni,calore)

B.4 riduzione dei costi di trasporto esmaltimento dei rifiuti (nuova

BENEFICI B.2 Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico Prod. energetica

[MWh/anno] 510 20.000 1.600

Incentivi [€/MWh] 422,00 151,00 220,00 (gestioneBeneficio per fonte

[€/anno] 215.220 3.020.000 352.000 288.750

Periodo di incentivazione [anni]

20 15 15 5

B.4: assumendo un valore unitario paria 150 €/tonnellata corrispondente al

BENEFICI B.3 Fotovoltaico Geotermico RSU Solare termico TOTALE [€/anno]

Riduzione emissioni CO2

[103 kg/anno] 450 18.200 1.400 650

Costo unitario emissioni CO2 25 00 25 00 25 00 25 00

524.750

a 150 €/tonnellata, corrispondente alcosto stimato per il trasporto esmaltimento dei rifiuti, e considerandouna quantità di RSU da utilizzare per laproduzione energetica pari a circa1.500 tonnellate/anno, si ottiene un


emissioni CO2

[€/103 kg] 25,00 25,00 25,00 25,00

Beneficio per fonte [€/anno]

11.250 455.000 35.000 23.500

beneficio economico pari a 225.000€/anno.

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INTEGRAZIONE

Sistemi di mobilità

Sistemi di mobilità

RICERCA INNOVAZIONE

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AMBIENTEAMBIENTE

sostenibilesostenibile

IMPRESAIMPRESA

Sistema elettrico eSistema

elettrico e

AMBIENTE(emissioni, RSU, ecc.)

AMBIENTE(emissioni, RSU, ecc.)

Politiche di incentivazione per lo sviluppo

competitivo

Politiche di incentivazione per lo sviluppo

competitivoelettrico e FONTI

RINNOVABILI

elettrico e FONTI

RINNOVABILI

pp

E’ ora di passare dal DIRE al FARE


E ora di passare dal DIRE al FARE.La SICILIA e l’Area Mediterranea

un’opportunità da non perdere

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Giorgio GraditiC R ENEA UTTP P ti i (NA)C.R. ENEA UTTP Portici (NA)

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