Potenziale nazionale delle fonti energetiche rinnovabili

Il potenziale italiano delle Fonti Energetiche Rinnovabili, suddiviso per  fonti secondarie ottenibili:
 

 Energia elettrica 
01 22.000  MW di potenza idroelettrica     65    TWh/anno
02 30.000  MW di potenza eolica      50
03 10.000  MW di potenza geotermoelettrica 
  70
04 12.000  MW di impianti a biomassa      90
05 90.000  MW di impianti FV        110
06 30.000  MW di impianti solare-termodinamici   90
07   2.000  MW di impianti marini
  10
     Potenziale energia elettrica da FER
 485 TWh/anno
     Consumi attuali energia elettrica
 330
 
d
  Energia termica 
 08 Cogenerazione da fonti rinnovabili    35 Mtep/anno
 09 Solare termico accoppiato al FV    25 
 10 Pompe di calore     35 
 11 Fonti geotermiche a bassa entalpia      10  
     Potenziale energia termica da FER
 100 Mtep/anno
     Consumi attuali di energia termica
   60
 
d
 12 Energia meccanica/carburanti 
  Carburanti da biomasse Italia  25 Mtep/anno
  Carburanti da biomasse import    5 Mtep
  E. E. Import  10 Mtep
  E.E. Italia
   3 Mtep
     Potenziale biocarburanti   43 Mtep/anno
     Consumi attuali carburanti
  42
 
d
  Utilizzo razionale dell'energia e delle tecnologie efficienti.
  In Italia attualmente si utilizza il 40% delle fonti energetiche primarie per la generazione di energia elettrica, il 35% per l'energia termica e il 25% per la trazione dei mezzi di trasporto.
L'Italia si è impegnata a ridurre del 20% il fabbisogno energetico e di portare al 20% la quota di energia prodotta da fonti energetiche rinnovabili.
Per raggiungere il 20% di minori consumi energetici si deve adottare una decisa politica di riqualificazione energetica degli edifici esistenti
e nuovi edifici con caratteristiche di basse necessità energetiche. Questo permette di ridurre del 13% i consumi complesivi di energia termica e del 5% i consumi di energia elettrica.I consumi di carburanti può essere ridotto del 2% grazie all'adozione di auto elettriche. L'attuazione di una politica innovativa per la logistica di trasporto merci e passeggeri su rotaia e su natanti permette una riduzione di consumi per i decenni successivi.
Al 2020 il 100% delle fonti energetiche primarie sono utilizzate per il 43% per generare energia elettrica, il 28% per l'energia termica e il 29% per i carburanti, quindi c'è una penetrazione dell'utilizzo dell'energia elettrica negli usi di riscaldamento (pompe di calore ad alta efficienza/geotermia) e nei trasporti (auto elettiche e trasporto su rotaia).
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  Il grafico illustra i risultati ottenibili grazie al Piano Energetico Nazionale proposto da EnergoClub. Al 2050 le FER contribuiscono per una quota dal 90 al 100% a seconda dell'origine dell'energia elettrica importata. La produzione nazionale passa dall'attuale 20% totale (10% esauribili, 10% FER) ad un 80% (solo FER), quindi è sostanziamente possibile arrivare all'indipendenza energetica. Se decideremo di collaborare con i paesi nord africani per sviluppare sistemi solari in partnership è poi possibile soddisfare la richiesta di consumo al 100% con FER
 



         Dati, note e riferimenti

Energia idroelettrica  attuale  potenziale
Potenza installata (MW)   17.000   22.000 
Produzione (GWh)  46.000  65.000
Produttività (MWh/anno/MW)    2.700    3.000
Costo   (€/kWh)    0,04    0,05

Incremento della potenza installata: 300-500 MW all'anno per 10-15 anni

Attualmente con i sistemi idroelettrici in Italia si producono 46.000 GWh/anno, secondo le ricerche effettuate il potenziale ad oggi  economicamente vantaggioso ammonta a 65.000 GWh/anno, il potenziale ad oggi valutato tecnicamente fattibile ammonta a 120.000 GWh/anno e il potenziale teorico totale ammonta a 340.000 GWh/anno  www.worldenergy.org/documents/ser2004.pdf  pag. 211

Nel volume “Italia 2020 – Energia e ambiente dopo Kyoto”, Paolo Degli Espinosa prevede la possibilità di ottenere 60.000 GWh da idroelettrico già dal 2020.

Energia eolica  attuale  potenziale
Potenza installata (MW)   2.600   30.000 
Produzione (GWh)  4.000  50.000
Produttività (MWh/anno/MW)  1.500    1.650
Costo   (€/kWh)     0,06       0,06

Incremento della potenza installata: 1000-2000 MW all'anno in 15-20 anni

In Italia il potenziale delle tecnologie eoliche terrestri è stato quantificato dal CESI, alcune limitazioni sono costituite dall' impatto paesaggistico/ambientale che tale tecnologia comporta. Il potenziale tecnico è stimato nell'ordine dei 30.000 MW. Il potenziale off-shore è stato quantificato in uno studio promosso dalla CE ed è stimato in circa 3.000 MW con una produzione di 10 TWh /anno

Secondo il prof. G.B. Zorzoli è possibile installare sistemi eolici per la produzione di un minimo di 25.000 GWh e un massimo di 30.000 GWh già dal 2020.

Attualmente le domande depositate presso il Grtn ammontano a più di 10.000 MW www.grtn.it pag.22

Lo sviluppo di tecnologie adatte allo sfruttamento dei venti ad alte e medie quote aumenterebbe di molto il potenziale dei sistemi eolici

Energia geotermoelettrica  attuale  potenziale
Potenza installata (MW)       681   10.000 
Produzione (GWh)   5.473  80.000
Produttività (MWh/anno/MW)   8.000    8.000
Costo   (€/kWh)    0,06    0,07

Incremento della potenza installata: 100 MW all'anno per 10 anni, successivamente 1000 MW all'anno

Il forte incremento proposto nel caso del geotermico è relativo alla messa a punto di due tecniche di coltivazione dei campi geotermici: i sistemi binari, già largamente sperimentati ma non altrettanto adottati e, sopratutto, utilizzo di sistemi Hot-Dry-Rock. Questi ultimi consistono nel creare acquiferi artificiali grazie ai quali poter utilizzare il calore dei strati caldi che vanno dai 2000 ai 6000 metri di profondità. L'impianto pilota sperimentale più avanzato è sviluppato al confine tra Svizzera e Francia www.soultz.net

Nel volume “Italia 2020 – Energia e ambiente dopo Kyoto”, Paolo Degli Espinosa prevede la possibilità di ottenere 12.000 GWh dal geotermoelettrico tradizionale (acquiferi naturali con sistemi a ciclo binario) già dal 2020.

Energia da biomasse  attuale  potenziale
Potenza installata (MW)   1.350    12.000 
Produzione (GWh)  5.637   90.000
Produttività (MWh/anno/MW)  4.175     7.500
Costo   (€/kWh)   0,09     0,07

Incremento della potenza installata: 600-800 MW/anno per i prossimi 10-15 anni

Il potenziale indica gli impianti realizzabili con il biogas ottenibile dalle deiezioni animali, dagli scarti agro-industriali, scarti di macellazione, fanghi di depurazione, FORSU, residui culturali e colture energetiche ottenibili dai terreni in set-aside
www.assind.pc.it/documentazione/Piccinini-23-02-06.pdf  pag.31

Energia fotovoltaica  attuale  potenziale
Potenza installata (MW)       60    90.000 
Produzione (GWh)    660 110.000
Produttività (MWh/anno/MW) 1.100    1.200
Costo   (€/kWh)  0,3    0,15

Incremento della potenza installata: 1.000-1.500 MW per i primi 10 anni, 2.000-4.000 MW per i decenni successivi

investimento: 300 miliardi di Euro,  interamente da privati. Coperture di edifici, facciate e spazi coperti  
Da un rapporto IEA (International Energy Agency) in Italia il potenziale di produzione di elettricità dal fotovoltaico, integrato negli edifici, è di 127.000 GWh. 
ilsolea360gradi.it/aprile2003.pdf  Pag. 2

I costi possono essere ridotti grazie a sistemi a film sottile, uno studio effettuato dal NREL USA evidenzia che una produzione industriale di  2000-4000 MW/anno permette di avere produzione di moduli a film sottile nell'ordine dei 1000 €/kWp, quindi un installato di 2500-3000 €/kWp. A questi livelli il costo di generazione  è di 0,13-0,15 € /kWh , equivalente a bloccare il costo dell'energia elettrica per le famiglie ai prezzi attuali per i prossimi 25-30 anni. Il limite potenziale di costo dei sistemi FV è di 1500 €/kWp installato
www.nrel.gov/ncpv/thin_film/docs/keshner.pdf 
www.nrel.gov/ncpv/thin_film 
www.nrel.gov/ncpv

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Energia solare termodinamica  attuale  potenziale
Potenza installata (MW)      350 ( USA )    30.000 
Produzione (GWh)  1.000   90.000
Produttività (MWh/anno/MW)  2.800     3.000
Costo   (€/kWh)    0,1     0,07

Incremento della potenza installata: 20-50 MW/anno per i primi 10 anni, 500-1000 MW per i decenni successivi

Il potenziale in aree semi-aride del sud Italia ad elevata insolazione è di 30.000 MW ( su 1000 km2, 0,3% del territorio italiano)

Seppure interessante lo sviluppo di queste tecnologie in zone italiane con insolazione diretta superiore a 1300 kWh/anno/m2 ( sopratutto impianti ibridi), tali sistemi trovano la giusta collocazione in aree limitrofe ai deserti, ad una latitudine inferiore ai 40°. In questo caso è uno dei sistemi più economici in assoluto.
www.enea.it/com/web/pubblicazioni/Calore_alta_temp.pdf , da pag. 6
www.ilsole24ore.com

Energia dalle correnti marine, di marea e dal moto ondoso

In alcune aree marine Italiane ci sono correnti marine con un discreto potenziale energetico, secondo gli ingegneri dell'Università di Napoli - che stanno testando diverse soluzioni tecniche da alcuni anni - solo nello Stretto di Messina è possibile installare sistemi per 1000 MW (www.ilsole24ore.com), una società di Bolzano, già titolare di impianti eolici, ha elaborato un progetto per utilizzare tale risorsa.  Altre idonee correnti ci sono nel Canale di Corsica, alle Bocche di Bonifaccio e nello Stretto di Sicilia. Oltre ai sistemi per l'utilizzo delle correnti marine e di marea in Italia è possibile avvalersi di sistemi per l'utilizzo del moto ondoso con piattaforme mobili del tipo Jack-up, già utilizzate per le piattaforme petrolifere. Secondo gli studi di una società statunitense tali sistemi potrebbero soddisfare il fabbisogno di energia elettrica degli USA con impianti al largo della costa califoriana .



Cogenerazione da fonti rinnovabili 
Si intende il calore recuperabile dai sistemi di cogenerazione a biomassa, i quali possono essere adottati in ambito produttivo-industriale e quindi soddisfare le necessità di energia termica del settore

Solare termico accoppiato al FV
I sistemi FV (sopratutto a film sottile) possono essere integrati nei collettori solari, permettendo di recuperare calore senza togliere spazio ai sistemi fotovoltaici, in alternativa si possono creare pensiline con collettori solari e comunque rimane buona prassi installare, ancor prima del sistema fv, un sistema termosolare. Spesso conviene procedere alla riduzione delle perdite termiche degli edifici e delle abitazioni ancor prima di procedere all'installazione di sistemi termosolari o FV

Pompe di calore 
La pompa di calore permette di ottenere più di 3 kWht ogni kWhe . Il potenziale proposto utilizza parte del potenziale di energia elettrica eccedente il fabbisogno

Fonti geotermiche a bassa entalpia
La ricerca di fonti geotermiche potrebbe portare alla rilevazione di acquiferi a temperature non sufficienti per la generazione di energia elettrica, in questo caso possono essere utilizzate per la produzione di energia termica riducendo le perdite finanziarie dovute all'insuccesso dell'esplorazione a fini di potenza. Inoltre le centrali geotermoelettriche possono essere gestite con teleriscaldamento.

Carburanti-combustibili 
La produzione di metanolo dalla biomassa ligno-cellulosica è un processo noto e praticato, la resa è di 40 grammi di metanolo ogni 100 grammi di sostanza secca. www.minerva.unito.it/chimica&industria/dizionario/DizM.htm
 
Secondo uno studio di due ricercatori tedeschi, la domanda globale di energia prevista dall’ Agenzia Internazionale per l'Energia (IEA) per l’anno 2030 potrebbe essere soddisfatta con l’utilizzo di piantagioni forestali coltivate sulle superfici degradate dalle attività umane in tempi storici, quindi in aree non in competizione con quelle destinabili a seminativi per la produzione alimentare. energoclub.blogspot.com
In Italia le aree degradate e/o soggette a degrado rappresentano circa il 30% del suolo nazionale.
Con colture aventi rese di 60 ton/ha/anno (olmo, frassino, ciliegio, mirabolano, noce nero, liriodendro ecc..), e il rimboschimento di  30.000 km2 ( 10% del suolo nazionale) in cicli di 5/10 anni,  si ottengono 37 Mtep/anno di biometanolo.
Il metanolo (CH3OH) è utilizzabile anche in veicoli  elettrici dotati di apposite fuel cell (DMFC), con abbondanti autonomie e migliore efficienza totale. www.quattroruote.it  ulisse.sissa.it/s7_17feb06_2.jsp  en.wikipedia.org/wiki/Biofuel   

Attualmente in Italia vi sono 100.000 km2 di boschi, dalla manutenzione a rotazione degli stessi è possibile ricavare altri 5 Mtep di biocarburanti ( con la media di 3 tonnellate di biomassa per ettaro all'anno, quindi interventi poco invasivi, con prassi di manutenzione).

I residui derivati dalla lavorazione delle colture agricole (bagassa, potatura delle viti, scardi industria del legno, ecc.) ammontano a 10 milioni di tonn./anno, da cui si possono ricavare 3 Mtep di carburanti

Nel 2007 sono stati attivati i primi impianti commerciali per la produzione di bioetanolo da materiale ligno-cellulosico

La società tedesca Choren produce carburanti da materiale lignocellulosico tramite gassificazione e reattori Fischer-Tropsch, secondo i dirigenti è possibile produrre, con tale tecnologia, il 10% dei carburanti consumati in Germania entro il 2015

La società USA Coskata (Illinois) produce carburanti da materiali lignocellulosici tramite gassificazione e bioreattori enzimatici, secondo i dirigenti è possibile produrre, con tale tecnologia, carburanti ad un costo di 0,2 € al litro, attualmente un litro di benzina ha un costo di produzione di 0,4 € 

Nel medio periodo è previsto lo sviluppo dei fotobioreattori per la produzione di microalghe utilizzando la CO2, impianti dimostrativi hanno evidenziato la produzione di circa 30 tep di biocarburanti per ettaro, per il fabbisogno nazionale servirebbero così 13.000 km2 di superficie su cui installare i fotobioreattori (superfici anche desertiche),  www.greenfuelonline.com  www.solixbiofuels.com  www.biofuel-systems.com. Ci sono molte società impegnate in tal senso ed anche alcune grandi compagnie petrolifere quali L'ENI, la Chevron e soprattutto la Shell, la quale ha iniziato a febbraio 2008 la costruzione di un primo impianto alle Hawaii.

Le attuali tecnologie permettono la produzione di auto elettriche con prestazioni e dimensioni simili alle auto comuni con autonomie  superiori ai 100 km con costi simili alle auto con motore a combustione interna, lo sviluppo di nuove batterie a più alta densità energetica e con maggior numero di cicli di carica/scarica permette una maggiore autonomia e ulteriore convenienza economica, in futuro la trazione ad energia eettrica è una opzione concreta, conveniente ed ecologica, soprattutto quando l'energia elettrica fosse prodotta da fonti rinnovabili.


2° parte: la Road Map, tempistica per la riconversione
La Road Map ha lo scopo di rendere noto, agli operatori del settore e agli utenti, i tempi entro i quali adeguarsi alla riconversione del sistema, per dar modo agli stessi di prevedere e mettere in atto, con il necessario largo anticipo, le strategie di adeguamento al programma prestabilito.

Nell'ipotesi in cui il governo provvedesse, oggi, alla messa a punto di un programma energetico nazionale simile a quello proposto da EnergoClub i provvedimenti da adottare e i risultati ottenibili sarebbero simili alla roadmap in sintesi sotto descritta


a) Non più autorizzazioni all'installazione di centrali elettriche a combustibile fossile. 
Se necessario è possibile installare circa 3000 MW di nuovi sistemi di generazione FER all'anno per i prossimi 10 anni (1000 MW idroelettrico, 1000 MW eolico, 100 MW geotermico, 500 MW biomasse, 400 MW di sistemi solari). Contenendo la crescita dei consumi con una accorta ed efficace politica sull'uso delle tecnologie efficienti i nuovi impianti di generazione FER possono cominciare a sostituire le centrali a petrolio.

Sistemi ibridi termosolari/metano collocati in aree semi-aride del sud Italia, assieme all'implementazione di sistemi idroelettrici reversibili nel nord e centro Italia servono a garantire la regolarità e l'efficienza della rete di trasmissione dell'energia elettrica. A regime il metano può essere sostituito con biogas o wood-gas

b) Non più installazione di impianti di riscaldamento a carbone. Non più installazione di impianti di riscaldamento a idrocarburi fossili dopo l'anno 2008, rimane permessa l'installazione di impianti a metano fino all'anno 2015
I sistemi di riscaldamento e raffrescamento saranno basati sulle fonti energetiche rinnovabili e sui sistemi edilizi passivi, alcune tecnologie efficienti quali le pompe di calore e la rete di distribuzione del metano permette, quando necessario, di ovviare alla discontinuità, dove si presenti, delle fonti rinnovabili.

Le aziende produttive saranno dotate di sistemi di cogenerazione.

In molti centri urbani è conveniente adottare sistemi di teleriscaldamento con contabilizzazione dell'energia termica utilizzata.

c) Entro il 2009 non più produzione di veicoli con esclusiva alimentazione a combustibile fossile
Gli autoveicoli dovranno essere prodotti con dotazione di propulsori pluri-fuel in modo da poter utilizzare anche carburanti di origine vegetale, che a loro volta dovranno, quanto più possibile, essere compatibili con i motori in produzione. Già da oggi è possibile miscelare percentuali di olio vegetale, etanolo o metanolo  nei carburanti convenzionali senza recare inconvenienti ai propulsori, assorbendo la progressiva maggior produzione di carburanti di origine vegetale

d) Entro il 2012 non più estrazione di idrogeno da idrocarburi 
Attualmente l'idrogeno viene prodotto a partire da metano o da petrolio, essendo fonti relativamente scarse la produzione di idrogeno dovrà essere effettuata utilizzando il carbone, materia prima molto più abbondante. La tendenza attuale è quella di utilizzare il carbone per la produzione di energia elettrica ma per questo serve bruciarlo con relativa emissione di gas in atmosfera, nella produzione di idrogeno (ma anche di altri carburanti) partendo da carbone non c'è combustione per cui i reflui di lavorazione possono essere più facilmente controllati e potenzialmente riciclati.

Questo permette una strategia per cominciare ad avere a disposizione idrogeno, con lo scopo di cominciare a creare la filiera per l'utilizzo di questo carburante.

L'idrogeno, a regime, dovrà essere prodotto a partire da fonti rinnovabili e partecipare al sistema di accumulo/approvvigionamento nel sistema energetico

e) Entro il 2020 non più vendita di benzina e  gasolio per autotrazione
Cominciando la produzione di autoveicoli compatibili con  carburanti di origine vegetale dal 2009 è possibile non aver bisogno di carburante di origine fossile a partire dal 2020

f) Entro il 2022 non più vendita di gpl  per autotrazione. Entro il 2030 non più distribuzione di metano per autotrazione
I veicoli ancora dotati di propulsori non compatibili con carburanti di origine vegetale possono essere dotati di sistemi per utilizzare gpl o metano, per il gpl (gas di origine petrolifera)  la distribuzione terminerà nel 2022, per il metano la distribuzione alla pompa terminerà nel 2030 quando i veicoli non compatibili con carburanti di origine vegetale saranno presumibilmente a fine vita.

g) Entro il 2032 non più vendita di carbone, nafta , gasolio e simili per riscaldamento 
I sistemi di climatizzazione dovranno essere adeguati, entro tale scadenza, alle normative da emanarsi entro il 2010, le quali prevedono l'installazione di impianti di riscaldamento/raffrescamento basati su FER o su vettori energetici prodotti da FER.

h) Entro il 2040 non più distribuzione di gpl per uso domestico. Entro il 2050 non più distribuzione di metano per riscaldamento. 
I sistemi che non possono essere tecnicamente adeguati alle normative - da emanarsi entro il 2010 - possono essere dotati di sistemi per utilizzare gpl fino al 2040 e metano fino al 2050


Alla pagina
Potenziale - Road Map - Risorse economiche le valutazioni sul potenziale delle fonti energetiche, sulle risorse economiche destinabili, i riferimenti e le fonti, a supporto della suddetta proposta di programma



Risorse economiche destinabili al programma

Le risorse finanziarie destinabili al sostegno del suddetto programma possono derivare dagli stanziamenti annali attualmente destinati a:

Politiche per l'economia.    18    miliardi di Euro
Fondo interventi aree sottoutilizzate
  2
Fondo per l'occupazione   1,5
Interventi sviluppo economico e occupazionale   5,5
Calamità naz. e protezione civ.   2
Fondi per l'ambiente    1
Opere idriche   0,5
Guardie forestali   0,5 
Difesa  15,3 
Fondi agricoltura   0,7 
Ag. naz. prot. ambiente (ANPA)   0,13 
   
Totale   47  miliardi di €/anno
   

Fonte: www.cnel.it/archivio/bilancio_stato/2003/valori.asp?b=1   


Altre risorse derivanti o recuperabili dall'applicazione del suddetto programma:

L'ammontare delle penali altrimenti dovute nel rispetto della convenzione di Kyoto ( stime da 2 a 5 miliardi di Euro)
Eventuali crediti di carbonio
Benefici finanziari ed economici dovuti al miglioramento della bilancia commerciale internazionale (attualmente per le fonti energetiche diamo all'estero più di 50 miliardi di € all'anno, buona parte di questi potrebbero circolare in Italia, anno dopo anno...)
I fondi per la salvaguardia del territorio (il costo per ovviare al dissesto idrogeologico è stimato in 40 miliardi di Euro, negli interventi necessari possono rientrare nuovi sistemi idroelettrici e la creazione di nuove aree boschive)
I fondi per le spese militari ( riconversione parziale se non totale delle industrie belliche in industrie civili. )
Investimenti di privati che volessero dotarsi di sistemi di generazione e/o di risparmi energetico
Fondi altrimenti destinati agli ammortizzatori sociali ( presupponendo un potenziale tasso 0 di disoccupazione e mobilità)
Fondi europei per la ricerca 
Fondi europei per lo sviluppo
Fondi europei per l'ambiente
Fondi europei per l'innovazione
Varie ed eventuali

I contributi ai privati e alle aziende del settore possono essere erogati in minima parte a fondo perduto, in conto capitale o in conto energia, in larga parte sottoforma di prestiti con rateizzazione pluri-decennale, senza interessi o con interessi pari al tasso d'inflazione, con queste condizioni le risorse disponibili sono largamente sufficienti per attuare il programma.

Il DPEF 2007