Matteo ing. Sozzi
Tesi: Centrali solari fotovoltaiche e
razionalizzazione energia prodotta
Università : G.Marconi
Master in produzione di energia da fonti fossili ,
nucleari, rinnovabili
data: 21/10/2011
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1 CONDIZIONI AMBIENT ALI IT ALIANE E BILANCIO ENERGETICO
IT ALIANO
1.1 I fabbisogni e le disponibilità di energia nel mondo
La D.E.A. è l’agenzia dei Paesi industrializzati per la valutazione dello scenario energetico mondiale
allo stato attuale e futuro. Attraverso il suo report annuale si possono valutare i fabbisogni e le
disponibili di energia fino al 2030.
Nella Tab.1-1 si riporta l’andamento della domanda di energia classificata in base alla fonte primaria.
Da queste proiezioni si può vedere che non sono previsti grandi sconvolgimenti nella ripartizione delle
sorgenti primarie di energia:
Il petrolio resterà stabile (37%);
Il gas crescerà (dal 23 al 28 %)
Il nucleare diminuirà;
Le rinnovabili, comprese la fonte idroelettrica, resteranno pressoché costanti.
Tab.1-1
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Cambierà invece, e di molto, il peso delle aree geografiche in relazione alla domanda complessiva. Il
seguente tab.1-2 riporta la percentuale di ciascun’area sul totale nel corso degli anni che vanno dal
2000 al 2030:
Alcune considerazioni:
Il peso dei Paesi industrializzati
(OECD) diminuirà di molto, dal 69 al
47%.
Il peso dei Paesi in via di sviluppo
salirà invece dal 13 al 43 %.
Tab.1-2 andamento del fabbisogno energetico mondiale
Questi scenari sono in linea con gli eventi di attualità che stiamo vivendo: la crescita della Cina e
dell’India e di tutte le economie emergenti.
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La relazione al consumo di energia elettrica si riporta il seguente diagramma:
Tab.1-3 Consumi di energia elettrica pro-capite.
Questo mostra l’andamento dei consumi pro-capite di energia elettrica dagli anni 70 al 2030 in base
alle aree geografiche. Il trend di crescita è abbastanza stabile.
Una considerazione: se i consumi di energia elettrica mantengono il loro ritmo di crescita, anche nei
Paesi sviluppati, mentre i consumi di energia primaria sono diversi, cioè crescono molto di più in
proporzione nei Paesi in via di sviluppo, cosa succede?
Succede che i processi di conversione dei Paesi sviluppati diventano più efficienti e quindi possono
ottenere maggiore energia elettrica partendo da minori quantità di energia primaria e utilizzando
maggiormente fonti inesauribili.
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1.2 Premessa morfologiche e fabbisogno energetico Italiano storico
L’Italia è, tra i paesi industrializzati, quello che dipende di più dall’estero per soddisfare il proprio
fabbisogno energetico. La dipendenza energetica del nostro paese è pane a circa l’8O%. Sì tratta di un
primato tra i paesi occidentali, che in passato era condiviso con ìl Giappone, il quale, però, dagli anni
‘80 è riuscito a ridurre la sua dipendenza energetica. I motivi della dipendenza energetica del nostro
paese sono dovuti a cause naturali, cioè alla scarsità di risorse energetiche fossili, ed a scelte politiche.
La mancanza di risorse energetiche fossili è dovuta al fatto che il nostro paese è relativamente giovane
rispetto ai tempi di formazione delle fonti energetiche fossili, come ad esempio il carbone.
Tab.1-4 distinzione fra tipologie di carbone
Più antico è il carbone, maggiore è la percentuale di carbone e il suo potere calorifico.
Il carbone deriva dalla trasformazione di sostanza organica vegetale, per fermentazione della cellulosa
fuori dal contatto dell’aria; infatti, la composizione chimica del carbon fossile è di carbonio, idrogeno e
impurità varie (zolfo azoto, ecc).
I giacimenti di carbon fossile si sono formati in seguito all’abbassamento di zone ricche di foreste
poste in prossimità di mari e lagune, dove il clima era caldo e umido. Queste condizioni climatiche
erano necessarie sia per lo sviluppo della flora sia affinché l’accumulo dei resti vegetali costituisse
spessori notevoli. Questi resti vegetali furono protetti dal successivo accumulo di detriti alluvionali,
per cui la maggioranza dei giacimenti è distribuita lungo lasse delle regioni montuose esistite nelle
epoche passate. In Europa, ad esempio, l’ubicazione dei giacimenti carboniferi corrisponde alle antiche
catene di epoca caledoniana ed ercinica. Tutte queste condizioni non erano presenti in Italia, per il
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semplice motivo che la maggior parte del territorio italiano è emerso dal mare in tempi geologici
relativamente recenti (Cenozoico).
Tab.1-5 Confronto fra la dipendenza energetica Italia Giappone.
Le soluzioni adottate dagli altri paesi per ridurre il deficit energetico sono state diverse: la Francia, e in
misura minore il Giappone, hanno investito molto sul nucleare; la Gran Bretagna ha cominciato a
estrarre petrolio dal mare del nord; gli Stati Uniti hanno deciso di utilizzare più intensamente le grandi
riserve petrolifere presentì sul proprio territorio e di tagliare le importazioni dai paesi meno affidabili
politicamente.
Tab.1-6 Dipendenza energetica dall’estero di alcuni paesi occidentali nel 1972 e nel 1992
L’abbandono del nucleare può rappresentare per l’Italia occasione propizia affinché l energia solare,
eolica, le biomasse, i rifiuti, il risparmio e le già conosciute energie idroelettriche e geotermiche siano
tenute in maggior considerazione nel nostro paese.
Servirà ancora petrolio nei prossimi anni, ma anche gas (in misura sempre più crescente) e carbone (in
quantità minori e per centrali elettriche di piccole dimensioni); ma serviranno anche i fiumi, il sole e il
vento, l’energia contenuta nei rifiuti e le tecniche di risparmio energetico.
Nel 1990 il fabbisogno complessivo di energia in Italia è stato dì 163 milioni di tonnellate equivalenti
di petrolio (MTEP).
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Tab.1-7 consumi energetici per fonti primarie
Negli ultimi vent’anni i consumi globali di energia hanno avuto un andamento molto irregolare e,
comunque, con tassi d’incremento minori rispetto al periodo che ha preceduto la prima crisi
petrolifera.
Dai 139,8 MTEP del 1973 i consumi sono scesi ai 133 del 1975, per poi risalire ai 149,2 del 1979, e
quindi, a seguito del secondo shock petrolifero, ridursi ai 139,4 del 1983, Poi i consumi sono saliti fino
ai valori attuali.
Altro dato importante è la penetrazione dell’energia elettrica. In tutto il mondo è in costante aumento
la preferenza accordata all’elettricit{ nell’ambito delle diverse forme di energia.
Il grado di questa preferenza è misurato dalla penetrazione elettrica, cioè dal consumo di elettricità in
rapporto al consumo energetico totale. Questa grandezza costituisce un indicatore dello sviluppo
economico- industriale dei paesi. È in costante aumento ovunque ed ha oggi un valore medio mondiale
pari a oltre il 35%.
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1.3 Bilancio energetico italiano, evoluzione
In base ai dati Enea 2006 la produzione lorda di elettricità da fonti rinnovabili in Italia nel 2004 era
costituita per il 77% da energia idroelettrica, per il 3 % da energia eolica, per il 10% circa da energia
geotermica e da biomassa e per lo 0,05% da energia fotovoltaica.
Tab.1-8 Bilancio energetico del 2005
Già nel 2008 dopo due anni di introduzione dal secondo conto energia ,rispetto al 2004 la quota di
produzione da energia fotovoltaica si era quadruplicata come mostra la tabella 1.9.
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Fig.1-1
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Fonte Report GSE in collaborazione con DREM presso gse.it
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Fig.1-2
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Fonte : report GSE in collaborazione con DREM
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La prima constatazione da raffronto è che la produzione di energia da fonte solare fotovoltaica dal
2008. Si è quasi decuplicata passando dalla produzione di 0,2 TWh a 1,9 TWh.
Gli attuali dati provenienti dal GSE fanno pensare che al raggiungimento dei 9 Twh per la fine dell’anno
2011. La quota di energia rinnovabile nel complesso passa da un 16,7% a un 22,8 % quota che unita
all’importazione dall’estero sopperisce al calo della produzione di energia da fonti fossili.
Nella tabella in dettaglio si evince come il solare fotovoltaico abbia avuto una crescita esponenziale
anche rispetto al 2009 triplicando la potenza installata e posizionandosi stabilmente come 4a fonte di
produzione di energia solare.
Tab.1-9 Numerosità e potenza efficiente lorda degli impianti alimentati con fonti rinnovabili.
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Una seconda considerazione è che la sommatoria totale delle energie rinnovabili, seppur influenzata
pesantemente dal fatto che la richiesta di energia richiesta sia calata di oltre il 3%, è che l’Italia ha
raggiungo il primo obiettivo imposto dall’Europa di produrre almeno il 20% dell’energia da fonte
rinnovabile. Ciò non basta a diminuire del 20% l’emissione di anidride carbonica e a essere
energeticamente indipendenti.
1.4 Il fotovoltaico in Europa e nel mondo
La TABELLA 6.1 riporta, ordinati per la potenza complessivamente installata alla fine del 2010, i principali
mercati mondiali del fotovoltaico. Vale pena, prima di entrare nell’analisi dei diversi Premettere qualche
considerazione di carattere generale.
Fig 1-1diffusione fotovoltaica
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Report GSE in collaborazione con DREM
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Paesi Potenza 2010 (MW) Potenza 2009 (MW)
Potenza cumulata al 2010
(MW)
Germania 7.250 3.800 17.150
Spagna 100 80 3.700
Giappone 1.000 480 3.650
Italia 2.100 (6.050*) 720 3.276 (7.226*)
USA 880 450 2.560
Repubblica Ceca 1.360 470 2.400
Francia 720 200 1.025
Europa 11.950 (15.900*) 5.900 25.650 (29.600*)
Mondo 14.850 (18.800*) 7.700 38.350 (42.300*)
* valori considerando anche gli impianti installati grazie al decreto “Salva Alcoa”.
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Tab.1-10 Potenza annuale nei principali Paesi del mondo
Il fotovoltaico nel suo complesso ha raggiunto nel 2010 circa 38,4 GW di potenza installata, il 39% dei
quali (circa 14,9 GW) installati nel corso dello stesso anno 2010. Il progresso del mercato fotovoltaico
è ancor più impressionante se si considera che l’Europa abbia superato la soglia di 25,5 GW
complessivamente installati al termine del 2010, buona parte della quale - e questo è il dato
interessante - installati nel corso dello stesso anno (12 GW, pari 47% del totale).
Nonostante la crisi economica, quindi, i tassi di crescita del fotovoltaico sono stati a “tre cifre” (+103%
se si esamina la potenza installata nel 2010 rispetto quella del 2009 in Europa), + 93% se si considera
il medesimo dato a livello mondiale. L’Europa, presa nel suo complesso, rimane indubbiamente l’area
geografica leader per le installazioni fotovoltaiche, contando per circa il 67% del totale cumulato
installato a livello mondo e per l’80% dei nuovi impianti entrati in funzione nel 2010. I dati sulla
crescita 2010 delle installazioni riportati in precedenza sono inoltre segno del fatto che questa
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Fonte : Solar Energy report 2011 MIP
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