VOICE (Vegetable Oil Iniziative for a Cleaner Enviroment) Analisi LCA di una Filiera Agroenergetica
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2) Il Progetto VOICE
L Italia si Ł impegnata, nell ambito del protocollo di Kyoto, a ridurre le emissioni di
gas serra del 6.5 % rispetto al 1990; invece ad oggi si registra un aumento delle
stesse pari a circa il 13 %. E chiara e forte dunque l esigenza di intervenire
immediatamente con azioni efficaci ed in grado di invertire questa tendenza, come
ad esempio gli interventi nel settore delle Fonti Rinnovabili di Energia.
Con il progetto VOICE , coordinato dal Centro di r icerca per le energie alternative
e rinnovabili (Crear) dell Universit di Firenze in collaborazione con la Provincia di
Firenze, l olio vegetale di girasole verr impiegat o tal quale, per la generazione di
energia elettrica, termica e per i trasporti. L attivit del Crear Ł stata possibile
grazie alla Provincia di Firenze, che nel corso del 2005 ha supportato l Universit
di Firenze nei suoi studi iniziali sulla materia e nelle prime prove, mettendo anche
a disposizione un trattore agricolo appositamente convertito in Germania per
l utilizzo di questo biocarburante (attualmente fornito da Aiel).
Figura 1: Trattore alimentato ad olio di girasole.
Nell ambito del progetto, l olio vegetale, materia prima normalmente impiegata per
la produzione di biodiesel, verr stavolta utilizza to tal quale: questo richieder
adattamenti tecnologici agli impianti ed ai motori.
Uno dei principali vantaggi offerti dall olio puro rispetto al biodiesel Ł quello di poter
essere prodotto ed utilizzato in loco, direttamente dagli agricoltori, che risultano
quindi i beneficiari principali del valore aggiunto finale del prodotto. L iniziativa ha
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una ricaduta positiva anche in termini di sicurezza complessiva del sistema perchØ
l’olio vegetale puro Ł un combustibile pulito e biodegradabile al 100%.
Il progetto avr una durata di poco superiore ai tr e anni; il costo complessivo del
progetto Ł pari a circa 3.4 milioni di euro, ed il contributo massimo concesso dal
programma LIFE-Ambiente Ł di circa 1.7 milioni.
Voice si occuper di studiare e dimostrare la possi bilit di utilizzare olio vegetale
puro da girasole per la generazione di energia elettrica e termica oltre che per i
trasporti. L obiettivo non sar dunque solamente qu ello di investigare le
applicazioni dell olio puro come biocombustibile destinato ai trasporti agricoli, ma
anche quello di mettere a punto sul campo sistemi per la generazione di energia
elettrica e/o termica, fornendo un preciso contributo allo sviluppo del settore delle
agroenergie. I Paesi coinvolti dal progetto sono l Italia, principale beneficiario, la
Germania ed il Portogallo.
Queste piccole filiere si sono gi affermate in div ersi Paesi europei, quali Austria e
Germania, basandosi sulla colza. In Germania, nel 2004, a fronte di 13 impianti
industriali centralizzati per la produzione di olio di colza, ve ne erano ben 261 di
tipo decentralizzato , cioŁ di piccola taglia, con una capacit produttiva
complessiva superiore a 2 mil. ton/anno. ¨ stato an che definito uno standard
specifico (DIN 51605) per l olio di colza puro (diverso da quello di girasole) e questi
combustibili sono stati resi esenti da accisa.
Figura 2: DIN 51605 per olio di Colza, vigente in Germania.
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Figura 3: Confronto tra olio di girasole,olio di colza e diesel.
In Italia ad oggi purtroppo l olio vegetale puro Ł oggetto di ridotti interventi
legislativi specifici finalizzati a favorirne la promozione come biocombustibile per
trasporti.
Figura 4: Recenti interventi legislativi specifici in Italia.
Uno degli obiettivi di VOICE sar anche quello di s timolare le autorit e gli enti
competenti in materia.
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Nei tre anni del progetto verranno coltivati numerosi ettari a girasole,
sperimentando diverse variet e tecniche colturali, al fine di ottenere una
rappresentazione significativa delle possibilit pr esenti nel territorio toscano.
Le fasi colturali e di meccanizzazione saranno analizzate per ottenere il miglior
rapporto tra costi (aspetti energetici ed emissioni serra) e benefici (combustibile
prodotto per ettaro). Verranno poi sperimentate e confrontate sia forme di
estrazione decentralizzate (a livello di azienda agricola o consorzio) che
centralizzate (in impianti agroindustriali), e analizzato il mercato del co-prodotto
(panello proteico o farina) della fase di estrazione dell olio che rappresenta un
elemento cruciale per la qualit del prodotto e per la sua compatibilit con gli
impianti. Il progetto vedr la conversione e il col laudo sia di motori diesel
cogenerativi di micro (5 kWe) e piccola (50-100 kWe) taglia, che di microturbine e
micro-motori Stirling. Sar infine verificata anche la possibilit di generare calore
per alimentare serre o scuole tramite la conversione e il collaudo di un certo
numero di impianti. Grazie anche alla collaborazione con CIA-Toscana, in questa
fase iniziale il biocombustibile per le prove Ł stato fornito dall AIEL (Ass. Italiana
Energie Agroforestali), che lo sta attualmente producendo in un impianto di
estrazione a freddo dedicato.
Attraverso il CREAR, l Universit di Firenze mette a disposizione del progetto le
sue competenze nei settori delle tecnologie (DE), agronomico (DISAT), meccanico
agrario (DIAF) ed economico (DEART). Partner del progetto, oltre a CREAR,
Provincia di Firenze e ISES Italia, sono ARSIA, CIA-Toscana, Coldiretti, SHAP,
Italcol, BAUM Group, VWP, IFEU e la Universidade Nova del Lisboa.
Alla sperimentazione attuale stanno collaborando anche le aziende agricole:
- Mondeggi, dove sar realizzata la sede del proget to e installato il sistema di
estrazione a freddo e la microturbina;
- Buonamici;
- l Istituto Tecnico Agrario;
- Le ditte Bibbiani, relativamente al trattore;
- MECOIL per le analisi sui lubrificanti.
In Europa si utilizza per i trasporti circa il 30% dell energia prodotta e di questa ben
l 89% deriva dai combustibili fossili.
E evidente quindi la necessit di trovare soluzion i alternative.
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L olio vegetale puro, insieme con biodiesel, etanolo e derivati, fanno parte dei
biocombustibili liquidi di prima generazione. Al momento sono allo studio
biocarburanti di seconde generazione che saranno protagonisti dello scenario
futuro e che avranno maggiori potenzialit di quell i attuali.
Per adesso Ł comunque importante sviluppare le risorse non ancora sfruttate in
modo efficiente, come appunto l olio vegetale puro. Si tratta di un prodotto che
viene anche utilizzato per ricavare il biodiesel ma che, per essere utilizzato tal
quale, ovvero senza i processi di esterificazione e raffinazione, necessita di
modifiche agli impianti che lo utilizzano.
La filiera dell olio vegetale puro Ł costituita dalla fase di campo, che consiste nella
coltivazione del girasole, dalla fase di estrazione e pulitura dell olio e dalla fase di
utilizzo per l autotrazione, per la generazione di energia elettrica o per la
cogenerazione.
Gli obbiettivi del progetto VOICE sono per di piø ampio respiro e prevedono di:
Promuovere l utilizzo dei biocarburanti e la riduzione delle emissioni;
Stimolare lo sviluppo delle filiere corte;
Favorire lo sviluppo della aree rurali del Mediterraneo;
Promuovere politiche di sviluppo per il settore delle agroenergie.
E giusto sottolineare che l olio vegetale puro non si pone come una soluzione alla
questione energetica ma rappresenta un importante innovazione per permettere lo
sviluppo e la competitivit di un settore, come que llo agricolo, in cui l autoconsumo
e la biocompatibilit sono fattori cruciali.
La realt rurale della nostra regione Ł un modello ottimale per sperimentare la
fattibilit e l efficienza dell utilizzo dell olio vegetale puro in quanto, Ł culturalmente
pronta a valorizzare i concetti di parsimonia e autoconsumo, qualit che gi la
caratterizzano.
La comunit rurale inoltre Ł, per sua natura, consa pevole e attenta alle tematiche
ambientali.
Le cosiderazioni di cui sopra evidenziano chiaramente che il benessere del mondo
agricolo Ł una finalit principale del progetto VOI CE. Lo scopo Ł quello di ottenere
una ricchezza, tramite la produzione di energia, che possa restare o tornare al
mondo agricolo.
La filiera corta, caratteristica dei biocombustibili liquidi come l olio vegetale puro,
ha infatti la caratteristica di rendere il produttore beneficiario del valore aggiunto.
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A proposito della possibilit di conferire ricchezz a al mondo agricolo un aspetto
importante Ł quello dello sfruttamento dei sottoprodotti: dal girasole si pu
ricavare anche un pannello proteico per l alimentazione animale che rappresenta
un prodotto fondamentale per la zootecnia. Questo aspetto rende la filiera ancora
piø efficiente e rappresenta un ulteriore incentivo economico alla sua
concretizzazione in quanto il panello ha un valore di mercato di circa 100-120 /t.
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3) L Energia da fonti rinnovabili
3.1) Quadro normativo comunitario
Negli ultimi decenni la programmazione per l approvvigionamento energetico ha
evidenziato tendenze contraddittorie. Nonostante il ripetuto palesarsi degli effetti
inquinanti e della prospettata esauribilit dei com bustibili di origine fossile, l attuale
modello di sviluppo predominante si caratterizza per l uso indiscriminato di queste
risorse, instaurando rapporti di dipendenza determinati dalla inevitabile
importazione di energia necessaria per soddisfare il consumo interno della
maggior parte dei Paesi industrializzati. Solo in tempi recenti si Ł assistito a
importati cambiamenti nelle politiche nazionali e internazionali, che hanno accolto
la necessit di diffondere e ottimizzare l uso dell e fonti rinnovabili, anche attraverso
un piø razionale utilizzo delle risorse locali.
A partire dai primi anni novanta, sia sul piano della ricerca che sul piano politico, si
Ł registrato un crescente interesse verso le cosiddette new crops (colture
alternative) e a questo cambiamento di indirizzo a livello comunitario ha
sicuramente contribuito anche l esigenza di contenere le eccedenze alimentari
(determinatesi a seguito di una politica prevalentemente orientata alla produzione)
e l urgenza di garantire sul piano ambientale pratiche ecologicamente piø
rispettose.
I processi decisionali in campo politico, economico e sociale hanno cos iniziato a
perseguire obiettivi comuni volti alla diversificazione degli assetti produttivi
agroforestali convenzionali e alla definizione di nuovi modelli di sviluppo dei
territori agricoli; al tempo stesso hanno preso avvio attivit di ricerca applicate alle
filiere no-food. Nel corso dell ultimo decennio si Ł comunque sempre piø
consolidata una visione multifunzionale dell agricoltura, manifestata attraverso:
la conservazione di pratiche atte a tutelare il paesaggio rurale e a mantenere le
sistemazioni idraulico-agrarie, anche in territori predisposti a fenomeni di
arginalizzazione;
la conversione verso modelli colturali a basso input, per l adozione di metodi
colturali integrati e biologici, ma anche grazie a orientamenti produttivi meno
chimicizzati per la rusticit e per l adattabilit delle specie;
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produzioni con finalit non alimentari che permettono di derivare materie prime a
sostituzione dei prodotti di sintesi e l utilizzazione a tali fini dei sottoprodotti
colturali e agroindustriali.
Le colture energetiche giocano dunque, o possono giocare, un ruolo strategico di
particolare rilievo nelle attuali politiche agricole, anche alla luce del fatto che le
traiettorie di sviluppo da esse derivabili rappresentano una possibile alternativa
alle produzioni agricole alimentari, per le quali sono prevedibili a breve situazioni
assai complesse sul piano della competitivit econo mica, soprattutto a causa
dell allargamento dei mercati e di una prevedibile minore protezione delle
produzioni comunitarie. Considerazioni, queste, che naturalmente non possono
prescindere dalla necessit di garantire nel lungo periodo uno sviluppo compatibile
anche sul piano ambientale. Da questo punto di vista le colture energetiche
rappresentano una valida opportunit , soprattutto s e inserite in una gestione
ottimizzata delle risorse a livello territoriale non disgiunta dall individuazione di
opportuni criteri di sostenibilit del processo pro duttivo.
Le colture da energia rispondono, infatti, sia a istanze di natura ambientale, in
quanto fonti rinnovabili, sia a istanze di natura socioeconomica, in quanto possono
contribuire a un equilibrato sviluppo dei territori rurali; in particolare:
1) rappresentano una fonte di reddito aggiuntiva a quello tradizionalmente
derivante dall attivit agroforestale;
2) contengono i processi di abbandono delle aree meno competitive, in termini di
qualit e quantit , per le produzioni convenzionali ;
3) rendendo disponibile una fonte energetica alternativa a beneficio dell intera
societ , meno dipendente dai prodotti di origine fo ssile;
4) si inseriscono in una piø razionale gestione dello spazio rurale con potenziali
effetti positivi sul piano paesaggistico e sulla salvaguardia della flora e fauna
selvatica per l utilizzo di pratiche colturali meno intensive.
La diffusione delle colture da biomassa, infine, ha recentemente trovato un
ulteriore credibile incentivo nell evoluzione tecnologica che ha reso possibili
opzioni un tempo improponibili per le diverse fasi della filiera bioenergetica.
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3.2) Il ruolo delle fonti rinnovabili nella produzione energetica
Gli effetti derivanti dall utilizzo di combustibili di origine fossile si stanno
manifestando in modo sempre piø tangibile e visibile: l effetto serra, determinato
dall aumento della concentrazione di anidride carbonica nell atmosfera, e le piogge
acide stanno gravemente danneggiando migliaia di ettari di foreste boreali;
l inquinamento dell aria causato dai gas di scarico (CO, SOx, NOx, benzene) degli
autoveicoli e degli impianti di riscaldamento rappresentano nel nostro quotidiano
una costante minaccia alla salute pubblica.
A livello nazionale, nel 2001 i processi energetici hanno contribuito per l 83,5% alle
emissioni complessive di gas-serra, per il 91,8% a quelle di anidride solforosa e
per il 98,6% a quelle di ossidi di azoto.
In questo contesto, la Conferenza di Kyoto del 1997 ha contribuito a rafforzare o
istituire politiche nazionali di riduzione delle emissioni attraverso il miglioramento
dell efficienza energetica, lo sviluppo di fonti rinnovabili (ad esempio, la
promozione dell utilizzo a fini energetici delle biomasse), la diffusione di modelli
agricoli piø sostenibili (promuovendo misure di rimboschimento, la riduzione
dell impiego di fertilizzanti, il mantenimento della sostanza organica ecc.).
A livello comunitario, una prima tappa verso l elaborazione di una strategia a
favore dell energia rinnovabile era stata compiuta dalla Commissione Europea con
l adozione, alla fine del 1996, del Libro Verde Energia per il futuro: le fonti
energetiche rinnovabili , comunicazione che ha suscitato molte reazioni e un vasto
dibattito pubblico incentrato sul tipo e sulla natura delle misure prioritarie da
prendere. I numerosi contributi ricevuti hanno concorso alla stesura del Libro
bianco per una strategia e un piano di azione della Comunit (1997). Tale Piano
ha rappresentato un contributo di particolare interesse, sia perchØ ha introdotto
criteri di programmazione di lungo periodo nel settore energetico, sia perchØ ha
indotto tutti i Paesi Membri a riflettere sulle proprie politiche confrontandosi sulla
base di obiettivi comuni. Nella definizione di uno scenario potenzialmente
realistico, con il Libro Bianco l Unione Europea si Ł proposta di conseguire un
approvvigionamento dell energia primaria derivato almeno per il 12% da fonti
rinnovabili entro il 2010-12. L obiettivo Ł stato poi confermato da una risoluzione
del Consiglio Europeo del 1998 e dal Libro Verde sulla sicurezza
dell approvvigionamento energetico del 2000, che ha affrontato anche il tema della
dipendenza energetica dei Paesi Membri, sottolineando come tale dipendenza sia
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in aumento e indicando i rischi economici, sociali, ecologici e fisici che ci
comporta.
Figura 5: Dipendenza energetica dei Paesi dell unione Europea.
La dipendenza energetica media europea Ł prossima al 54% e solamente in
Irlanda, Lussemburgo e Portogallo Ł stato registrato un grado di dipendenza
superiore a quello dell Italia.
Piø recentemente, in occasione della presentazione del documento Un progetto
per la nuova Europa - obiettivi strategici 2000-2005, la Commissione ha richiamato
il ruolo dell energia come fattore essenziale per la competitivit e lo sviluppo
sostenibile dell Europa: il potenziale di sfruttamento delle fonti energetiche
rinnovabili Ł attualmente sotto utilizzato nell Unione Europea. Quest ultima
riconosce la necessit di promuovere in via priorit aria le fonti energetiche
rinnovabili, poichØ queste contribuiscono alla protezione dell ambiente e allo
sviluppo sostenibile; esse possono inoltre creare occupazione locale, avere un
impatto positivo sulla coesione sociale, contribuire alla sicurezza degli
approvvigionamenti e permettere di conseguire piø rapidamente gli obiettivi di
Kyoto .
L impegno della Commissione in materia Ł desumibile anche dai numerosi
strumenti legislativi, gi attuativi o in fase di a ttuazione, che si sono susseguiti dal
2000 fino a oggi, come evidenziato in figura 6.
.
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Figura 6: Recenti misure legislative relative al settore energetico nell Unione Europea.
Tra gli strumenti legislativi che hanno trovato una piø decisa applicazione, la
Direttiva 2001/77/EC2 sta concorrendo in modo concreto non solo alla promozione
delle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica, chiamando ogni Stato
membro a fissare un proprio obiettivo di produzione di energia elettrica derivata da
fonti energetiche rinnovabili, ma anche al rispetto delle modalit di adempimento di
tali obiettivi, monitorate attraverso un attivit d i reporting cos come previsto
dall art. 3 della stessa Direttiva, anche con riferimento agli Stati membri (EU-10)
entrati a far parte dell Unione Europea con il recente processo di allargamento.
Con il decreto legislativo 387/03 l Italia ha recepito la Direttiva, gettando le basi per
la creazione di strumenti normativi che puntino anche alla biomassa come fonte
indispensabile per raggiungere gli obiettivi di sviluppo dell energia da fonti
rinnovabili. Tali obiettivi sono stati sostenuti indirettamente anche da misure
legislative (art. 11 del D.lg. 79/99) che si proponevano il superamento del criterio di
incentivazione tariffaria, noto come CIP 6/92, con l introduzione di titoli commerciali
grazie ai quali passare a un meccanismo di mercato competitivo basato su titoli
ambientali negoziabili : i Certificati Verdi. I Certificati sono emessi dal Gestore
della rete di trasmissione nazionale (GRTN) e concessi ai produttori di energia da
fonti rinnovabili dopo aver superato una precisa istruttoria. Gli impianti che hanno
ottenuto la qualificazione dal GRTN possono vendere i propri certificati, la cui
validit Ł attualmente di 8 anni, a un prezzo che v aria con il mercato a seconda
delle aste e che si attesta generalmente su 7,5-8 centesimi di Euro per kWh
(Cesaretti, 2004).
A complemento dei Certificati Verdi, rilasciati per produzioni da fonti rinnovabili
superiori a 100 MWh, si sono diffusi i certificati RECS (Renewable Energy
Certificate System) che rappresentano una forma alternativa di incentivazione per
una taglia minima pari a 1 MWh e si basano su un sistema di certificazione
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condiviso a livello internazionale, utilizzabile per quegli impianti esclusi dal decreto
del 1999.
Nella categoria dei titoli commerciali di questo genere rientrano anche i Certificati
Bianchi il cui scopo Ł quello di attestare l efficienza energetica (come previsto dal
Decreto Ministeriale del 24 aprile 2001) favorendo la diffusione di elettrotecnologie
che garantiscano un risparmio energetico.
Figura 7: Certificati verdi e Certificati bianchi.
In aggiunta a quanto gi descritto, si ricorda che il 13 ottobre 2003 il Consiglio e il
Parlamento europeo hanno approvato la direttiva (2003/87/CE) che istituisce un
sistema di scambio delle quote di emissione dei gas a effetto serra all interno
dell Unione Europea. L avvio del sistema di scambio, fissato per il primo gennaio
2005, inevitabilmente influir sulle scelte energet iche del settore industriale. Infatti,
lo scambio dei diritti di emissione Ł un regime che assegna quote alle imprese per
le emissioni di gas a effetto serra, in funzione degli obiettivi dei rispettivi governi in
materia di ambiente.
¨ in apparenza un sistema sufficientemente semplice : consente alle singole
imprese di avere un tasso di emissioni superiore alla quota loro assegnata, a
condizione di acquistare le quote da altre imprese caratterizzate da un tasso di
emissione inferiore rispetto alla propria quota assegnata. Tale regime si propone di
controllare gli effetti sull ambiente e di favorire al contempo lo sviluppo di nuove
tecnologie da parte delle imprese che vogliono trarre profitto dalla rivendita dei
diritti di emissioni.
In linea con il quadro legislativo sommariamente delineato, l Unione Europea si Ł
impegnata a finanziare iniziative specifiche nell ambito sia del Programma
Energia intelligente Europa (2003-2006) , proseg uendo l esperienza dei
programmi SAVE e ALTENER che hanno supportato iniziative nel campo
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dell efficienza energetica e dell energia rinnovabile dai primi anni novanta, sia
nell ambito del VI Programma Quadro di azione comunitaria di ricerca, sviluppo
tecnologico e dimostrazione (2002-2006) .
Figura 8: Programma Energia intelligente .
Figura 9: VI Programma Quadro: temi di intervento.
Il riconoscimento di un ruolo chiave al settore energetico Ł dimostrato anche dalla
predisposizione da parte dell Agenzia Europea sull Ambiente, di indicatori
finalizzati a fornire al mondo politico le informazioni necessarie per valutare il
grado di efficacia dell integrazione delle problematiche e delle politiche ambientali
in quelle del settore energetico: L energia Ł fondamentale per lo sviluppo
economico e sociale, in quanto garantisce benessere e mobilit ed Ł essenziale
per la maggior parte della produzione di ricchezza nei settori industriale e
commerciale. La produzione e il consumo di energia esercitano tuttavia pressioni
considerevoli sull ambiente contribuendo ai cambiamenti climatici, danneggiando
gli ecosistemi naturali, inquinando le aree edificate e nuocendo alla salute umana.
La politica energetica dell Unione Europea rispecchia questi temi rilevanti e si
propone tre obiettivi principali: sicurezza dell approvvigionamento, competitivit e
protezione dell ambiente .
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Nonostante gli interventi sul piano politico e i relativi programmi di azione, a oggi
l economia europea divora un quantitativo sempre maggiore di energia,
rappresentata per i 4/5 da combustibili fossili (petrolio, carbone e gas naturale) di
cui circa i 2/3 sono importati. Come in precedenza accennato, l offerta comunitaria
di energia copre appena la met del proprio fabbiso gno; in assenza di interventi
entro il 2030, il ruolo dei combustibili fossili si accentuer e le importazioni
potrebbero rappresentare il 70% del fabbisogno comunitario (e arrivare fino al 90%
per il petrolio).
3.3) La produzione energetica da fonti rinnovabili: la situazione a livello
mondiale ed europeo
A livello mondiale, con riferimento ai dati 2001, l offerta di energia primaria
ammonta a 10038 Mtep, di cui il 35% fornita da petrolio, il 23% da carbone, il 21%
da gas naturale, il 13,5% da fonti energetiche rinnovabili (FER), il 7% da nucleare.
Complessivamente nel periodo 1990-2001, la produzione di energia da fonti
rinnovabili Ł cresciuta a un tasso annuo dell 1,7%, leggermente superiore a quello
dell offerta di energia primaria (1,4%) [IEA, 2003].
Figura 10: Ripartizione dell utilizzo di fonti energetiche a livello mondiale.
Figura 11: Tasso di crescita medio annuo di energia prodotta da fonti rinnovabili (1990-2001)
a livello mondiale Fonte: IEA, 2003
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