Energia per un mondo che sta cambiando: le fonti di energia rinnovabili - Cipra
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Energia per un mondo che sta cambiando:
le fonti di energia rinnovabili
Saint Vincent – Valle d‘Aosta, IT, 21. Settembre 2007
Dott. Heinz Ossenbrink,
Capo Unita Energie Rinnovabili;
Commissione Europea, Centro Comune di Ricerca, Ispra
heinz.ossenbrink@ec.europa.eu www.re.jrc.europa.eu
DG JRC
• Il mondo di energia cambia
• Politica
• Nuovi Fonti Rinnovabili
– Biocarburanti
– Eolico
– Fotovoltaico
DG JRC
La Sfida Energetica:
• Sostenibiltà
– Crescita economica senza consumi di Risorse
naturali ?
– Riscaldamento globale
• Sicurezza di Approvvigionamento
– Ridurre la dipendenza dalle importazioni
• Crescita della Domanda fuori della UE
– 2000 milioni senza minimo di elettricità
– forte crescita in Asia e America-Sud
DG JRC
Solo Due Opzioni :
Limitazione della Domanda
• Diminuire Intensità Energetica
(TWh/PLN)
• Aumentare il Rendimento della
Produzione di Elettricità
Aumentare le Fonti (Europee)
• Opzione Nucleare
• Sviluppo e implementazione delle fonti
rinnovabili
DG JRC
Vertice UE 8/9 Marzo 2007
(Giornata della Donna)
• I Paesi Membri sono d’accordo, di
obbligarsi a raggiungere entro 2020
seguenti obiettivi:
– 20% meno CO2
– 20 % Energie Rinnovabili (2006: 6.8%)
– 10 % Bio-carburanti (2006: 2.5%)
– 20 % meno del Consumo Energetico
DG JRC
Consumo di Energia EU27 (2004)
Renew able energy
6.3%
Nuclear energy
14.6%
Crude oil and petroleum
products
37.3%
Transport Others
2.7% 2.3%
Solid fuels
Services
17.9% 25.8% Industry
41.1%
Gas
Households
23.9% 28.1%
DG JRC
Energia Rinnovabili, EU-25, 2004
Wind Solar energy
4.6% 0.7%
Geothermal energy
4.9%
Hydropow er
24.0%
Biomass and w aste
65.8%
DG JRCEfficiency of Energy Technologies
Use Techno- Lost Dated Europ. Technologies Cross
logies Cons. Today and fertilisation
Today Tomorrow
Illumi- Incandes- 96% ~1879 65 TWh CFL and LED Optoelectronics
nation cent Lamp
Stand-By Iron Trans- 80% ~1882 50 TWh HF Switchers Semiconductors
Loads former +
Rectifier
Car Drive Com- 75% ~1862 280 Mtoe Brushless DC Advanced
Train bustion Motors Materials,
Engine LiPolymers Polymer
H2 Fuel Cells Electrochemistry
Electronics
Electricity Steam 60% ~1885 218 Mtoe Wind Aerodynamics
Gene- Turbine Photovoltaics Quantum
ration Physics
Semiconductors
Thin Film
Displays
DG JRCProgress of Renewable Electricity in EU25
Yearly Renewable Electricity Production [TWh] 10000
Electricity
Electricity Efficiency
Consumption
-2% / -10% per year
35%
1000 EU25
2020
Wind EU25
100
2010 Bio-
Biomass-E EU25 Electricity
Target
10
2010 Wind
Wind World Target
EUR 25
1
PV EU25 2010
PV World Photovoltaic
Target EUR 25
0.1
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
DG JRCBio- Energia DG JRC
Bio-Energia
agriculture forestry domestic & industrial waste
wet biomass
solid biomass
manure resource
oil crops sugar & starch crops crop residues
rape, cereals, sugar beet, SRF & grasses organic waste
sunflower sorghum wood residues & waste
hydrolysis/ anaerobic conversion
esterification pyrolysis gasification combustion
fermentation fermentation technology
liquid biofuels for transport Electricity heat steam mode of use
(ethanol, FAME, DME, etc.)
cogeneration
DG JRCBiocarburanti e Elettricita
Ely power station Economics/Optimisation Suitability maps Localisation
Effect of resource density
on electricity cost
Steps:
straw density -> collection
radius -> transport distance
-> straw cost -> electricity
cost (capacity is fixed)
Our theoretical sites have
electricity price 6.9-7.3
€cents/kWh
Assumptions:
• yearly consumption 200 000 ton + 50% reserve
DG JRC • transport distance up to 50kmBiocarburanti
• Attualmente l’unica soluzione rinnovabile per il
trasporto (Etanolo, RME, etc..)
• Molti fonti diversi disponibili
• Resorse Europei sufficiente per 5..10%
• Nuove tecnologie in sviluppo
• Impatto ambientale: Certificazione globale
• Sprecco di natura in una tecnologia inefficiente
Se a Cina non solo 3% della populazione usano una
macchina, ma 15%, tutti cittadini Europei dovranno
lasciare la macchina in garage, per compensare il
impatto ambientale
DG JRCBio-Carburanti: Costi delle Tecnologie Diesel / Etanolo
50 1800
Gasoline market: 93 Mt/a 28.6%
Diesel market: 204 Mt/a 1600
Average €/t of subsituted fossil fuel
40
1400
Equivalent fossil fuel (Mt/a)
1200
14.8%
30 22.4%
22.4%
1000
25.0%
800
20 9.0%
18.2%
600
400
10
3.8% 48€/bbl
5.8% 4.9% 4.9%
200
0.5%
0 0
Conventional Max ethanol Max syn-diesel Max DME Max hydrogen Max hydrogen Gasoline
Biofuels (ICE) (FC)
Diesel fuel
Naphtha
Columns represent how much biofuel can be produced from EU resources (left axis), limited by economics
and logistics; also shown in the figure is % replacement of gasoline or diesel fuel in 2012; corresponding
average cost of substituting fossil fuel is shown in the right axis. Source: Well-to-Wheel Study, IES
DG JRCEnergia Eolica DG JRC
Produzione delle Generatori Eolici
80.000
ROW
70.000
Cumulative Installed Power [MW]
China
60.000
India
50.000 USA
40.000 Europe
g
30.000
20.000
10.000
0
1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
DG JRCGeneratori Eolici: “Top 10” della Europa
MW
20000
Installed 2006
Installed 2005
15000
Installed 2004
2003
10000
5000
0
y
ly
ce
t o ria
27
s
l
k
K
n
ga
an
nd
ar
ai
U
Ita
an
U
st
rtu
Sp
m
m
rla
fE
Au
Fr
en
er
Po
he
G
D
et
es
N
R
DG JRCDG JRC
Energia Eolica
• Italia ha resorse
limitate
DG JRCFotovoltaico DG JRC
FV: cresce sempre 43% / anno
3000
Rest of World
2500
PV Module Shipments [MWp]
United States
2000 China & Taiwan
Europe
1500 Japan
1000
500
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Note: 1000 MWp produces 1.2 TWh of electricity per year
DG JRCFotovoltaico: „Learning Curve” da `76
100
PV Module Costs [2002$/Wp]
1980
10 1990
“78% Line”: 2000
Doubling of 2006
cumulative
production reduces
costs by 22%
1
0.1 1 10 100 1000 10000 100000
Cumulative Module Production [MWp]
DG JRC45
40
35
30
25
20
15
cent/kWh
1 MW System Cost: 4 €/kWp, Interest: 2% above Inflation, optimum tilt angle, 20 yrs lifetime, PR 0.75
DG JRCIrraggiamento globale arrivando
ad un modula di 45o di inclinazione,
totale annuale in [kwh/m2]
DG JRCIrraggiamento Solare Regioni Alpi DG JRC
Risoluzione di
100 m x 100 m
DG JRCPrezzo Elettricita Fotovoltaica 2006
0.40 0.40
0.35 0.35
PV-Electricity Price [€/kWh]
0.30 0.30
Consumer Price [€/kWh]
0.25 0.25
0.20 0.20
0.15 0.15
0.10 0.10
0.05 0.05
0.00 0.00
IT CY DK MT PT NL DE ES LU FR AT HU BE SK IE SE RO EL PL SL UK BG FI CZ LT EE LV
Sort order: lowest ratio PV-cost / household price.
Parameters: 4000 €/Wp; 4% Interest; 0.5%/yr O&M; 25 yr operational life; source: DG-JRC PV-GIS
DG JRCPrezzo Elettricita Fotovoltaica fra 7 anni
0.40 0.40
0.35 0.35
PV-Electricity Price [€/kWh]
0.30 0.30
Consumer Price [€/kWh]
0.25 0.25
0.20 0.20
0.15 0.15
0.10 0.10
0.05 0.05
0.00 0.00
IT CY DK MT PT NL DE ES LU FR AT HU BE SK IE SE RO EL PL SL UK BG FI CZ LT EE LV
Sort order: lowest ratio PV-cost / Household price.
Parameters: 2000 €/Wp; 4% Interest; 0.5%/yr O&M; 30 yr operational life; Source: DG-JRC PV-GIS
DG JRCElectricity prices compared to solar radiation in Sardinia
Daily variation of the market price * the average price of daytime electricity
compared with global irradiance (produced by a PV system)
(both averaged for June 2005) * average 24-hour electricity price
Source: Šúri M., Dunlop E., Huld T., Ossenbrink H. (2005). Geographical aspects of solar electricity
generation in Europe. In: Dunlop E., Wald L., Šúri M. (eds.) Solar Resource from the Local Level to
Global Scale in Support of the Management of Renewable Electricity Generation,ova Science
DG JRC Publishers (monograph in press)Scenario di Fonti Rinnovabili per la Elettricita
Share 2020,
with Electricity
TWh Units 2006 2020 Incremento Savings
annuale
Eolico 95 856 17%/yr 35.2%
Bio- 55 209 10%/yr 8.6%
Energia
Solare 2.5 150 34%/yr 6.2%
Total 152.5 1215 15%/yr
Rinnovabili
Consumo 3040 2432 - 44TWh/yr
newRES-E 4% 50%
DG JRCNostre Risorse naturali non abbiamo
ereditato dai nostri genitori.....
...stiamo prendendo in prestito dalle
nostri bambini
DG JRC
Grazie !Nostre Risorse naturali non abbiamo
ereditato dai nostri genitori.....
...invece le stiamo prendendo in
prestito dai nostri bambini
DG JRC
Grazie !Nostre Risorse naturali non abbiamo
ereditato dai nostri genitori.....
...invece le stiamo prendendo in
prestito dai nostri bambini
DG JRC
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