SIDERA 30
La cogenerazione con celle a
combustibile
Alberto Zerbinato
Alta tecnologia del calore
1
SIDERA 30
Il problema dell’energia c’è da sempre
2
2
SIDERA 30
Consumo energetico e sviluppo socio
economico
1.
Fattore geoclimatico
2.
Fattori tecnologico
3.
Fattore demografico
3
3
SIDERA 30
Prospettive future
18000
Mtoe
15000
12000
9000
6000
3000
0
1980
1990
Coal, lignite
Prim. Electricity
2000
2010
Oil
Wood and wastes
2020
2030
Natural gas
4
4
SIDERA 30
Conseguenze:
incremento delle sostanze inquinanti
10000
9000
8000
Mt of CO2
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
1990
2000
European Union
USA
India
Japan
2010
2020
2030
EU & Accession Countries
Brazil
China
5
5
SIDERA 30
GAS NATURALE:
Andamento della produzione nazionale dal 1950
6
La produzione nazionale ha registrato l’ennesima riduzione,
scendendo nel 2007 sotto la soglia dei 10 G(m3). Come
previsto
dal Ministero dello sviluppo economico, nel 2007 la
produzione
si è fermata infatti a 9.706 M(m3), diminuendo di ulteriori
11,7 punti percentuali rispetto al 2006. La quota della
produzione nazionale sul totale dei consumi si è quindi
ulteriormente
ridotta al 12,5%, dal 14% dello scorso anno
6
SIDERA 30
GAS NATURALE:
Immissioni in rete nel 2006 e nel 2007 M(m3)
7
Nonostante la riduzione delle quantità importate rispetto al
2006, la dipendenza dell’Italia dalle importazioni resta
sensibilmente elevata. Secondo i dati preconsuntivi del
Ministero dello sviluppo economico, nel 2007 sono stati
importati 73.882 M(m3), il 4,1% di gas in meno rispetto al
2006, complessivamente l’87% del gas immesso in rete.
Le principali fonti di approvvigionamento via gasdotto,
entrambe extracomunitarie, sono la Russia e l’Algeria.
7
SIDERA 30
GAS NATURALE:
usi finali nel 2007
valori in Mm3
Fonte: Enerdata
8
Come si evince dall’immagine riportata quasi la metà del gas
naturale distribuito è utilizzato per utilizzi domestici.
Di fatto è impiegato in caldaie che lo trasformano in acqua
calda per il riscaldamento delle abitazioni.
La domanda che sorge è: è ben utilizzato? E’ la migliore
delle trasformazioni possibili e lo rimarrà nel tempo?
8
SIDERA 30
Oggi è sempre più sentita la necessità
di cercare nuove alternative. Perché?
1. Aumentare il fabbisogno
2. Diminuire i consumi
3. Diminuire le immissioni inquinanti
4. Non dipendere dal petrolio ed i suoi
derivati
9
“Aumentare” difficilmente va d’accordo con “diminuire”
9
SIDERA 30
EVOLUZIONE NORMATIVA
NEGLI ULTIMI DIECI ANNI
10
Cos’è cambiato nelle regole, nelle leggi?
Perché le normative europee cambiano le regole?
In una parola la LIBERALIZZAZIONE della vendita
dell’energia
10
SIDERA 30
Scenario internazionale
politiche di efficienza energetica
Le Direttive europee 96/92/CE e 98/30/CE
sanciscono la liberalizzazione dei mercati
rispettivamente dell’energia elettrica e del
gas.
11
L’intento è di introdurre quegli elementi di concorrenza in
grado di togliere ai governi gli strumenti monopolistici spesso
usati in modo coercitivo.
La speranza è quella di abbassare i costi della politica
energetica cedendo agli strumenti più propriamente “di
mercato” il compito di ottimizzare l’efficacia e la
remunerazione degli investimenti
11
SIDERA 30
Liberalizzazione dei mercati energetici
nuove normative
•
•
•
D.Lgs. 79/99 “Bersani” recepisce la
96/92/CE
D.Lgs. 164/00 “Letta” recepisce la
98/30/CE
Decreto legislativo 16 marzo 1999, n.
79 - Attuazione della direttiva
96/92/CE recante norme comuni per il
mercato interno dell'energia elettrica.
12
Bersani: liberalizzazione energia elettrica; introduzione di
obiettivi di risparmio energetico
Letta: liberalizzazione del mercato Italiano del gas;
introduzione di obiettivi di risparmio
Decreto legislativo 16 marzo 1999
Art 3, comma 3: “…. L'Autorita' prevede, inoltre, l'obbligo di
utilizzazione prioritaria dell'energia elettrica prodotta a mezzo
di fonti energetiche rinnovabili e di quella prodotta mediante
cogenerazione”
Art 4, comma4:”…. garantire la diversificazione delle fonti
energetiche, anche con la utilizzazione delle energie
rinnovabili e dell'energia prodotta mediante cogenerazione.
12
SIDERA 30
Liberalizzazione dei mercati energetici
nuove normative
•
Legge 239/04 “Marzano” - Riordino
del settore energetico, nonché delega
al governo per il riassetto delle
disposizioni vigenti in materia di
energia
13
13
SIDERA 30
Liberalizzazione dei mercati energetici
nuove normative
•
Recepimento delle nuove direttive europee
art. 15 e 16 della legge (delega) n.62 del
18 apr. 2005 – Disposizioni per
l’adempimento di obblighi derivanti
dall’appartenenza dell’Italia alle Comunità
europee. Legge comunitaria 2004 che
impongono al governo italiano di recepire
entro maggio 2006 le Direttive europee (54
e 55 del 2003).
14
Gli argomenti cardine sono:
apertura del mercato a tutti i clienti
promozione della concorrenzialità nel mercato
monitoraggio del funzionamento della borsa elettrica
sviluppo del mercato delle rinnovabili
definizione della durata delle concessioni e sicurezza
approvvigionamenti
Promozione della penetrazione delle imprese nazionali
sul mercato europeo
14
SIDERA 30
Liberalizzazione dei mercati energetici
nuove normative
•
•
•
Direttiva 2004/8/Ce - Promozione della
cogenerazione basata su una domanda di
calore utile nel mercato interno
dell'energia.
30.10.2006 viene pubblicato lo schema del
Decreto legislativo sulla promozione della
cogenerazione ad alto rendimento
Legge 08.02.2007 n°20 in attuazione della
direttiva 2004/8/CE sulla promozione della
cogenerazione basata su una domanda di
calore utile nel mercato interno dell’energia
15
Direttiva 2004/8/CE
La presente direttiva intende accrescere l'efficienza
energetica e migliorare la sicurezza
dell'approvvigionamento creando un quadro per la
promozione e lo sviluppo della cogenerazione ad alto
rendimento di calore ed energia, basata sulla domanda
di calore utile e sul risparmio di energia primaria, nel
mercato interno, tenendo conto delle specifiche
situazioni nazionali, in particolare riguardo alle
condizioni climatiche e alle condizioni economiche.
Promozione della cogenerazione
Chi la sceglie avrà benefici sia in termini di
semplificazioni, sia in termini di una assegnazione più
vantaggiosa di titoli che attestano il risparmio
energetico, i cosiddetti certificati bianchi.
15
SIDERA 30
Liberalizzazione dei mercati energetici
nuove normative
DIRETTIVA 2006/32/CE
DEL PARLAMENTO EUROPEO E
DEL CONSIGLIO
del 5 aprile 2006
concernente l'efficienza degli usi finali
dell'energia e i servizi energetici e
recante abrogazione
della direttiva 93/76/CEE
16
Gli Stati membri adottano e mirano a conseguire un obiettivo
nazionale indicativo globale di risparmio energetico, pari al 9
% per il nono anno di applicazione della presente direttiva da
conseguire tramite servizi energetici e ad altre di
miglioramento dell'efficienza energetica. Gli Stati membri
adottano misure efficaci sotto il profilo costi-benefici,
praticabili e ragionevoli, intese a contribuire al
conseguimento di detto obiettivo. Da recepire entro il 17
maggio 2008.
16
SIDERA 30
Normativa correlata alle applicazioni di
micro e piccola cogenerazione
• 2007 Approvazione delle procedure per la
qualificazione di impianti a fonti rinnovabili e
di impianti a idrogeno, celle a combustibile e
di cogenerazione abbinata al
teleriscaldamento ai fini del rilascio dei
certificati verdi (Decreto del Ministro dello Sviluppo
Economico di concerto col Ministro dell’Ambiente e della Tutela
del Territorio e del Mare del 21/12/2007)
• Scambio sul posto per cogenerazione sotto i
200kW di potenza elettrica (Delibera ARG/elt 74/08)
17
Scambio sul posto
Precedentemente lo scambio sul posto era possibile solo
fino a 20 kW; per potenze superiori era necessario essere
Officina Elettrica
Con questa delibera vengono agevolati tutti i gestori che
intendono installare piccoli cogeneratori
17
SIDERA 30
Normativa correlata alle applicazioni di
micro e piccola cogenerazione
IL D.LGS. N. 115/2008 DI
ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA
2006/32/CE EFFICIENZA NEGLI
USI FINALI DELL’ENERGIA
Art 1, lettera t: Sistema efficiente di
utenza (SEU)
18
E’ il sistema in cui un impianto di produzione di energia
elettrica, con potenza non superiore a 10 MWe e
complessivamente installata sullo stesso sito, alimentato da
fonti rinnovabili o in assetto cogenerativo ad alto rendimento,
anche nella titolarità di un soggetto diverso dal cliente finale,
è direttamente connesso, per il tramite di un collegamento
privato, all’impianto per il consumo di un solo cliente finale
ed è realizzato all’interno dell’area di proprietà o nella piena
disponibilità del medesimo cliente.
18
SIDERA 30
Normativa correlata alle applicazioni di
micro e piccola cogenerazione
Schema del 22 02 08, ora sostituito da D.LGS. N. 115/2008 DI
ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA 2006/32/CE EFFICIENZA NEGLI
USI FINALI DELL’ENERGIA
Lo schema prevedeva nel CAPO 3, art 10 il comma 1 qui di seguito
riportato
19
Questo elemento perduto nella versione finale del decreto
avrebbe aperto finalmente la strada alla generazione
distribuita nelle strutture condominiali.
Ora rimane nel DLgs 115 la sola definizione di Sistema
efficiente di utenza (SEU) di non facile interpretazione.
19
SIDERA 30
Normativa correlata alle applicazioni di
micro e piccola cogenerazione
atto del senato n.1195 approvato il
14 maggio 2009 in materia di
sviluppo e internazionalizzazione
delle imprese
• ART 62: Misure per la sicurezza e
potenziamento settore energetico:
• ART 30 misure per l'efficienza nel settore
energetico
20
Articolo 62
Comma 4: comuni fino a 20.000 residenti : possono usufruire dello scambio sul posto fino a
200kW per energia autoprodotta a copertura dei propri fabbisogni, senza obbligo di coincidenza
tra contatore di immissione e contatore di prelievo.
comma 9: piano straordinario per l'efficienza ed il risparmio energetico entro 31/12/2009
d) incentivi per esco e tutta filiera del risparmio energetico e)incentivazione per
microcogenerazione e piccola cogenerazione
f) sviluppo del meccanismo dei certificati bianchi e verdi g)semplificazione amministrativa per
generazione distribuita!!!
i) misure per piccole e medie imprese per incentivare autoproduzione elettrica all'efficienza
elettrica ed all'adozione di sistemi di cogenerazione
comma 18 per micro e piccola cogenerazione servirà solo una dia (semplificazione
amministrativa)
comma 19: scambio sul posto per aree comunali: i comuni possono destinare aree disponibili per
realizzare impiantii per l'erogazione dell'energia in conto energia e scambio sul posto
(cogenerazione e
fotovoltaico) dell'energia elettrica prodotta. da cedere ai privati cittadini che vogliono usufruire
degli incentivi di conto energia e sottoscrivere contratti di scambio energetico con gestore rete.
comma 20: condomini per interventi volti al contenimento dei consumi energetici. serve la
maggioranza semplice dei presenti in assemblea
Articolo 30
comma 11: sostegno della cogenerazione:
regime di sostegno per la cogenerazione ad alto rendimento per un periodo non inferiore a 10
anni decreto da emanare entro 6 mesi da 14 maggio 2009.
comma 12: prolungamento della finestra temporale per ottenimento certificati verdi con
teleriscaldamento mediante cogenerazione ad alta efficienza fino al 2009
comma 16: per la microcogenrazione ad alto rendimento sono stabilite semplificazioni fiscali per
accise
20
SIDERA 30
Possibili soluzioni
1
Fonti rinnovabili
2
Celle a combustibile
3
Nucleare
4
Cicli combinati
5
Cogenerazione
21
21
SIDERA 30
PRESENTAZIONE
TECNICA DI SIDERA 30
22
22
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Impianti a celle a combustibile
Ossigeno
Gas
esausti
Dipende dalla tipologia
di cella
Reforming
Combustibile
Convertitore
elettronico di
potenza
Fuel cell
Combustibile
(H2)
Calore
Corrente
continua
Calore
Corrente
alternata
Acqua
23
Tre sezioni principali:
Sezione di trattamento del combustibile
Sezione elettrochimica
Sistema di condizionamento della potenza elettrica
23
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Il bruciatore catalitico, senza
presenza di fiamma, è
alimentato inizialmente a
metano.
24
La sue funzioni principali sono:
Innalzamento della temperatura del reformer per l’attivazione
delle reazioni catalitiche;
Produzione di vapore da iniettare nel processo assieme al
metano
Combustione del residuo anodico (idrogeno superfluo)
24
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Iniezione di H2O per la produzione
di vapore da miscelare con il
combustibile
Steam reforming catalitico
La reazione chimica endotermica è:
CH4 + H2O Î 3H2 + CO
Desolforazione
25
Desolforazione
Il gas viene fatto passare attraverso un filtro al fine di togliere
i composti dello zolfo (i mercaptani aggiunti al gas metano
allo scopo di odorizzarlo) Questi composti sono pericolosi
per la vita della membrana
Reazione di steam reforming
Una portata di gas e una di vapor acqueo passano
attraverso un letto di catalizzatore, mantenuto ad elevata
temperatura (650 – 800°C) grazie all’apporto di calore
ottenuto da recupero termico o da combustione.
Il gas così trattato contiene idrogeno al 50 – 60%.
25
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Primo scambio termico
WATER GAS SHIFT
CO + H2O Î CO2 + H2
2-5% CO
Secondo scambio termico
Ossidazione selettiva (PrOx)
CO + 0.5 O2 Î CO2
Ultimo raffreddamento dell’idrogeno
26
Primo scambiatore di calore
I gas attraversano il primo scambiatore e vengono raffreddati da una temperatura
di circa 700 / 800° C ad una temperatura al di sotto dei 400°C.
Reazione di Water gas shift
consiste nel far migrare, attraverso opportuni catalizzatori, un atomo di ossigeno
dalla molecola dell’acqua a quella del CO, nel contempo, ottenendo una molecola
di idrogeno. Spostamento ad alta temperatura (250 – 400°C)
Secondo scambiatore di calore
I gas attraversano il secondo scambiatore e vengono raffreddati da una
temperatura di circa 400° C ad una temperatura al di sotto dei 200°C
Condizionamento finale nel fuel processor PrOx
Il processo consiste nel far passare il gas trattato attraverso un catalizzatore
selettivo, singolo o multistadio, a temperature dell’ordine dei 90 – 200°C.
Il gas che si ottiene ha un contenuto di CO da 2 a 50 ppm, adatto ad alimentare le
celle PEM
Ultimo raffreddamento dell’idrogeno prima di essere incanalato verso le celle a
combustibile
26
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
27
Il fuel processor alimenta 4 stack di celle a combustibile
La portata di alimentazione è superiore a quella strettamente necessaria e quindi
genera un eccesso anodico che verrà inviato al bruciatore
Il processo è a flusso continuo evitando problematiche di stoccaggio del gas
27
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
28
La reazione nella cella consiste nella rottura del legame della
molecola dell’idrogeno attraverso una reazione catalitica in
presenza di platino.
La rottura del legame libera un elettrone che produce una
corrente nel circuito anodo-catodo
La membrana, permeabile all’idrogeno protonico, si lascia
attraversare dall’idrogeno che nel lato del catodo incontra
l’aria e si ossida formando acqua.
La reazione avviene a temperatura ambiente ed è
esotermica.
L’acqua per raffreddare la cella si porta ad una temperatura
media di 70/80 °C.
28
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Una cella a combustibile è definita come un dispositivo
elettrochimico in grado di convertire in maniera continua energia
chimica in energia elettrica: come una batteria, un semplice
apparato galvanico, una fuel cell produce energia elettrica, ma
diversamente da essa i reagenti vengono continuamente riforniti
ed i prodotti continuamente rimossi, così che la fuel cell non
immagazzina energia ma la eroga in continuo.
Già nel 1839 Sir William Grove dimostrò per primo la fattibilità di
un dispositivo, seppur rudimentale, basato su una fuel cell ad
idrogeno; circa un secolo dopo, nel 1932, Francis Bacon
produsse con successo un simile dispositivo nell’ambito del
primo grande progetto sulle FC. Successivamente, negli anni
’60, tale tecnologia venne applicata nei programmi spaziali
Gemini ed Apollo.
29
29
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
La conducibilità protonica del Nafion è in stretta correlazione con il
suo stato idrato: in condizioni di limitata idratazione il materiale si
presenta come scarso conduttore ionico e la sua conduttività
aumenta bruscamente con il contenuto d’acqua. Il fenomeno è
dovuto alla particolare struttura del materiale: gli ioni SO3- sono
connessi permanentemente alla catena e non possono muoversi,
quando la membrana viene idratata gli stessi legano le molecole
d’acqua. Gli ioni idrogeno H+ possono quindi acquisire mobilità
legandosi a loro volta alle molecole acquose presenti, tramite
legami idrogeno, e muovendosi tra i siti solfonici all’interno della
membrana. Grazie a questo meccanismo la membrana
elettrolitica, se opportunamente idratata, è un eccellente
conduttore di ioni idrogeno, e proprio per questo i gas reagenti
vengono umidificati prima di essere introdotti nella cella.
30
30
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
31
La struttura atomica del Nafion assomiglia a quella del teflon,
anche dal punto di vista fisico.
La caratteristica particolare del “trasporto” dell’idrogeno è
permessa dai legami “solfonici” della molecola.
31
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Configurazione degli elettrodi
Gli elettrodi o layers catalizzatori sono strutture 3d
complesse, composte da materiali differenti assemblati in
un mix eterogeneo, responsabili della stimolazione delle
due semireazioni.
Generalmente un layer viene prodotto sulla base di un
catalizzatore metallico, estremamente caro,
opportunamente disperso su di un substrato di supporto
di un altro materiale, meno costoso.
32
32
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Configurazione degli elettrodi
Un buon catalizzatore deve essere sufficientemente
reattivo nel legare gli intermedi dell’idrogeno H e
dell’ossigeno O, condizione necessaria per facilitare i
processi elettrodici, oltre a garantire un rilascio efficace
degli intermedi stessi per formare i prodotti finali.
Per esempio, il processo anodico richiede dei siti attivi di
Pt, o di altri metalli nobili, nel legare i singoli atomi H
quando le molecole di H2 reagiscono, successivamente
gli stessi siti devono rilasciare gli atomi H sotto forma di
H+ ed e-:
H2 + 2 Pt → 2 Pt-H
2 Pt-H → 2 Pt + 2 H+ + 2 e33
33
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Configurazione degli elettrodi
Un catalizzatore di questo tipo deve avere inoltre
un’elevata area superficiale accessibile alle molecole di
gas ed incrementare quindi la resa di reazione.
Quest’ultima condizione viene soddisfatta utilizzando
particelle molto piccole, del diametro di qualche nm, che
consentono anche di limitare la quantità di catalizzatore
necessaria a pochi decimi di mg. Un buon substrato deve
possedere invece un’elevata porosità per assicurare una
omogenea diffusione dei gas reattivi al suo interno, ed
essere anche un buon conduttore elettrico, così che gli
elettroni possano muoversi liberamente attraverso
l’elettrodo.
34
34
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Configurazione degli elettrodi
Uno dei modi migliori per soddisfare tutte queste
condizioni è quello di costruire degli elettrodi di carbonio
poroso, grafite, sui quali vengano disperse piccole
particelle di Pt. La porosità della grafite garantisce la
diffusione necessaria ai gas reagenti, la buona
conduttività elettrica dei due elementi permette agli
elettroni di muoversi liberamente nell’elettrodo, e le
piccolissime dimensioni delle particelle di Pt ,circa 2 nm
di diametro, consentono di avere un elevatissima area di
contatto tra il catalizzatore ed i reagenti oltre ad
assicurare la simultanea reattività di più siti sulla faccia
dell’elettrodo.
35
35
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Configurazione degli elettrodi
L’alta dispersione del catalizzatore è uno dei punti chiave
per ottenere un significante flusso di elettroni, ovvero
corrente, in una cella.
Membrana polimerica con elettrodi porosi composti da particelle
di platino uniformemente disperse su particelle di carbonio
36
36
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Configurazione degli elettrodi
All’interno di ogni singola cella sono presenti due
elettrodi, uno all’anodo l’altro al catodo, e fanno come da
“sandwich “ per la membrana, vengono legati a caldo su
entrambi i lati della membrana Nafion, quando questo si
trova allo stato rifuso, per comporre l’assemblato
membrana-elettrodo (MEA).
37
37
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Configurazione degli elettrodi
38
38
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
Confronto teorico - sperimentale
Curva caratteristica
nominale di una cella:
tensione – densità di
area
Dati sperimentali
Curva caratteristica
teorica: tensione –
densità di corrente
39
39
SIDERA 30: rappresentazione schematica del sistema
8
Acqua alta
temperatura
Acqua bassa
temperatura
Esausto anodico
Gas naturale
Acqua media
temperatura
Collegamenti
elettrici
Aria
Acqua
Idrogeno / syn gas
40
L’architettura completa della macchina prevede un circuito di
raffreddamenemto del fuel processor e degli stack;
uno scambiatore a piastre per separare l’acqua di
raffreddamento del sistema da quella dell’impianto;
Un ventilatore per l’alimentazione dell’aria al catodo;
Un inverter per la trasformazione della corrente e per la
gestione del parallelo rete
Un eventuale caldaia di back up e un circuito di dispersione
termica qualora l’impianto non fosse in grado di garantire la
dissipazione del calore.
40
SIDERA 30
Caratteristiche tecniche Sidera 30
CARATTERISTICHE TECNICHE NOMINALI SIDERA30
POTENZA ELETTRICA PRODOTTA
kWe
30
TENSIONE
V
3/400
CORRENTE
A
44
Hz
50
RENDIMENTO ELETTRICO maggiore del
%
30,0
POTENZA TERMICA PRODOTTA
kW
45
PORTATA ACQUA RISCALDAMENTO
l/h
3956
FREQUENZA
TEMP. MANDATA ACQUA RISCALDAMENTO
°C
70
RENDIMENTO TERMICO maggiore del
%
50,0
RENDIMENTO GLOBALE maggiore del
%
80,0
V
230
TENSIONE DI ALIMENTAZIONE
CONSUMO METANO (GAS NATURALE DI RETE)
DIMENSIONI INDICATIVE
m3/h
10
mm
850x2450x2220
41
41
SIDERA 30
Riepilogo input - output
Steam Reformer
Metano
GPL
Metanolo
Bio gas
Prox
OUTPUT
INPUT
Water gas shift
z
z
z
z
ENERGIA
TERMICA
ENERGIA
ELETTRICA
Celle a combustibile
42
L’alimentazione potrebbe essere fatta anche con altri tipi di
combustibile di provenienza fossile o biologica
L’energia termica prodotta è il complemento al 85%
dell’efficienza complessiva; ma il vero confronto con altre
tecnologie è sulla qualità dell’energia trasformata ovvero:
• la percentuale di energia elettrica
• la temperatura dell’acqua di raffreddamento della macchina
• la possibilità di modulare il carico dal giorno alla notte
42
SIDERA 30
43
La struttura esistente degli impianti può essere modificata
concentrando la produzione dell’energia in un unico punto.
In questo modo sarà possibile prevedere la sostituzione
delle tecnologie man mano che saranno disponibili.
43
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44
FONTI RINNOVABILI
Tipologie di fonti rinnovabili
Efficienza
Energetica
Idroelettrico
Fotovoltaico
Geotermia
Eolico
Biomasse
Solare termico
45
45
Cella a combustibile
Sistema elettrochimico che converte l’energia chimica
del combustibile in energia elettrica.
Funziona in modo analogo ad una batteria, ma a differenza di
quest’ultima consuma sostanze provenienti dall’esterno ed è
quindi in grado di funzionare senza interruzioni, finché al
sistema viene fornito combustibile (idrogeno) ed ossidante
(ossigeno o aria).
46
46
Nucleare
Una centrale nucleare media
produce
circa
1000
Mw
bruciando poche tonnellate di uranio, che può essere estratto,
oltre che in miniera, in quantità quasi infinita dall'acqua di mare e
da altri materiali comuni.
Una centrale nucleare media produce circa 1000 Mw bruciando
poche tonnellate di uranio, che può essere estratto, oltre che in
miniera, in quantità quasi infinita dall'acqua di mare e da altri
materiali comuni. Le centrali nucleari, in condizioni di
funzionamento normale, hanno un impatto ambientale minore
delle centrali a carbone o a metano e non producono né anidride
carbonica né ceneri. Il problema è che si ha produzione di scorie
nucleari,
estremamente
antipatiche
da
trattare.
Al momento l'unico modo serio di disfarsi delle scorie è metterle
in bidoni adeguatamente schermati in posti geologicamente
stabili e adeguatamene monitorati.
47
47
Ciclo combinato
Ripotenziando le centrali a
vapore di cogenerazione
esistenti con cicli
combinati,a pari utenza
termica:
• la Pel aumenta del 300%
• Il rendimento elettrico
passa dal 28% al 47%
• Il rendimento
complessivo passa dal
59% al 68%
48
48
Cogenerazione
49
49
