Articoli con tag energia

Rapporto Tracking Clean Energy Progress 2014 IEA: le sfide del settore industriale

La International Energy Agency IEA ha recentemente pubblicato il rapporto Tracking Clean Energy Progress 2014, nel quale si esaminano i progressi ottenuti nello sviluppo e nell’applicazione delle tecnologie chiave per la produzione di energia pulita. Il rapporto parte dalle premesse delineate nello scenario di sviluppo Technology Energy Perspectives 2°C: per raggiungere un sistema energetico sostenibile a livello globale entro il 2050, è necessario che lo sviluppo delle tecnologie  chiave non si discosti in maniera sostanziale dagli obiettivi intermedi per il 2025 stabiliti dallo scenario stesso.  Il rapporto traccia quindi un quadro dettagliato di ogni tecnologia riferita a diversi settori (industria, costruzioni, trasporti, ecc.), evidenziando in casi in cui il relativo sviluppo è in linea con i target stabiliti e quelli in cui, al contrario, è necessario intraprendere azioni correttive.

Tendenze generali.

Per quanto riguarda lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili, dal rapporto emerge che la diffusione del solare fotovoltaico (PV),dell’ energia eolica  e dei  veicoli elettrici (EV) sono ancora in rapido aumento, ma i loro tassi di crescita stanno rallentando. D’altro canto, la crescita della produzione di energia elettrica ottenuta dal carbone è superiore a quella di tutti i combustibili non fossili combinati; la produzione di energia nucleare è stagnante; lo sviluppo delle tecnologie per la cattura e lo stoccaggio dell’anidride carbonica (CCS) rimane troppo lento. Queste tendenze riflettono un insufficiente impegno politico e finanziario per la sostenibilità a lungo termine del sistema energetico globale.  Il rapporto Tracking Clean Energy Progress 2014 offre quindi raccomandazioni specifiche ai governi su come implementare l’adozione delle tecnologie chiave e favorire lo sviluppo di un sistema energetico sostenibile.

Le sfide del settore industriale.

Il settore dell’industria, secondo il rapporto, presenta alcuni progressi per quanto riguarda l’efficienza energetica, ma per rientrare nei target previsti dallo scenario il consumo di energia  dovrebbe essere tagliato del 25% e le emissioni dirette di CO2 del 17% entro il 2025.

Le raccomandazioni politiche espresse dall’IEA per rientrare nel target possono essere così riassunte:

  • Promuovere un’ampia applicazione delle migliori tecnologie disponibili (Best Available Tecnologies BATs) al fine di superare le sfide relative a lenta capacità di rotazione delle scorte, elevati costi di abbattimento,  fluttuazione della disponibilità delle materie prime. Al contempo, limitare i rischi di perdita di competitività legati al “carbon leakage”, ovvero il trasferimento delle attività produttive da paesi con stringenti  normative ambientali verso paesi non soggetti ad analoghe restrizioni sulle emissioni di carbonio.
  • Supportare adeguati programmi di ricerca e sviluppo al fine di portare alla maturità le nuove tecnologie a bassa emissione di carbonio in grado di incrementare l’impiego di materie prime di minor valore (es. biomasse da residui agricoli, rifiuti, ecc.); portare inoltre ad una fase di dimostrazione e sviluppo avanzata tutte le tecnologie emergenti che comportano una riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di CO2, comprese le tecnologie CCS.
  • Promuovere la “technology capacity building” nelle economie emergenti, ovvero la capacità di raggiungere i propri obiettivi di sviluppo tecnologico ed economico in una maniera  sostenibile.

Il pdf del rapporto è scaricabile gratuitamente al seguente link.

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Thomson Reuters “Research Fronts 2013″

Thomson Reuters ha recentemente pubblicato il report “Research Front 2013 – 100 Top-ranked Specialities in the Sciences anThomson Reuters - Research Fronts 2013d Social Sciences“, attraverso il quale presenta i primi 100 fronti di ricerca del 2013, relativi a 10 macro-aree delle scienze e delle scienze sociali, emersi da un’importante attività di analisi e monitoraggio delle pubblicazioni scientifiche. Tali fronti rappresentano le aree in cui si sta concentrando l’attività di ricerca a livello mondiale e che, quindi, rappresentano ambiti chiave da monitorare nel corso del 2013.

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Graphene Electrodes Lead to Improved Energy Storing Devices

Structure of a fully surface enabled, lithium ion-exchange cell. It contains an anode current collector and nanostructured graphene at the anode, a Li ion source (e.g., pieces of Li foil or surface-stabilized Li powder), a porous separator, liquid electrolyte, and the nanostructured functional graphene at the cathode.

The use of graphene electrodes may lead to new means of storing energy for electric vehicle, renewable energy and smart grid applications. Researchers from the two US American companies Nanotek Instruments and Angstrom Materials propose in a recent article published in prestigious Nano Letters an approach aimed on combining the advantages of batteries and electrochemical double-layer capacitors (supercapacitors) offering both high-power and high-energy densities.

Scenarios of the mobility and energy power supply of the future strictly relate the success to the excistence of suitable energy storage devices. Currently, the main strategies are seen in supercapacitors, in lithium-ion batteries or their combination. Both solutions come along with challenging disadvantages. While lithium-ion batteries offer high-energy densities with low power densities, supercapacitors provide high-power densities, but with low energy densities. However, it would be wishful to have at hand simultaneously high-power and high-energy densities. Hence, strong research activities are present for the improvement of the single approaches, but also new approaches are under investigation.

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I trattori New Holland color blu Maserati

A Modena tutti sanno che il rosso è il colore della Ferrari e il blu è il colore della Maserati. La New Holland (CNH), che sempre a Modena ha una delle sue sedi più importanti, veste del colore blu Maserati i suoi trattori Blue Power, celebrando i 18 premi vinti come gamma al recente Sima 2011 di Parigi. Caratteristica principale di questi motori è la conformità agli standard Tier 4A sulle emissioni e l’economia dei consumi, come emerge dai test PowerMix condotti dalla tedesca DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft). Il modello T7.270 Auto Command ha fatto registrare un consumo di 261 g/kWh, mentre il T7.260 Power Command è sceso fino a 259 g/kWh.

New Holland inaugura inoltre  il suo nuovo sito web dedicato all’energia pulita. Nel sito sono illustrate le soluzioni dell’azienda per un’agricoltura produttiva nel rispetto dell’ambiente. Tre le sezioni principali del sito: quella dedicata agli standard di emissioni Tier 4, quella sul biodiesel e quella sul primo trattore al mondo alimentato a idrogeno, il trattore NH2™, in linea con il concetto d’indipendenza energetica dell’azienda agricola.

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H2Roma 2010: Premio “Energia e Mobilità”

Si è concluso da pochi giorni, l’appuntamento annuale con H2Roma, l’Energy & Mobility Show, giunto alla sua nona edizione.

L’evento si propone come un grande contenitore che offre la possibilità al pubblico di conoscere più da vicino le tecnologie che da oggi al 2020 cambieranno l’auto, oltre ad essere anche un punto di incontro tra gli addetti ai lavori con convegni e dibattiti. Da una parte ci sono i promotori, con il CIRPS, il Centro Interuniversitario di Ricerca e Sviluppo sostenibile della Sapienza, Università di Roma, l’ITAE-CNR, l’Istituto delle Tecnologie Avanzate per l’Energia del Consiglio Nazionale delle Ricerche, e l’ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile. Dall’altra parte ci sono le case automobilistiche, la cui parte nello sviluppo di tecnologie che renderanno la mobilità più compatibile con l’ambiente non si ferma al lancio di nuovi prodotti, ma va ben oltre, riguardando il controllo della ecosostenibilità della intera filiera, fino allo smaltimento delle batterie.

Locandina della nona edizione di H2Roma, all’Eur dal 9 all’11 novembre, che ha avuto per tema “Il percorso del futuro: da oggi al 2020, dieci anni che cambieranno l’auto”.

Tra i vari eventi che si sono svolti nel corso di H2Roma troviamo la seconda edizione del premio “Energia e Mobilità”, indetto dal comitato scientifico di H2Roma, ideato e sviluppato per contribuire alla diffusione della cultura dell’innovazione tecnologica nel campo delle energie rinnovabili e dell’automotive.

Grande attenzione ha suscitato la premiazione riservata a singoli ricercatori o gruppi universitari, nonché Centri di ricerca e sviluppo pubblici e privati, con progetti inerenti ad energia e mobilità.

La prima pubblicazione premiata, di Ivan Arsie, Gianfranco Rizzo e Marco Sorrentino, del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università di Salerno, si colloca nel contesto dei veicoli ibridi ed in particolare sviluppa la tematica dell’applicazione dell’energia solare: “Gli effetti dei transitori termici in un motore a combustione nella gestione energetica di veicoli ibridi-serie“. Il documento si concentra sullo studio degli effetti termici transitori, associati all’uso intermittente del motore a combustione interna, sul risparmio di carburante e sulle emissioni di idrocarburi dei veicoli ibridi serie, con particolare attenzione rivolta a quelli che utilizzano energia solare. L’utilizzo intermittente del motore a combustione interna induce degli effetti dinamici sia nel motore che nel catalizzatore, determinando quindi una variazione di consumi ed emissioni rispetto alle condizioni di funzionamento in regime stazionario. La gestione ottimale del motore a combustione interna, durante un ciclo di guida arbitrario, può essere individuata risolvendo un problema di ottimizzazione vincolata. Tra le variabili decisionali vi sono, per ogni fase di accensione del motore a combustione interna, l’istante di avviamento, la durata del periodo di accensione e la potenza erogata. Nel caso di funzionamento intermittente è quindi importante tener conto dell’effetto che i transitori termici hanno su consumi ed emissioni, e che sono trascurati nella maggior parte degli studi riguardanti i veicoli ibridi. Il lavoro premiato rappresenta un passo in avanti verso lo sviluppo di strategie ottimali per la gestione energetica dei veicoli.

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Convertitori per minime differenze di carico idrostatico: verso lo sfruttamento di una nuova risorsa energetica rinnovabile

Convertitore energetico per minime differenze di carico idrostatico

Convertitore energetico per minime differenze di carico idrostatico

La creazione di un convertitore di energia per fiumi o corsi d’acqua con differenze di carico idrostatico ridotte è una novità che potrebbe a breve permettere di accedere a un’importante risorsa energetica ancora non sfruttata nel settore dell’energia idroelettrica. È stato stimato infatti che solo in Germania vi sia un potenziale idroelettrico di 500 MW con differenze di carico idrostatico inferiori a 2 m, che però non si può sfruttare data la mancanza di una tecnologia di conversione conveniente ed ecologicamente accettabile.

Il consorzio composto da undici partner (sette università e quattro PMI provenienti da cinque Paesi europei) del progetto HYLOW (Hydropower converters with very low head differences), ha pensato di mettere a punto un sistema di conversione in grado di sfruttare anche differenze di carico idrostatico minime (fino a 2,5 m), ovvero il livello tra la parte superiore della diga di un fiume e la parte sottostante.

Il progetto sta sviluppando tre diversi convertitori di energia:

  • Un convertitore di pressione idrostatica per differenze di carico idrostatico minime, che producono energia da 50 a 750 kW. I livelli di acqua presenti in queste situazioni in genere sono molto bassi, il che rende inutilizzabili a questo scopo le turbine e i convertitori di energia tradizionali: il consorzio ha quindi creato un proprio modello, formato da una ruota di grande raggio con pale verticali che verranno posizionate presso la diga. Le prove su modello hanno prodotto un’efficienza energetica iniziale dell’83%, e si sta attualmente lavorando sulla costruzione di ulteriori modelli in media e larga scala.
  • Un convertitore di energia a corrente libera per fiumi e correnti di marea con velocità tra 1 e 2 m al secondo e che producono energia fino a 500 kW. I primi modelli di questo tipo sono già stati costruiti e testati, con risultati positivi.
  • Un convertitore di energia per condotte idoneo a sfruttare differenze di pressione estremamente ridotte. Un modello su larga scala per le micro-turbine per differenze di pressione inferiori a 200 kPa nelle condotte verrà completato entro la fine del 2010.

Data la semplicità costruttiva di questi convertitori di energia, è auspicabile che essi vengano rapidamente adottati dalle imprese locali e prodotti su larga scala. Si ritiene che il potenziale energetico di questi convertitori possa arrivare a 3-6 GW, e possa quindi contribuire in modo significativo all’obiettivo dell’UE di aumentare la percentuale di energia rinnovabile.

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Raffrescare attraverso l’energia solare: il solar cooling

Il ricorso a tecnologie capaci di impiegare  in maniera proficua  la radiazione solare è diventata una prassi ormai molto comune e vantaggiosa sia in ambito industriale, sia in quello civile. Gli sviluppi legati alle due principali tecnologie solari mirano costantemente alla ricerca di materiali o di soluzioni capaci di innalzare l’efficienza dei sistemi basati su di esse (a tale proposito si suggerisce di prendere visione anche degli articoli sul solare fotovoltaico e sul solare termico riportati in questo blog).

Un interessante filone di innovazione si occupa invece, in parallelo alle attività più classiche, appena citate, di identificare nuove applicazioni o modalità di utilizzo delle risorse messe a disposizione dalle due tecnologie solari.

Una soluzione particolarmente promettente si propone di utilizzare il calore raccolto dai pannelli solari termici impiegando l’acqua riscaldata (opportunamente miscelata ad un’altra sostanza) come fluido operativo all’interno di un ciclo frigorifero basato sul principio di funzionamento delle pompe di calore.

Fonte immagine: Ecoblog

La tecnologia prende il nome di Solar Cooling ed è resa disponibile grazie a delle particolari macchine termiche denominate chiller. Il concetto generale che sta alla base del funzionamento dei sistemi Solar Cooling è quindi rappresentato dalla possibilità di produrre freddo a partire da una sorgente di calore.

Gli schemi impiantistici solar cooling possono essere classificati secondo due categorie: gli impianti a ciclo chiuso e gli impianti a ciclo aperto.

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Celle solari auto-rigeneranti

Un gruppo di ricercatori del MIT (Massachussetts Institute of Technology), guidati dal prof. Michael Strano, ha pubblicato lo scorso 5 settembre 2010 sulla rivista Nature Chemistry, i risultati di un’interessantissima ricerca che li ha condotti a realizzare la prima cella fotovoltaica in grado di auto-rigenerarsi.

Cella solare auto-rigenerante

Il prototipo di cella messo a punto dal gruppo di ricerca guidato dal Prof. Michael Strano, MIT. Credit: Patrick Gillooly

L’idea del prof. Strano è nata dall’approfondimento della biologia delle piante: esse, infatti, ogni giorno fanno esattamente ciò che scienziati e ingegneri di tutto il mondo hanno cercato di sviluppare per decine di anni, ovvero convertire la luce del sole in energia, e ripetono questo processo in modo efficiente ed affidabile giorno dopo giorno, anno dopo anno per tutta la durata della propria vita. Uno dei problemi fondamentali per tutti i sistemi che sfruttano l’energia solare è il fenomeno di degradazione che i raggi del sole inducono, in maniera più o meno progressiva, sulla quasi totalità dei materiali. Proprio dall’osservazione delle piante, che invece non risentono di questo problema, è nata l’ispirazione che ha dato il via all’attività dei ricercatori del MIT: le piante, infatti, rompono le molecole responsabili del fenomeno di assorbimento della luce, riproducendole continuamente così da mantenere inalterata l’efficienza di assorbimento del sistema. Basti pensare che, come riporta il prof. Strano, la foglia di un albero ricicla le sue proteine, responsabili dell’assorbimento della radiazione solare, circa ogni 45 minuti: si tratta di un vero e proprio meccanismo di auto-rigenerazione delle celle.

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Nel 2050 il mare fornira’ il 15% della domanda di energia

Pubblicata la Road Map Europea dell’Energia Oceanica 2010-2015

Fonte immagine: Flickr

Sfruttare la forza del mare per produrre energia è ormai realtà. In Europa una serie di progetti pilota già operativi indicano la strada per sfruttare la forza delle maree, delle correnti, delle onde. E sono proprio queste ultime che offrono il maggior potenziale energetico delle acque comunitarie.

La Road Map Europea dell’Energia Oceanica 2010-2050, pubblicata dall’Associazione Europea dell’Energia Oceanica, traccia un quadro della situazione di un settore che potrebbe seguire come evoluzione quello dell’eolico offshore. Secondo le proiezioni della studio politiche adeguate di sostegno, sia nell’aiutare lo sviluppo del settore sia eliminando ostacoli di carattere tecnico e pratico, potrebbero portare ad un impennata nella produzione di energia marina dal 2020 al 2050. La potenzialità è di passare da 3,6 GW, previsti nel 2020, a 188 GW nel 2050 con installazioni lungo le coste dell’Oceano Atlantico del Mare del Nord e del Mediterraneo. Un tale sviluppo permetterà di soddisfare il 15% del consumo energetico europeo pari ad un valore di 15 miliardi di euro l’anno. Sul fronte occupazione l’evoluzione del settore dell’energia marina potrebbe garantire, tra quarant’anni, 470.000 nuovi posti di lavoro.

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Scenari elettrici al 2030: consumi a crescita rallentata, aumento delle rinnovabili e dubbi sul nucleare

Fonte: Fondazione Sviluppo Sostenibile

Dopo la crisi, la crescita dei consumi elettrici sarà rallentata e le rinnovabili potrebbero produrre nel 2030 dal 39 al 45% dell’ elettricità consumata.
In questi scenari, viste le nuove centrali convenzionali in costruzione e già progettate, non ci sarebbe spazio di domanda aggiuntiva per nuove grandi centrali nucleari almeno fino al 2030. Questo quanto rileva il rapporto della Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile, “Scenari elettrici post crisi al 2020 e 2030″.

Il rapporto prende in esame due scenari, uno virtuoso, blu, con un miglioramento di efficienza elettrica ed uno, grigio, di peggioramento dell’ efficienza elettrica. In entrambi gli scenari si ipotizza un forte aumento delle fonti rinnovabili che, mantenendo il trend di crescita in atto, raggiungerebbero nel 2020 la produzione di circa 107 miliardi di chilowattora e potrebbero poi superare 165 TWh nel 2030: dal 39% al 45% dell’elettricità consumata nel 2030 nei due diversi scenari considerati.
In tutti e due gli scenari, sia miglioramento, sia di peggioramento dell’efficienza elettrica del Pil, dopo i cambiamenti in parte prodotti, in parte accelerati, dalla crisi, viste le nuove centrali convenzionali in costruzione o già in fase di autorizzazione e visto lo sviluppo delle rinnovabili, non c’è spazio per un forte aumento della potenza elettrica installata come quella di nuove centrali nucleari, almeno fino al 2030. Per il 2020 e per il decennio successivo, dice il Rapporto, invece del nucleare, per ridurre ulteriormente le emissioni di CO2, converrebbe sviluppare e applicare alle centrali a carbone la cattura e sequestro della CO2 (CCS): una tecnologia innovativa, con grandi potenzialità di sviluppo.

Scenari energetici
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