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NUOVI “JOINT PROGRAMME” EUROPEI SU SOLARE, SMART CITIES E STOCCAGGIO

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Solare a concentrazione
“Smart Cities”
Stoccaggio dell’energia

La Commissione Europea si è dotata di un piano operativo strategico, il cosiddetto SET-Plan (Strategic Energy Technology Plan) per far fronte agli obiettivi “20-20-20” di aumento del 20 per cento nella produzione energetica attraverso fonti di energia rinnovabili, miglioramento del 20 per cento nell’efficienza energetica e riduzione del 20 per cento nelle emissioni di anidride carbonica. Uno strumento utile ad accelerare lo sviluppo e la sperimentazione di tecnologie energetiche a bassa emissione di anidride carbonica. Fra le iniziative dello stesso SET-Plan, l’European Energy Research Alliance (EERA), di cui ENEA è membro fondatore, ha come obiettivo rafforzare, espandere e ottimizzare le capacità di ricerca in materia energetica sul territorio europeo, attraverso la realizzazione di Programmi Congiunti (Joint Programmes).

Gli innovativi Programmi di EERA mirano a riunire i maggiori centri di ricerca in materia energetica, attraverso l’identificazione dei bisogni comuni e delle aree di ricerca per la programmazione finanziaria relativa al periodo 2013-2020. In occasione del SET-Plan Event, tenutosi a Varsavia il 28 e 29 novembre 2011 durante il periodo di presidenza polacca dell’Unione Europea, sono stati ufficialmente lanciati sei nuovi Joint Programme sul Solare a Concentrazione, le Smart Cities, l’Energia Marina, lo Stoccaggio dell’Energia, l’Idrogeno e le Celle a Combustibile e lo Studio di nuovi materiali e processi per applicazioni energetiche. Di particolare interesse sono gli obiettivi, le strutture e gli ambiti di ricerca dei Joint Programme su solare a concentrazione, “Smart Cities” e stoccaggio dell’energia.

Solare a concentrazione
Coordinato dal centro spagnolo CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas), prevede la partecipazione di altre dieci organizzazioni europee all’interno delle proprie attività, con un impegno, da parte delle stesse, pari a 80 persone all’anno. Il Joint Programme prende in considerazione i quattro principali sistemi di produzione a energia solare a concentrazione e si sviluppa su ulteriori quattro “Sottoprogrammi” di ricerca relativi a:

  • Solare a concentrazione e desalinizzazione (coordinato da CIEMAT). Obiettivi principali di questa attività di ricerca sono lo studio per l’ottimizzazione dello sfruttamento della dispersione di calore all’interno delle diverse tecnologie a Concentrazione solare attraverso l’utilizzo del calore residuo della centrale per un processo di desalinizzazione (aspetto che dovrebbe diminuire le necessità di acqua di refrigerazione dell’impianto stesso);
  • Stoccaggio energetico termico per impianti a CSP (coordinato da ENEA), il cui obiettivo è quello di valutare e sviluppare i migliori concetti relativi al cosiddetto TES (Thermal Energy Storage) per ognuna delle tecnologie a Concentrazione solare esistenti;
  • Invecchiamento dei materiali per ricevitori solari (coordinato dal centro tedesco del DLR), dove si studieranno gli aspetti relativi alla degradazione dei ricettori e si svilupperanno modelli per l’invecchiamento accelerato dei materiali;
  • Combustibili e fluidi solari (coordinato dall’istituto svizzero del PSI), all’interno del Sub Programme si intende realizzare un’”overview” su tutte le tecnologie solari termochimiche e sul relativo stato di maturazione, nonché uno studio sui materiali e componenti per i processi termochimici di produzione di “solar fuels”.

 I quattro sistemi di produzione di energia da Solare a concentrazione

I maggiori attori europei nel campo della ricerca su Solare a concentrazione coinvolti sono impegnati nella sperimentazione di tale tecnologia in “dimostratori” nazionali e internazionali. L’utilizzo delle strutture permetterà il rafforzamento della cooperazione a livello europeo nel campo dell’energia a concentrazione solare e di evitare, al contempo, la duplicazione delle attività.
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Smart Cities
L’ambizione del Joint Programme sulle “Smart Cities” (coordinato dall’Austrian Institute of Technology) è sviluppare concetti e metodi scientifici a supporto della transizione delle città Europee verso modelli di città “intelligenti”. Lo sviluppo di una strategia efficace, capace di coniugare un aumento nell’efficienza energetica a un utilizzo incrementale di fonti rinnovabili nella gestione delle città, deve essere sostenuta dall’adozione di piani urbani mirati e di sistemi di gestione energetica “smart” delle città stesse.

 Possibile sistema energetico urbano “smart” (fonte: Technology Platform Smart Grids Austria)

Focalizzato sull’aspetto più propriamente energetico delle “Smart Cities”, il Joint Programme si struttura su quattro aree di ricerca principali, relative all’integrazione delle tecnologie energetiche nei sistemi urbani di gestione energetica. Ogni area di ricerca compone un Sub Programme.

  • Energia nei contesti urbani (coordinato dal centro austriaco AIT)
    I partecipanti si propongono di analizzare la complessità dei sistemi di energia urbani attraverso nuovi strumenti, modelli e simulazioni di flussi energetici.
  • Reti energetiche urbane (coordinato dall’ENEA)
    Ci si prefigge di studiare l’integrazione delle nuove tecnologie energetiche all’interno dei nuovi “network” energetici nei contesti cittadini, anche attraverso l’utilizzo delle ICT (Information and Communication Technologies);
  • Edifici interattivi ad alta efficienza energetica (coordinato dal centro norvegese SINTEF)
    La ricerca si concentrerà sulla possibilità di utilizzare gli edifici con elevate caratteristiche di efficienza energetica quali elementi interattivi all’interno dei sistemi energetici, soprattutto nell’interfaccia fra le reti e il consumatore finale;
  • Tecnologie di fornitura energetica per le città (coordinato dal centro olandese TNO)
    I ricercatori si propongono di realizzare modelli e strumenti di simulazione per lo sviluppo di nuove tecnologie di fornitura energetica, con un focus particolare sulle pompe di calore, energia solare, “poly-generation” e stoccaggio dell’energia.

Il progetto coinvolge più di 60 centri di ricerca provenienti da 14 paesi europei con un impegno pari all’impiego di 190 persone all’anno.
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Stoccaggio dell’energia
L’idea alla base del Joint Programme sullo stoccaggio dell’energia, coordinato dal centro tedesco KIT (Karlsruhe Institute of Technology), è superare la frammentazione delle diverse attività di ricerca in materia di stoccaggio dell’energia a livello europeo e di unire le forze, nell’ottica di sviluppare delle tecnologie di immagazzinamento affidabili, vantaggiose in termini di costo e competitive sul mercato globale. Attualmente, più di 26 centri di ricerca da 12 diversi paesi europei (con un “commitment” pari a 306 persone all’anno) stanno collaborando nelle attività dello stesso Joint Programme, che si struttura su sei differenti Sub Programme.

  • Stoccaggio elettrochimico dell’energia (coordinato dall’ENEA)
    L’obiettivo è analizzare materiali, strumenti di misurazione e approfondire la ricerca pre-normativa relativa alle batterie al Litio, ai superconduttori e ai sistemi di stoccaggio energetico alternativi.
  • Stoccaggio chimico dell’energia (coordinato dal centro francese CEA)
    Un’attività di review sullo stato di avanzamento della ricerca nei seguenti ambiti verrà realizzato all’interno di questo Sub Programme: uso dell’Idrogeno per l’immagazzinamento dell’energia (in forma gassosa, liquida e solida), altre sostanze oltre all’idrogeno: ammoniaca, metanolo, acido formico e metano. Il Sub Programme si prefigge inoltre di valutare differenti tecnologie di immagazzinamento di energia, attraverso l’utilizzo di criteri multipli.
  • Stoccaggio termico dell’energia (coordinato dai tedeschi del DLR)
    Le attività si concentreranno, qui, sull’analisi di nuovi materiali con migliori capacità termo fisiche e termodinamiche e migliore densità energetica, sullo sviluppo di sistemi di stoccaggio dell’energia più efficaci e competitivi e sui meccanismi di integrazione dell’immagazzinamento energetico.
  • Stoccaggio meccanico dell’energia (coordinato dai norvegesi di SINTEF e NTNU)
    Il “sottoprogramma” mira a concetrarsi sull’analisi dell’interazione fra l’immagazzinamento dell’energia e la distribuzione di questa all’interno delle reti elettriche, nonché sulla capacità di immagazzinamento energetico in Europa e sugli aspetti ambientali e di “public acceptance”.
  • Stoccaggio di energia magnetica attraverso semiconduttori (coordinato dai tedeschi del KIT)
    Obiettivi principali di tali attività riguarderanno la ricerca sui materiali, sulla tecnologia di sistema (inclusa la “Cryogenic Infrastructure”) e l’integrazione/industrializzazione dei sistemi stessi.
  • Aspetti teco-economici dello stoccaggio dell’energia (coordinato dall’Università inglese di Strathclyde)
    Ci si concentrerà sull’analisi tecno-economica che lo stoccaggio dell’energia avrà in futuro, considerando le differenze tra i mercati europei per le diverse energie e le diverse politiche dei paesi in materia energetica.

Il Joint Programme sullo stoccaggio dell’energia, inoltre, realizzerà una piattaforma per la simulazione dell’immagazzinamento integrato dell’energia, per la realizzazione di “Modelling” e di un coordinamento efficace fra i vari Sub Programme.
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Per approfondimenti:
Strategic Energy Technology Plan
European Energy Research Alliance

Autori: Massimo Busuoli e Marco Carulli, ENEA
Email:massimo.busuoli@enea.it
marco.carulli@enea.it

 

Si autorizza la riproduzione a fini non commerciali, con citazione obbligatoria della fonte e inserimento link a www.energheiamagazine.eu.

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