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Roberto Morabito Dipartimento Sostenibilità dei Sistemi Produttivi e Territoriali - ENEA
Comitato Scientifico PLEF Milano, 15 Settembre 2016
Tecnologie e approcci per la sostenibilità
About us • ENEA is the Italian National Agency for New
Technologies, Energy and Sustainable Economic Development
• It is a public RTO (Research and Technology Organization) operating in the fields of energy, the environment and new technologies to support the Country’s competitiveness and sustainable development
• ENEA’s mission is to develop new technological solutions to meet the societal challenges, fostering transition to a low-carbon and circular economy
• The institutional mandate of the Agency is to disseminate and transfer knowledge, innovation and technology to industry, institutions and civil society at large
Research Facilities and Staff
Human Resources (as of 30.09.2015)
2555 permanent staff:
• 36% women • 59% graduates
Research facilities
• 9 Research Centres • 5 Research Laboratories • 13 Territorial offices • Brussels Liaison Office • Headquarters in Rome
Foggia Research Laboratories
Research and Development
Ener
gy T
echn
olog
ies
• RES (PV, CSP) • Energy efficiency technologies
• Bio-fuels • Smart grids • Storage • Sustainable Mobility
• Advanced energy materials
• Sustainable use of fossil fuels
Fus
ion
& N
ucle
ar S
afet
y
• Fusion • Fission (new gen) • Radiation protection
• Nuclear safety & security
• Ionizing/non ionizing radiation applications
Sus
tain
abili
ty
• Resource efficiency
• Climate change: modeling, adaptation and mitigation
• Environmental technologies
• Innovative materials
• Environmental characterization, prevention and recovery
• Seismic and natural hazards assessment and prevention
• Bio and nanotechs
• Agrifood
• Health
• Cultural heritage
SupportoTecnicoStrategico(STS)
Dipar2mentoSostenibilitàdeisistemiprodu9vieterritoriali
(SSPT)
UnitàGes2oneTecnico
Funzionale(GTF)
Div.UsoEfficientedellerisorsee
chiusuradeicicli(USER)
Div.Tecnologieeprocessidei
materialiperlasostenibilità(PROMAS)
Div.Protezioneevalorizzazionedeiterritorioedelcapitalenaturale
(PROTER)
Div.Biotecnologieeagroindustria
(BIOAG)
Div.ModellieTecnologieperlariduzionedegli
impa9antropiciedeirischinaturali
(MET)
Div.Tecnologieemetodologieperlasalvaguardia
dellasalute(TECS)
Lab.Valorizzazionedellerisorsenei
sistemiprodu4vieterritoriali(RISE)
Lab.Nanomaterialiedisposi=vi(NANO)
Lab.TecnologiedeiMateriali
Faenza(TEMAF)
Lab.Materialifunzionalie
tecnologieperapplicazionisostenibili(MATAS)
Lab.Ingegneriasismicae
prevenzionedeirischinaturali
(ISPREV)
Lab.Inquinamentoatmosferico
(INAT)
Lab.Modellis=caclima=cae
impa4(CLIM)
Lab.Osservazioneeanalisidellaterraedelclima(OAC)
Lab.BioGeoChimica
Ambientale(BIOGEOC)
Lab.Biodiversitàeservizi
ecosistemici(BES)
Lab.Bioprodo4ebioprocessi(PROBIO)
Lab.Sostenibilità,qualitàe
sicurezzadelleproduzioni
agroalimentari(SOQUAS)
Lab.Biotecnologie(BIOTEC)
Lab.Biosicurezzaes=madelrischio
(BIORISC)
Lab.Tecnologiebiomediche
(TEB)
Lab.Materialieprocessichimico-fisici(MATPRO)
Lab.Tecnologieperlages=oneintegratadeirifiu=,refluiematerieprime/seconde(R4R)
Lab.Tecnologieperl’innovazione
sostenibile(SITEC)
Struttura Dipartimento SSPT
2015 anno indimenticabile
• Il primo maggio si apre EXPO 2015 • Il 18 giugno è stata pubblicata l’Enciclica del Papa “Laudato
sì” del 24 maggio 2015 su ambiente e sviluppo sostenibile • Il 27 settembre l’ONU ha varato l’Agenda 2030 per lo
sviluppo sostenibile con i relativi 17 Sustainable Development Goals (SDGs)
• Il 3 dicembre viene adottato il “Pacchetto” sulla Economia Circolare
• L’ 11 dicembre alla COP 21 di Parigi è stato adottato l’Accordo sulla lotta al Cambiamento Climatico ü Mantenere l’aumento della temperatura media globale ben al di
sotto dei 2 gradi con sforzi per limitare l’aumento di temperatura a 1,5 gradi.
ü Bilanciamento tra emissioni antropogeniche e assorbimenti di carbonio nella seconda metà del secolo
ü Istituzione del Maccanismo di trasferimento tecnologico da PI a PVS
ü Combustibili fossili posti dalla parte sbagliata della Storia
Crescitaequilibrataeduratura
Occupazionediqualità
Usoefficientedellerisorse
DecarbonizzazionedellaSocietà
GreenNewDeal
I pilastri del Global Green New Deal
Le strategie europee
Decarbonizzazione dell’economia - 80% riduzione dei gas serra
- 40% dei gas serra 27% del consumo energetico da fonti rinnovabili 27% di efficienza energetica rispetto ai consumi primari tendenziali
20%delconsumoenerge=codafon=rinnovabili
-20%diemissionidigaseffe\oserrarispe\oal1990
+20%diefficienzaenerge=caObiettivi
2020
Obiettivi 2030
Obiettivi 2050
Italia emissioni GHG
Al 2015 le emissioni si sono ridotte del 22% rispetto all’obiettivo intermedio previsto dalla EU e in linea con l’obiettivo europeo al 2020 e all’obiettivo SEN Ma Per la prima volta negli ultimi anni nel 2015 le emissioni sono aumentate (soprattutto nel settori non ETS)
POTENZA INSTALLATA: AUMENTO DI 25 VOLTE GWEC – Global Wind Energy Council, 2016
POTENZA INSTALLATA: AUMENTO DI OLTRE 200 VOLTE
• Eolico – aumento di un fattore 25 negli ultimi 15 anni – 3.5% produzione mondiale pari a 120 centrali convenzionali da 1000 MW e 7000 ore/anno
• FV – aumento di un fattore 200 negli ultimi 15 anni – 1.1% produzione mondiale (10% in Italia) pari a 37 centrali convenzionali da 1000 MW e 7000 ore/anno
LE RISORSE RINNOVABILI SONO SUFFICIENTI PER SOSTENERE LA NOSTRA CIVILTÀ (Balzani e Armaroli 2011)
71,3%FER
Fontitradizionali
62,8%Idro13,2%
Geot.1,6%
Eolico2,8%
FV3,1%
Bioenergie3,1% Saldo
estero13,2%
La decarbon izzaz ione de ls i s t ema ene rge=co è unprocesso consolidato e incon=nua crescita in tu\o ilmondo, sopra\u\o nel se\oreele\rico.R i nnovab i l i ed effic i en zaenerge=ca rappresentano glielemen=allabasedellosvilupposostenibile e della crescitaeconomica.
NuovapotenzainstallatanelseQoreeleQricoeuropeo(MW)
AncheinItaliailprocessodidecarbonizzazionedel sistema energe=co sta con=nuando acrescere. Nel 2011, infa4, le fon= rinnovabilisonoarrivateacoprireoltreil13%deiconsumitotaliequasiunquartodiquelliele\rici.
24%FER
ConsumointernolordodienergiaeleQricainItalia(2011)
Rapporto Green Economy 2012 Le fonti energetiche rinnovabili
Italia – Fonti rinnovabili
Consumo interno lordo di energia e produzione da fonte rinnovabile (ktep)
• Siamo in linea con l’obiettivo EU • La produzione di energia da FER è aumentata (ma con tendenza
alla stabilizzazione) • Grande parte di FER è da biomassa • FER nei trasporti in calo
Italia–Efficienzaenergetica
IlD.Lgs102/2014ina\uazionedellaDir.2012/27/CEindicaunobie4vodirisparmioa\esoal2020dicirca15Mtep
E’ realistico un passaggio massiccio all’auto elettrica? (senza espandere il sistema elettrico in maniera insostenibile …)
CONSUMO: 0.18 kWh/km In Italia: 37 milioni di auto Chilometraggio medio: 12 000 km/anno
Se elettriche, consumerebbero 80 TWh (considerando tutte auto di lusso!)
In Italia produciamo oltre 120 TWh solo da rinnovabili
Ma le batterie al litio …
NONvisonolimi=nelladisponibilitàdifotoni(solari)perlatransizioneenerge=ca,MAvisonolimi=didisponibilitàmateriali(terrestri)perlaproduzionediconver=torieaccumulatoridienergia
Nuove auto vendute annualmente: 70 milioni
Se elettriche: ≈ 700 000 ton
Attuale produzione mondiale di Litio: 33 000 ton/a (USGS, 2015)
I colli di bottiglia La trappola materiale
Armaroli,Bologna2016
Rapporto Green Economy 2012 Gli usi efficienti delle risorse, la prevenzione e il riciclo dei rifiuti
DomesticMaterialAutonomy(DMA)=DomesticExtraction(DE)/DomesticConsumption(DC)ConfrontoItalia–EU15
1980 1990 2000 2005Italy Food 0,93 0,91 0,94 0,92Wood 0,40 0,35 0,34 0,30Const.minerals 1,01 1,00 1,01 0,99Indust.minerals 0,83 0,75 0,54 0,53Metals 0,07 0,03 0,00 0,01Fossilfuels 0,12 0,17 0,16 0,15Total 0,74 0,73 0,69 0,72EU/UE-15 Food 0,94 0,97 0,98 0,95Wood 0,85 0,86 0,85 0,90Const.minerals 1,01 1,00 1,00 1,00Indust.minerals 0,89 0,82 0,79 0,88Metals 0,52 0,33 0,19 0,23Fossilfuels 0,60 0,59 0,52 0,43Total 0,85 0,85 0,84 0,81
Fonte:OCSE
Nuove potenze economiche stanno rapidamente crescendo sia in termini di quantità prodotte che di valore nel settore manifatturiero
Competitività mondiale nel settore manifatturiero
Tra i paesi industrializzati l’Italia presenta il maggior costo per energia elettrica per impieghi industriali
Costo dell’energia per l’industria mondiale
Economia Circolare: alta incidenza dei costi delle materie prime
Settore manifatturiero evoluzione delle componenti di costo
McKinsey&Company,da=al2010
Agenzia tedesca per l’uso efficiente dei materiali (DEMEA), settore manifatturiero tedesco
Da un’economia lineare ad un’economia circolare
…per un paese come l’Italia con poche risorse naturali e con una forte vocazione manifatturiera lo sviluppo del recupero e del riciclo è una questione di sopravvivenza….
• Benefici economici • Riduzione dei costi di
approvvigionamento di materie prime ed energia e dei costi di smaltimento dei rifiuti prodotti dalle attività industriali
• Realizzazione di indotto e di sinergie tra imprese
• Benefici ambientali • Riduzione del consumo di
risorse, di emissioni inquinanti e di rifiuti in discariche e sul territorio
• Benefici sociali • Occupazione (green jobs) • Cambi culturali (sharing
economy)
Sistema lineare
Prodotti Risorse Naturali
Residui
TransizioneversoSistemaCircolare
Risorse naturali
Prodotti
Prodotti Residui Risorse
Risorse naturali
La Simbiosi industriale “..l'insieme degli scambi di risorse tra due o più industrie dissimili....”
• Gestore • Competenze • Network • Utenti
• Interfacciacongliuten=• Creazionedellarete• Livellidiaccesso
Portaleweb
• Querygeograficheperl’individuazionedipercorsidisimbiosi
• Percorsigiuridico/amministra=viperlasimbiosiindustriale• ConsultazionedelleBD• EcodesigneLCA
Applica=vi
• Geo-referenziate• Coopera=ve• FlussiInput/Output
Bancheda=specifiche
• Geo-referenziate• AlimentatedalGestore• Contestoterritoriale(stru\ure,infrastru\ure,impian=,deposi=,ecc)
Bancheda=dibase
La Piattaforma ENEA di Simbiosi Industriale
www.industrialsymbiosis.it
What next? Implementing matches with
companies and stakeholders
Theindustrialsymbiosisaccordingtothedelegates
Theideaofmatchingisexcellent
-FrancescoRonsisvalle,CogipowerS.r.l.
Moresymbiosis,moresystem!- SalvoLaudani,Oranfrizer
“
”
WORKTABLE“Newbusinessopportuni2esforcompanieswiththeindustrial
symbiosis”Siracusa,28thmarch2014
Whatdidtheysayaboutworkshop?Thedelegatescompiledthefeedbackformexpressingopinionsontheday(scorefrom1to5,min.max.):Worktableorganiza2on 4.2/5Mee2ngyourexpecta2ons 3.5/5Loca2on 4.4/5Worktable2ming 4.0/5Networkingopportuni2es3.8/5
AASHOS.r.l.AcciaieriediSiciliaAziendaAgricolaGurreriB.I.T.ServicesBagliodeiFenico\eriBiviereplastCan=erenavalediAugustaCogipowerConfindustriaCataniaConfcoopera=veDistr.MeccanicaSicilianaDragoSebas=anoDomusRicycleEcocontrolSudERGGroup
FGG2sglobalsolu=onI&DI.LA.P.J.P.FiltriNewEngineeringOranfrizerProge\oImpresaSBSETEC.SIELTESTMicroelectronicsSvimedSystemiaTerranovaAmbienteTIMESPA-TeamnetworkTringaliXifoniaF.lliCasche\o
Whowasthere? INPUT
(WS)OUTPUT(WS)
INPUT(I-O)
OUTPUT(I-O)
INPUT-total
OUTPUT-total
Equipments 0 1 0 0 0 1
Capacity 0 2 0 0 0 2
Exper=se 8 37 3 1 11 38
Energy 5 3 1 1 6 4
Logis=c 0 6 0 0 0 6
Materials 24 68 27 57 51 125
Services 18 31 0 1 18 32
Land 0 1 0 0 0 1
Transporta=on 1 2 0 0 1 2
Volumes 1 0 0 0 1 0
Total 57 151 31 60 88 211
Worktableapproach
output input matches
Materials 82 24 88
Energy 4 5 7Exper=se,Consultancy,Services 69 26 62
Logis=c,Transporta=ons 8 1 6
Land,Capacity 1 1 1
Total 164 57 164
Siracusa28marzo2014
36Aziendepresen=
207Risorsecondivise
+160Potenzialisinergie
Catania25o\obre2014
36Aziendepresen=
210Risorsecondivise
+500Potenzialisinergie
Bologna10febbraio2014
23Aziende+labs.presen=
104Risorsecondivise
96Potenzialisinergie
Rie225giugnoe11se\embre
2015
27Aziendepresen=
132Risorsecondivise
38Potenzialisinergie
Alcune esperienze ENEA in Italia
Rifiuti urbani: problema o risorsa? Le città come miniere a cielo aperto
C&DMaterialedacostruzione
edemolizione
RSURifiu2solidiurbani
RAEERifiu2eleQricied
eleQronici
MINIEREURBANE
Pneuma2ciMacchine,camion
Riuso
Business&Occupazione
Discarica
EnergiaCarta,legno,syngas
MetalliPreziosi,dibase,di
specialità
Plas2cheABS,PE,PV,...
GommaPolvere,pellet,TDF
TecnologieditraQamentoeco-
innova2ve
Recupero di materiali ed energia da apparecchiature elettriche ed elettroniche a fine vita (RAEE)
Disassemblaggiomanualedeisingolicomponen=
Lavorisocialmente
u=li
StockdiPCafinevita
Centridiraccolta
Schede elettroniche Au, Ag, Sn, Cu, Pb, Fe,
Ta, Pd, plastica
Schermi piatti LCD
In, Sn, Y, Eu, La, Ce,
Tb, Ga
Batterie Li, Co Alto
parlanti Nd, Pr
Hard disk Nd, Pr, Dy,
Au, Pd, Pt, Rh, Ru, Ta, plastica
Scocca in plastica
Materiali: Syngas,
monomeri chimici,
carboni attivi
Energia: calore, energia
elettrica
ApproccioprodoQocentrico
Impianto pilota ROMEO (Recovery Of MEtals by hydrOmetallurgy)
Impianto pilota su scala pre-industriale, proge\ato con disegno flessibile e modulare per lasperimentazione del processo di recupero di metalli ad elevato valore aggiunto da schedeele\roniche,ada\abilealtra\amentodialtriprodo4complessiescar=industriali.
Breve\oRMn.RM2013A000549,PCTIB201406513n.RM2015A000064
Pannellifotovoltaici
Catalizzatoriesaus=
Lampadeafluorescenza
Ba\eriealli=operautoele\riche
InfasedisviluppoPiaQaformatecnologicadelriciclo
Recupero di materiali ed energia da apparecchiature elettriche ed elettroniche a fine vita (RAEE)
Ø Fine vita per circa 3.000 – 4.000 ton/anno in Italia Ø La raccolta dei consorzi è a circa il 25%; la maggior
parte delle schede elettroniche italiane viene esportata
Ø Prezzo delle schede elettroniche circa 6.000 €/ton e il valore dei metalli contenuti può essere stimato in circa 9.000 – 10.000 €/ton
Ø Gli impianti esistenti in Italia sono di tipo pirometallurgico, ideati per il recupero di “rifiuti” provenienti da oreficerie, di piccole dimensioni e dedicati principalmente al recupero di oro e argento
Ø Gli impianti esistenti in Germania sono di tipo pirometallurgico, di grandi dimensioni e dedicati ai RAEE con recupero di Co, Ag, Au e Pd
Il mercato dei RAEE Schede elettroniche
http://progettoegadi.enea.it
Le isole Egadi come
“Smart Island”:
un esempio di eco-innovazione
per un turismo sostenibile
Il Progetto Egadi
• Tipologia delle criticità
• Tipologia del turismo, in particolare estivo
• Flusso turistico stagionale (circa 60.000 presenze giornaliere ad agosto)
• Vicinanza con la costa
• Sede della più grande Area Marina Protetta del Mediterraneo
Perché le Isole Egadi
Ges=onesostenibiledellerisorsenaturali
Cer=ficazioneambientale
Il Progetto Egadi Ges=onesostenibiledellarisorsaidrica1. Interventodimostra=vonellascuola
elementarediFavignanaperilmiglioramentodellae=caambientaleneglistuden=elariduzioneconsumiidropotabili.
2. Indaginiperlavalutazionequan=ta=vaequalita=vadellarisorsaidricaso\erraneadiFavignana.
3. Indaginemeteoclima=ca.
Ges=onesostenibiledeirifiu=
1. Analisievalutazionirela=vealsistemalocalediges=oneintegratadeirifiu=.
2. Realizzazionediunproge\odimostra=vodi«compostaggiodicomunità»perlavalorizzazioneinlocodellafrazioneorganicadaraccoltadifferenziata.
3. Interazionetrarifiu=eacqua:installazionediunChioscodell’acquaperlariduzionedeirifiu=plas=ci.
1. Lages=onedeisedimen=edellebiomassespiaggiate.
2. Cara\erizzazionedeisedimen=portuali.
3. Studiodelladinamicacos=eraedanalisideiprocessidierosionedellespiagge.
4. AnalisiemonitoraggiodellefalesiediFavignana.
5. Valorizzazioneeconservazionedellerisorsenaturalis=chemarine.
6. Monitoraggiodicompos=an=vegeta=vinelleacquedelleisoleEgadi.
1. Cos=tuzionediun“Distre\o”denominato“Sistemaprodu4vodell’IsoladiFavignana”avviodiunpercorsocoerenteconquellodefinitodalcomitatoEMASperilriconoscimentodeidistre4produ4vi.
2. Analisidelterritorioeindaginesullesensibilitàambientalidiresiden=,turis=eoperatorituris=ci.
3. Informazioneesensibilizzazionedeglistakeholder(programmadieducazioneambientalenellescuole,workshopperglioperatorituris=ci,ecc.).
4. Promozionedipra=cheestrumen=diges=oneambientalepressoleimpreseturis=chedelterritorio(supportoallacreazionemarchidiqualitàambientalelocali,ecc.).
Formazioneeinformazione
Alcuni benefici per il territorio
Ø Tutela delle risorse ambientali del territorio, riduzione dei consumi delle attività locali e valorizzazione dell’offerta turistica.
Ø Grazie al chiosco dell’acqua, in 14 mesi, sono stati erogati 208.000 litri di acqua, con un risparmio pari a circa 138.666 bottiglie di plastica da 1,5 litri (corrispondenti a 5.296 kg). Nei prossimi anni altre riduzioni di rifiuti prodotti si otterranno con il compostaggio e con il reimpianto in mare della posidonia.
Ø Al Progetto hanno aderito 70 imprese turistiche e 60 di queste hanno ottenuto il marchio di qualità ambientale, per il quale sono stati definiti criteri per 10 categorie di servizi, gestito dall’Area Marina Protetta.
Ø In termini di flussi turistici dall’inizio del Progetto ad oggi è stato stimato un incremento continuo del numero di visitatori (ad es. +7% circa tra il 2013 e il 2014) e dei pernottamenti oltre ad un’estensione della stagione turistica (da aprile a ottobre) rispetto al picco estivo, con positive ricadute economiche. A questo risultato, che è da attribuire in primo luogo alle misure messe in atto dal Comune e dalla AMP, ha contribuito certamente il Progetto ENEA.
Ø La situazione è matura affinchè anche il nostro Paese intraprenda significativamente, sistematicamente ed in maniera governata il percorso verso una economia più sostenibile.
Ø Strumento prioritario per questo percorso è l’ulteriore sviluppo, diffusione ed implementazione dell’eco-innovazione nel quadro di una nuova e rilanciata politica industriale che sappia coniugare la competitività delle nostre imprese alla sostenibilità dei nostri sistemi produttivi.
Ø Il percorso verso la sostenibilità necessita del passaggio da innovazioni incrementali verso innovazioni radicali che hanno ampi effetti sistemici. Per far questo è necessario arrivare ad una futura governance dell’eco-innovazione made in Italy che sappia mettere a sistema i “tradizionali” concetti di eco-innovazione di processo e di prodotto con i più ampi concetti di eco-innovazione di sistema, dei consumi e più in generale degli stili di vita, culturali e sociali.
Alcune considerazioni di sintesi
Ø Tecnologici • La comunità scientifica è pronta a mettere a disposizione tecnologie,
strategie e approcci adeguati e a svilupparne ulteriori.
Ø Eco-innovazione dei sistemi di sviluppo e trasferimento della conoscenza • Sistemi educativi, scuole, università, sistemi d’informazione, processi
innovativi di formazione/informazione, etc.
• Progetti sistemici e integrati di dimensioni significative, con partenariato pubblico/privato e che coinvolgano aziende, distretti, reti di impresa, istituzioni locali e organizzazioni sociali, università ed enti di ricerca.
• Passaggio da innovazioni incrementali verso innovazioni radicali.
Ø Normativi e Finanziari • Legislazione End of Waste, GPP, etc.
• Agevolazioni per la valutazione e la gestione del ‘rischio’ tecnologico.
• Incentivi, credito di imposta, contributi ecologici, etc
Alcune considerazioni di sintesi Gli strumenti