Ventotene 1

8.1 Ventotene

8.1.1 Ventotene zero

Il primo scenario presentato è quello che verrà utilizzato come metro di paragone per gli altri proposti in seguito, nei quali si valuteranno gli impatti associati all’introduzione dei sistemi di accumulo e fonti FRNP in relazione all’obbiettivo dell’analisi. Lo scenario descrive la situazione attuale sull’isola di Ventotene, non sono state fatte aggiunte di nessun tipo e l’accumulatore non è stato accoppiato all’insieme. Si riporta la tabella computazionale creata in Excel in cui sono presenti i parametri inseriti in SimaPro per la

modellazione dello scenario.

Vengono considerati i dati di Figura 25, la produzione energetica annuale totale sull’isola di Ventotene è di 2824.27 MWh di cui 2700 MWh da centrale termoelettrica, 118.6 MWh di fotovoltaico e 5.6 MWh di eolico che corrispondono al 4.2 e 0.2% della produzione totale. Tramite una proporzione si riesce a ricavare il numero di ore di funzionamento degli impianti da FRNP che sarà poi applicato anche negli altri scenari in modo da renderli quanto più simili alla situazione reale. I dati sono visibili in Tabella 35.

Tabella 35: Ventotene 0, situazione attuale impianti e produzione esistenti

Viene ora riportato il dato relativo al consumo di combustibile dalla centrale termoelettrica nell’arco temporale della vita utile della batteria, in questo scenario non è considerato l’accumulatore, ma vengono stimate le quantità di gasolio necessarie per la centrale termoelettrica, tenendo conto della quantità di combustibile che la centrale consumerebbe nel suo normale funzionamento per la soddisfazione del fabbisogno dell’isola, visibili in Tabella 36 .

Tabella 36: Combustibile consumato (Litri)

8.1.2 Ventotene 1

Nello scenario Ventotene 1 si è considerato di mantenere la soluzione esistente sull’isola dal punto di vista delle quote di FRNP prodotte, ovvero mantenendo inalterati i contributi del 4.2% da fonte solare e dello 0.2% da fonte eolica, e di accoppiare un accumulatore in parallelo alla rete da 0.6 MWh. Come già esplicitato in precedenza, si ipotizza che l’accumulatore venga utilizzato per immagazzinare l’energia prodotta dalle fonti FRNP in modo da rilasciarla durante il picco di domanda, agendo in questo modo come compensatore per evitare la risposta della centrale termoelettrica ai picchi di domanda e allo stesso tempo per migliorare lo sfruttamento dell’energia prodotta dalle fonti aleatorie in fasce orarie diverse da quelle di massima produzione per gli impianti FRNP. Nella situazione presentata, la quantità energetica accumulabile nel sistema SdA in

Produzione valore Unità ^{N°ore funz.} impianti Unità

prod. Tot 2824,3 MWh termoelettrica 2700 MWh

fotovoltaico 118,6 MWh 1222,9 h/anno

eolico 5,6 MWh 1882,8 h/anno

n. cicli Litri gasolio

3000 5.346.537

5000 6.930.697

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base alla sua durata utile, è visibile in Tabella 37, mentre la quantità di combustibile che il sistema di accumulo ha consentito di risparmiare è visibile in Tabella 38.

Tabella 37: MWh accumulati - Ventotene 1

Tabella 38: Litri di combustibile risparmiati - Ventotene 1

Il calcolo in SimaPro ha prodotto il seguente risultato visibile in Figura 37.

Figura 37: Valutazione dei danni - Ventotene 1, 3000 cicli

La quota di energie rinnovabili è esigua al momento sul territorio isolano, l’integrazione dell’accumulatore al sistema di generazione a diesel ha prodotto risultati modesti dal punto di vista dell’analisi degli impatti. Con riferimento alle risorse il calo risulta giustificato dalla quota di combustibile che si va a risparmiare con l’introduzione dell’accumulatore pari al 7.5% del fabbisogno di gasolio usuale.

La convenienza dei sistemi di accumulo rispetto alla soluzione che non li prevede risulta conveniente per la batteria agli ioni di sodio che appare la migliore in tutti e tre gli indicatori, mentre le altre tipologie di accumulatori, mostrano di essere vantaggiosi dal punto di vista delle risorse anche se la convenienza risulta minore, pure per l’ecosistema.

Con riferimento alla salute umana il contributo dell’accumulatore LPF risulta più impattante rispetto alla soluzione senza il sistema di accumulo, di un punteggio pari a 7.5%; andando nel dettaglio dell’analisi di inventario i valori associati alle emissioni di bario, zinco e cromo nell’acqua risultano per quest’accumulatore più elevate rispetto a tutte le altre soluzioni, compresa quella senza l’accumulo. Anche il consumo di acqua

N° cicli ^{MWh accumulati} vita utile

3000 1620

5000 2100

13000 4680

N° cicli ^{Litri gasolio} necessari ^{Litri gasolio} risparmiati

3000 4.946.616 399.921 5000 6.412.281 518.416 13000 14.290.225 1.155.327

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primaria nel caso LPF risulta più elevato con un valore pari a 3.07 DALY rispetto agli altri valori dell’ordine di grandezza medio pari a 1.7 DALY.

Valutando nel complesso l’indicatore della human health il valore più alto è associato alle emissioni gassose di particolato dovute alla produzione da fonte fossile e ciò non stupisce vista e considerata la modesta taglia dell’accumulo considerata per questo scenario. Esplicitando la valutazione per processo nello scenario con la LPF, risulta un elevato valore per il processo relativo al rame che incide di 20.2 DALY mentre per le altre tecnologie lo stesso indicatore ha per il rame valori tra i 10-12 DALY.

La valutazione consente di affermare i vantaggi dell’integrazione dei sistemi di accumulo dal punto di vista del consumo delle risorse primarie e che anche un accumulatore di piccole dimensioni può contribuire al risparmio di fonti fossili coinvolte nella generazione distribuita.

Con l’esclusione del lungo termine si evidenzia la convenienza dei sistemi di accumulo, in tutte le categorie gli impatti associati risultano minori che nella soluzione che non li prevede.

Generalmente non viene applicata l’esclusione del lungo termine nella valutazione degli impatti, poiché si esclude parte delle emissioni associate al fine vita degli impianti; il lungo termine considera gli effetti delle emissioni rilasciate anche dopo i 100 anni, quindi la stima del lungo termine è sempre accompagnata da un certo valore di incertezza.

Si è voluto evidenziare l’esclusione del lungo termine in quanto rilevante ai fini dell’indagine sui sistemi di accumulo. Nel lungo termine i processi più impattanti risultavano essere quelli relativi allo smaltimento e riutilizzo dei componenti degli accumulatori, associati ad emissioni in aria e in acqua di sostanze pericolose, attraverso l’esclusione questi processi risultano meno impattanti su tutte le diverse categorie, come si evince da Figura 38. Con l’esclusione del lungo termine, le diverse tecnologie si equivalgono tra loro, la differenza con la soluzione senza accumulatore è calcolata con un punteggio di 7% nelle categorie salute umana ed ecosistema, mentre è del 10.1% la differenza nell’indicatore risorse.

Figura 38: Valutazione dei danni - Ventotene 1, 3000 cicli - esclusione del lungo termine

Si continua la valutazione del medesimo scenario ma facendo riferimento ad un numero maggiore di cicli della batteria, 5000. L’analisi mostra i risultati leggermente diversi rispetto ai precedenti visibili in Figura 37 per la valutazione a 3000 cicli. Innanzitutto, si può sottolineare come nell’indicatore della salute umana il dislivello precedente tra la soluzione senza batteria e quello con l’accumulatore LPF si sia assottigliato portando la percentuale di incidenza ad una differenza pari allo 0.9%. Anche per le altre tipologie di accumulatori i risultati sono diventati migliori per tutte le categorie confrontate con lo scenario 0, in verde scuro. Si nota subito come la batteria agli ioni di sodio anche in questo caso presenti la soluzione meno impattante, mentre valutando le altre tecnologie si può affermare che le batterie a nichel-cadmio-magnesio e quelle a flusso di vanadio si equivalgono alla fine del ciclo 5000.

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Figura 39: Valutazione dei danni - Ventotene 1, 5000 cicli

L’esclusione del lungo termine anche in questo caso evidenziava il minor impatto dei sistemi di accumulo rispetto alla soluzione 0, non viene riportata in quanto simile al risultato precedente, Figura 38, la differenza con la soluzione senza accumulatore forniva un punteggio di 7.5% per le categorie salute umana e ecosistema e di 10.5% nella categoria risorse.

Si procede ora con il confronto tra la soluzione senza accumulatore e lo scenario Ventotene 1 a 13000 cicli.

Figura 40: Valutazione dei danni - Ventotene 1, 13000 cicli

L’unica tecnologia di accumulo che può garantire ad oggi una vita utile così lunga è la batteria a flusso di vanadio. Non vengono dunque confrontate le altre tipologie di accumulo in quanto lo scenario non sarebbe rappresentativo della realtà.

La valutazione dei danni, in Figura 40: Valutazione dei danni - Ventotene 1, 13000 cicliFigura 40, evidenzia la convenienza del sistema di accumulo rispetto a tutte le categorie d’impatto, con una riduzione più marcata dell’indicatore delle risorse. Il risultato è in linea con quanto ci si aspettava. Nell’arco dei 13000 cicli la batteria ha consentito l’accumulo di più energia e ciò pone lo scenario con la VRFB assolutamente conveniente in termini ambientali rispetto alla soluzione senza l’accumulo.

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Possiamo concludere l’analisi di questo primo scenario evidenziando come il sistema di accumulo nelle sue diverse tecnologie confrontate risulti conveniente rispetto alla soluzione priva di sistema di accumulo dal punto di vista degli impatti. Per quanto nella valutazione del contesto a 3000 cicli alcune tecnologie risultino più impattanti in alcune categorie, risultano comunque più convenienti nell’indicatore risorse e con l’esclusione del lungo termine. Si può inoltre affermare che la riduzione degli impatti si attesta a valori modesti rispetto alla soluzione 0 ma i motivi riguardano la bassa penetrazione delle FRNP attualmente sull’isola e gli elevati impatti associati alle tecnologie di accumulo considerata la bassa capacità installata di 0.6 MWh.