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Thesis etd-02172022-104717


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
PASINI, GIANLUCA
URN
etd-02172022-104717
Thesis title
Prospettive di decarbonizzazione del sistema energetico nazionale: focus sul contributo della mobilità stradale e navale
Academic discipline
ING-IND/33
Course of study
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Supervisors
tutor Prof. Ferrari, Lorenzo
relatore Prof. Barsali, Stefano
relatore Prof. Desideri, Umberto
Keywords
  • decarbonizzazione
  • mobilità
  • rinnovabili
  • sistema elettrico
  • storage
  • vettori energetici
Graduation session start date
24/02/2022
Availability
Withheld
Release date
24/02/2025
Summary
Il settore dell’Energia in senso lato è responsabile di oltre il 70% delle emissioni climalteranti (GHG) a livello globale. La necessità di ridurne l’impatto è sempre più impellente ed innumerevoli sono gli accordi e trattati internazionali che fissano ambiziosi target per prevenire, o quantomeno limitare, gli effetti del cambiamento climatico indotto dalle emissioni GHG di origine antropica. La ricerca a livello internazionale, sia di base che applicata, supportata anche da una chiara volontà politica, è sempre più focalizzata proprio nell’individuare e sviluppare nuove tecnologie per raggiungere questo obiettivo. In questo contesto la decarbonizzazione del trasporto, in tutte le sue modalità, ha assunto rilevanza di prim’ordine.
I vettori energetici dedicati alla mobilità, considerati fondamentali nella transizione verso una maggiore sostenibilità, sono quello elettrico (che può essere direttamente decarbonizzato con fonti rinnovabili, seppur spesso non programmabili), il gas naturale (il combustibile fossile a minor impatto che dovrebbe sostituire laddove possibile carbone e derivati del petrolio) e gli altri combustibili carbon neutral (di origine biologica e/o sintetica).
Questo studio dapprima analizza dal punto di vista energetico gli impatti sul sistema elettrico italiano al crescere della penetrazione di rinnovabili, compreso il tema dello stoccaggio elettrico e della trasformazione in diversi vettori energetici (sistemi "power-to") che può aiutare nella decarbonizzazione di altri settori ma può anche generare effetti controproducenti se non ben concepita e gestita. I principali risultati ottenuti riguardano l’opportunità di uno stoccaggio elettrico di relativamente modeste dimensioni, al massimo su scala giornaliera, mentre stoccaggi di lungo termine o con bassi rendimenti non risultano pienamente giustificabili a livello di sistema. Il cambio di vettore energetico, ad esempio tramite elettrolisi, è da limitare esclusivamente alle quantità di energia elettrica in surplus mentre qualunque altra strategia di produzione dell’idrogeno porta a effetti controproducenti in termini di emissioni GHG, anche in scenari ad elevata penetrazione di rinnovabili.
Successivamente sono state condotte ricerche, sia simulative che sperimentali, sulla mobilità terrestre su gomma e su quella navale, indagando alcune delle possibili opzioni tecnologiche verso la progressiva decarbonizzazione di questi settori, con una particolare attenzione alle interazioni dirette con il sistema elettrico per quanto riguarda i veicoli a batteria che domineranno il segmento automotive. Vengono individuate anche altre soluzioni tecnologiche e vettori energetici che saranno tipicamente utilizzati durante la transizione, a partire dall’LNG, e che potranno rimanere anche nel futuro remoto nei segmenti della mobilità che non sarà possibile elettrificare con accumuli elettrochimici. La conversione totale del parco circolante stradale, anche nelle più azzardate previsioni, sarà un processo che si concluderà nell’arco di oltre 2 decadi per la mobilità stradale e ancor di più per la mobilità navale, senza dimenticare che in questo arco di tempo il modo di concepire la mobilità, soprattutto quella privata, potrebbe cambiare radicalmente.
Infine, alla luce di questi approfondimenti e delle più recenti previsioni, vengono proposti alcuni scenari di evoluzione futura del panorama energetico.
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