"Il monitoraggio dei parametri ambientali per le Sonde Geotermiche "

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1 A.N.I.M. U.G.I. Le pompe di calore geotermiche: i vincoli e le opportunità per lo sviluppo "Il monitoraggio dei parametri ambientali per le Sonde Geotermiche " Sergio Chiesa sergio.chiesa@idpa.cnr.it Marco Pagani marco.pagani@idpa.cnr.it CNR -IDPA Milano 11 dicembre 2008

2 Introduzione Nel dibattito sulla scelta della/e risorse energetiche frequentemente non viene analizzato a fondo il concetto della sostenibilità Concetto che riguarda: La disponibilità della risorsa, l eventuale rinnovabilità, l impatto ambientale ecc. E di fondamentale importanza definire delle norme per lo sfruttamento della risorsa geotermica e, quindi, far si che le norme recepiscano questo concetto. Axelsson et al., 2001 For each geothermal system, and for each mode of production, there exists a certain level of maximum energy production, below which it will be possible to maintain constant energy production from the system for a very long time ( years).

3 Introduzione Della sostenibilità alcuni stati europei (es. Svizzera, Svezia) hanno fatto, da anni, l argomento principale per la diffusione di questa forma di risorsa: - La geotermia è una sorgente d'energia indigena e rispettosa dell'ambiente; non rilascia nell'atmosfera né sostanze inquinanti né biossido di carbonio, rimpiazzando così in maniera ideale gli agenti energetici fossili. - La geotermia è permanentemente disponibile; non dipende da condizioni climatiche, stagionali o dalle ore della giornata. - Inesauribile alla dimensione dell'era umana, la geotermia fa parte delle energie rinnovabili, quindi "durature": i bisogni dell'attuale generazione possono essere soddisfatti senza compromettere quelli delle generazioni future. - Le installazioni geotermiche sono appena percettibili in superficie; esse richiedono un minimo spazio attorno alla perforazione.

4 Introduzione Nella presentazione si cercherà di illustrare quali aspetti ambientali possono essere modificati dalla diffusione massiva delle sonde geotermiche

5 Stato attuale delle conoscenze Esiste un abbondante bibliografia che affronta vari aspetti relativi a: - Quantità di energia estraibile nei vari contesti litologici ed idrogeologici - Variazioni stagionali della stessa - Mappatura delle aree a differente potenzialità - Prescrizioni relative alle modalità di perforazione ed installazione delle sonde geotermiche - Interazione tra sonde nel caso di campi di sonde - Prestazioni di sonde innovative in termini di materiali e altri accorgimenti Manca, salvo rare eccezioni, una normativa chiara e coerente per le sonde geotermiche in generale e per le differenti tipologie che sono disponibili

6 Il quadro normativo Al livello nazionale il quadro normativo è molto frammentato: spesso le competenze sono provinciali. A livello Europeo esistono paesi con normative avanzate (Germania, Svizzera e Svezia). Frequentemente le competenze sono a scala regionale. La frammentazione della normativa è probabilmente uno dei freni all impiego diffuso della risorsa geotermica nel nostro paese.

7 L esempio della Regione Lombardia - Da una parte nel Documento di Programmazione Economica e Finanziaria Regionale si prevede che l utilizzo delle grandi potenzialità geotermiche a bassa entalpia del sottosuolo lombardo per il riscaldamento, il condizionamento estivo e la catena del freddo commerciale sia favorito con interventi di semplificazione normativa e di sostegno. - Dall altra nel Regolamento regionale 24 marzo 2006, n. 2, Disciplina dell uso delle acque superficiali e sotterranee dell utilizzo della acque ad uso domestico, del risparmio idrico e del riutilizzo dell acqua. Esiste una clausola che prevede l applicazione di un canone annuo (80 ) nel caso la sonda geotermica intercetti una falda.

8 I possibili impatti delle sonde geotermiche In fase di realizzazione dell impianto: La perforazione, se non attentamente eseguita, può mettere in comunicazione diverse falde. A regime: Una delle preoccupazioni espresse dai tecnici dell Arpa Lombardia riguarda, nel caso di una forte diffusione di questi impianti, le possibili modificazioni delle caratteristiche termiche (per le sonde a circuito chiuso) e di tipo chimico (per le sonde con prelievo e re-immissione).

9 I possibili impatti delle sonde geotermiche La prospettiva è quella di un largo impiego della risorsa geotermica a bassa entalpia soprattutto in edifici già realizzati (quindi in aree urbane) e in edifici con particolari caratteristiche/esigenze. Ben spaziati? Younger (2007) GeoDrilling International special publication, pp. 8-9 I dati disponibili sono scarsi e non sempre estrapolabili alle condizioni geologiche e idrogeologiche che caratterizzano il singolo sito. E quindi importante costruire un quadro di conoscenza e normativo che permetta di sfruttare appieno la risorsa geotermica nel tempo.

10 Quadro di conoscenza: monitoraggio Per questo abbiamo proposto l attivazione di un monitoraggio in siti pilota coinvolgendo i soggetti interessati all installazione di campi di sonde importanti. La raccolta di dati sperimentali necessita di strumentazioni adeguate e, soprattutto, di periodi di osservazione sufficientemente estesi (nell ordine degli anni). Anche alcune associazioni di categoria dei costruttori edili si sono dette interessate al monitoraggio di alcune installazioni in differenti contesti geoclimatici.

11 Quadro di conoscenza: ambiti idrogeologici Nella messa a punto di uno schema di monitoraggio per alcune installazioni abbiamo schematizzato un limitato numero di ambiti con condizioni abbastanza differenti in grado di rappresentare situazioni ad ampia diffusione. - Materiali con granulometria e porosità elevata prevalente ( alte pianure alluvionali, terrazzi alluvionali, conoidi, fasce detritiche, depositi piroclastici ecc.) - Materiali con granulometria e porosità bassa prevalente (pianure alluvionali, depositi glaciali ecc.) -Materiali molto fini e porosità bassissima (pianure alluvionali distali, depositi lacustri, tufi vulcanici.) - Rocce porose (conglomerati, arenarie, brecce, rocce fratturate,casificate, ignimbriti recenti) - Rocce compatte A queste categorie si devono aggiungere quelle derivate per la presenza parziale o totale della falda idrica

12 Quadro di conoscenza: monitoraggio Alcune delle condizioni individuate sono presenti, con sufficiente omogeneità, in aree estese per cui l installazione di reti di monitoraggio potrebbero fornire dati utili per numerosi potenziali utilizzatori. Tali ricerche a nostro avviso dovrebbero essere promosse dagli enti locali (Regioni) e i risultati messi a disposizione degli operatori affinché si diffonda questo importante strumento di RISPARMIO ENERGETICO e di MITIGAZIONE DELL INQUINAMENTO ATMOSFERICO.

13 Alcune proposte. Costruzione di un catasto (a scala regionale) degli impianti esistenti contenente le informazioni relative agli impianti, ai sistemi sistemi di scambio (es. geometria della sonda/ campo sonde) e alla quantità massima di energia estraibile. Sarebbe auspicabile che nelle normative riguardanti la realizzazione delle sonde si prevedesse l obbligatorietà della verifica dell efficienza dello scambio termico a sonda realizzata in modo da garantire la quantità di energia estraibile e la congruità con l impianto di climatizzazione

14 Esempio GIS Web-page del GIS dedicato all utilizzo della risorsa geotermica nel cantone di Zurigo (Svizzera)

15 Esempio GIS Web-page del GIS dedicato all utilizzo della risorsa geotermica nel cantone di Zurigo (Svizzera)