CALORE PER RISCALDAMENTO DALLE ACQUE REFLUE DELLA CITTA

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1 CALORE PER RISCALDAMENTO DALLE ACQUE REFLUE DELLA CITTA Roberto Mazzini Presidente Milanodepur SpA MCE 2014-expocomfort-Milano

2 DEPURATORE di MILANO NOSEDO MCE 2014-expocomfort-Milano

3 Milano e le acque di scarico Il sistema di depurazione cittadino prevede la ripartizione delle acque reflue su tre impianti di trattamento: - Milano Nosedo - Milano San Rocco - Peschiera Borromeo Quantitativi di reflui urbani complessivamente trattati: 10 m 3 /s in tempo asciutto 30 m 3 /s in tempo di pioggia MCE 2014-expocomfort-Milano

4 MCE 2014-expocomfort-Milano Localizzazione dei depuratori

5 I tre depuratori previsti: NOSEDO: capacità di trattamento pari a ab. equivalenti litri/sec MILANO SAN ROCCO: capacità di trattamento pari a ab. equivalenti litri/sec PESCHIERA BORROMEO: capacità di trattamento pari a ab. equivalenti litri/sec MCE 2014-expocomfort-Milano

6 L Impianto di depurazione di Milano-Nosedo MCE 2014-expocomfort-Milano

7 L Impianto di depurazione di Milano-Nosedo 150 milioni mc/anno 5 mc/sec secco 15 mc/sec pioggia MCE 2014-expocomfort-Milano

8 L Impianto di depurazione di Milano-Nosedo Parametro U.M. Valore limite da contratto D. Lgs. 152/2006 Limiti per il riuso irriguo D.M. 185/2003 Valori medi in uscita Nosedo dal 2004 ph Solidi sospesi mg/l COD mg/l < 15 BOD mg/l < 5 Azoto totale mg/l Fosforo totale mg/l ,9 Escherichia Coli UFC/100 ml < 10 MCE 2014-expocomfort-Milano

9 Consorzio irriguo VETTABBIA 84 agricoltori membri, 90 fattorie Area irrigata: 3700 ha (oggi), 4400 ha (nel passato) Acqua utilizzata: litri/s max per l irrigazione di 1700 ha (Vettabbia alta) litri/s per i rimanenti 2000 ha Il consorzio agricolo paga 1827,42 euro/anno alla Regione Lombardia-oneri di concessione

10 L Impianto di depurazione di Milano-Nosedo Il riuso irriguo delle acque depurate Volumi di acque trattate M mc a livello qualitativo idoneo al riuso irriguo Volume Mm Treated water ,3 Coltivazioni presenti sul territorio: - Mais 45% - Riso 15% - Cereali-foraggi 40%

11 L Impianto di depurazione di Milano-Nosedo Il riuso irriguo delle acque depurate MCE 2014-expocomfort-Milano

12 1 Inquadramento energetico I numeri del depuratore di Nosedo Oltre 150 milioni di metri cubi trattati ogni anno Temperatura delle acque reflue relativamente costante durante l anno (compresa tra 11 C e 24 C) Portata istantanea minima nella stagione secca: 3,5 m 3 /s anno 150 M.mc Portata > 5 mc/sec 3,5 Portata istantanea diurna mediamente sopra i 5 m 3 /s T C 11 C 24 C MCE 2014-expocomfort-Milano

13 POMPE DI CALORE VALORE ENERGETICO DELL ACQUA DI SCARICO 30,0 25,0 Depuratore Milano Nosedo - Temperatura acque depurate gennaio gennaio C 20,0 C 15,0 10,0 14 C 5,0

14 Temperatura acqua di scarico nel 2013 da 14 a 24 C Depuratore di Milano Nosedo: valori di temperatura delle acque depurate 30,0 28,0 26,0 24 C C 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 14 C

15 Studio e progettazione e realizzazione Con MM si è svilippato lo studio per distribuire centrali di teleriscaldamento con pompe di calore in tutta la città. Posizionate in corrispondenza dei pozzi dell acquedotto ( 23), 7 in corrispondenza di importanti nodi fognari e 2 in corrispondenza dei due poli depurativi ( Nosedo e san Rocco) non ha avuto sviluppi -si auspica che possa essere rilanciato- grandi benefici ambientali riduzione emissioni 15

16 PLANIMETRIA GENERALE DELLE POSSIBILI CENTRALI 23 SITI ACQUEDOTTO N Nosedo 7 SITI FOGNATURA 2 POLI DEPURATIVI S.R S.Rocco 16

17 Inserimento possibili centrali nel piano di teleriscaldamento di A2a N Nosedo N S.R S.Rocco S.R 17

18 Studio utenze e potenzialità Milanodepur spa ha : Realizzato un impianto all interno del depuratore per riscaldare e condizionare i due edifici più importanti Sviluppato uno studio circoscritto alle utenze localizzate nelle vicinanze del depuratore di nosedo 18

19 1 Inquadramento Le acque reflue depurate come risorsa Nel depuratore di Nosedo le acque reflue depurate, rese disponibili a fine ciclo dal depuratore, attualmente sono destinate al solo uso irriguo ma potenzialmente sono sfruttabili anche come pozzo termico in accoppiamento con unità a pompa di calore per la produzione sia di acqua calda (teleriscaldamento) sia di acqua refrigerata (teleraffreddamento) Milanodepur ha già installato un impianto a pompa di calore con queste caratteristiche a servizio delle proprie palazzine, conseguendo grandi risultati in termini di efficienza energetica e riduzione delle emissioni di CO 2 edilizia ALER, edifici pubblici o a uso pubblico dei quartieri dell area sud-est Milano eventuale allacciamento del Nuovo Centro Europeo di Ricerca Biomedica Applicata (CERBA) di futura realizzazione accanto all attuale Istituto Europeo di Oncologia in via Ripamonti I.E.O

20 POMPE DI CALORE VALORE ENERGETICO DELL ACQUA DI SCARICO UN IMPIANTO RIQUALIFICAZIONE ED OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA DELL IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE A SERVIZIO DEGLI EDIFICI SERVIZI DEL DEPURATORE DI NOSEDO

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23 Indice di efficienza L'indice di efficienza energetica, cioè il rapporto tra kw termico o frigorifero erogato per kw elettrico assorbito dai compressori, migliora sensibilmente rispetto al preesistente impianto con scambio in aria come meglio evidenziato nella seguente tabella di raffronto: Tipologia delle unità a pompa di calore ESTATE EER (Energy Efficiency Ratio) INVERNO COP (Coefficient of Performance) aria/acqua 3,5 3,0 acqua/acqua 5,5 4,5

24 RISPARMIO ENERGETICO La nuova centrale concepita come sopra descritto introduce un notevole risparmio energetico rispetto alla situazione attuale. Alle condizioni estreme i vecchi gruppi a pompa di calore hanno i seguenti consumi: Potenza assorbita con 300 kw termici kw elettrici Potenza assorbita con 400 kw frigoriferi kw elettrici I nuovi gruppi avranno i seguenti consumi: Potenza assorbita con 300 kw termici: 80 kw elettrici per le pompe di calore, 15 kw per le pompe acque depurate e 15 kw per le pompe di trasferimento all edificio Rappresentanza. Totale 110 kw elettrici (con il 16,7% in meno al carico di punta); Potenza assorbita con 400 kw frigoriferi: 65 kw elettrici per le pompe di calore, 15 kw per le pompe acque depurate e 15 kw per le pompe di trasferimento all edificio Rappresentanza. Totale 98 kw elettrici (con il 41,7% in meno al carico di punta).

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26 Potenziale bacino d utenza: edilizia ALER, edifici pubblici o a uso pubblico dei quartieri dell area sud-est Milano eventuale allacciamento del Nuovo Centro Europeo di Ricerca Biomedica Applicata (CERBA) di futura realizzazione accanto all attuale Istituto Europeo di Oncologia in via Ripamonti-I.E.O. 26

27 CERBA Centro ricerche biomediche avanzate VERDE Centri ricerca

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29 Depuratore NOSEDO

30 Impossibile visualizzare l'immagine. 1 Inquadramento Misure di sostenibilità nel progetto preliminare del CERBA Il principio informatore nella progettazione integrata del nuovo CERBA consiste nella ricerca di soluzioni innovative per il raggiungimento dei requisiti di progetto minimizzando l impatto ambientale dell opera nel pieno rispetto dei requisiti specifici degli ambienti sanitari e di ricerca Energia termica e frigorifera mensile [MWh] Un attenzione particolare è stata posta quindi nello sfruttamento delle risorse rinnovabili disponibili nel contesto dell intervento, individuando la cogenerazione e lo sfruttamento dell acqua di falda (sorgente idrotermica per pompe di calore acqua/acqua) come le fonti primarie per la copertura pressoché integrale del fabbisogno termico per riscaldamento invernale del centro biomedico (con parziale copertura anche del fabbisogno frigorifero per climatizzazione estiva) Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Energia termica Energia termica Energia frigorifera E evidente che qualsiasi proposta tecnica per la Centrale di Teleriscaldamento di Nosedo debba esprimere concetti di efficienza energetica almeno comparabili con quelli del progetto CERBA.

31 2 Proposta tecnica Fluidi prodotti in Centrale: Rete di teleriscaldamento ad alta entalpia (90 C/65 C) per edifici ALER Rete di teleriscaldamento a bassa entalpia (50 C/35 C) per il CERBA Rete di teleraffreddamento (7 C/15 C) per il CERBA Allestimento tecnico della Centrale (a regime): n. 2 pompe di calore acqua/acqua con scambio termico da acque reflue depurate (23MW T complessivamente installati) trigenerazione a gas metano (n. 2 motori endotermici + n. 2 gruppi frigoriferi ad assorbimento a semplice effetto) generatori di calore ausiliari a gas metano e volano termico per back up e per la copertura delle punte di carico invernali gruppi refrigeratori centrifughi acqua/acqua a compressione elettrica per la copertura del carico di punta estivo MilanoDepur Depuratore di Nosedo, Nuova Centrale di Teleriscaldamento

32 2 Proposta tecnica CERBA ALER 103,106 GWh f/anno 7-15 c POMPA CALORE revers MWt bassa temp 90,5 GWht/a bassa temp 2 COGENERATORI 3,3 MW e 3,3 MW t POMPA CALORE 8 MWt alta temp 28,9 GWht/a alta temperatura ACQUA DEPURATA 1,1-2,7 mc/sec MilanoDepur Depuratore di Nosedo, Nuova Centrale di Teleriscaldamento

33 2 La proposta Una Centrale di Teleriscaldamento a Nosedo Come rendere disponibile alla città di Milano la grande risorsa termica delle acque reflue depurate di Nosedo? Realizzando una nuova CENTRALE DI TELERISCALDAMENTO nel sito del depuratore che sfrutti con tecnologie già consolidate ed affidabili questa grande risorsa. La Centrale potrà essere concepita con la necessaria flessibilità e scalabilità in funzione dell espansione delle reti di teleriscaldamento e teleraffreddamento. MilanoDepur Depuratore di Nosedo, Nuova Centrale di Teleriscaldamento

34 Allestimento Tecnico della proposta Fluidi producibili in Centrale: Rete di teleriscaldamento ad alta entalpia (90 C/65 C) per edifici esistenti Rete di teleriscaldamento a bassa entalpia (50 C/35 C) per le nuove realizzazioni Rete di teleraffreddamento (7 C/15 C) per le nuove realizzazioni MilanoDepur Depuratore di Nosedo, Nuova Centrale di Teleriscaldamento

35 Allestimento tecnico della Centrale (a regime): Pompe di calore acqua/acqua con scambio termico da acque reflue depurate, dimensionate per una potenza termica utile minima di 50MW T, sufficiente ad alimentare l equivalente di quasi vecchi alloggi in classe energetica D o nuove unità immobiliari in classe A 35

36 Allestimento Tecnico della proposta Trigenerazione a gas metano con motori endotermici + gruppi frigoriferi a ciclo chimico (assorbitori) funzionanti su input termico per sfruttare il cascame termico anche nel periodo estivo ( biogas) Volano termico per la copertura delle punte di carico invernali (specie al riavvio mattutino degli impianti termici condominiali) Generatori di calore di back up (prevalentemente in stand-by) per garantire l opportuna ridondanza e sicurezza nell erogazione del servizio 36

37 Non buttiamo via questo ben di Dio

38 Grazie per l attenzione!