Il calore terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici

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1 Regione Lombardia - A.N.I.M. - UGI LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE : I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO Milano - 11 dicembre 2008 Il calore terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici G.Passaleva - Presidente UGI 1

2 2 Regione Lombardia - A.N.I.M. UGI LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE: I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO Il Calore della Terra La Terra ha una riserva interna di calore praticamente infinita (8x kcal) Il flusso termico in superficie è però molto esiguo (media terrestre : 63 mw/m 2 ; in Italia varia da 30 a 100 mw/m 2, con picchi fino a 450 mw/m 2,nella zona tirrenica) Il gradiente termico medio, oltre i 20 m di profondità, è di 30 C/km In pratica non è possibile alcun uso tal quale del calore terrestre, salvo il caso di fuoriuscite spontanee di fluidi caldi. (sorgenti termali, fumarole,lagoni, geysers) G.Passaleva - UG I - Il calore terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici 2 2 2

3 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE : I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO CARATTERIZZAZIONE GEOTERMICA DEL TERRITORIO ITALIANO La presenza di rocce permeabili ricoperte da coltri impermeabili, genera le condizioni favorevoli per la formazione di risorse geotermiche: Risorse con T >150 C entro 3 km, in molte aree della fascia preappenninica tosco-laziale-campana ed in alcune isole vulcaniche del Tirreno; Risorse con T = C entro 3 km, nel 50% del territorio nazionale (in particolare nella Pianura padana e nelle isole maggiori) Risorse con T = C, a modesta profondità, nelle aree suddette ed in molte altre. 3

4 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE : I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO Il Calore terrestre per la climatizzazione degli edifici : 1) Mediante utilizzo di fluidi caldi sotterranei a) Uso diretto : Acque calde di media temperatura, da pozzi di modesta profondità Acque termali b) Uso indiretto Acque calde, da scambiatori alimentati da vapore di pozzi profondi (solo a margine di centrali geotermoelettriche) Acque calde di bassa temperatura (<50 C), da pozzi di modesta profondità (in ciclo aperto o ciclo chiuso) tramite POMPE di CALORE per elevarne la temperatura, o abbassarla nel caso di condizionamento estivo. G.Passaleva - UG I - Il Calore terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici 4

5 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE : I VINCOLI E E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO Il Calore terrestre per la climatizzazione degli edifici 2) Utilizzando il terreno (o acque di superficie) come fonte di calore, sempre con POMPE di CALORE Mediante sonde scambiatrici verticali (profondità <300 m) Mediante serpentine inserite in pali di fondazione Mediante serpentine scambiatrici orizzontali a bassa profondità (< 2 m) G.Passaleva - UG I - Il Calore terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici 5

6 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE : I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER R LO SVILUPPO Schemi esemplificativi di impiego delle Pompe di Calore geotermiche 6

7 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE : VINCOLI E OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO Principali vincoli per il prelievo di calore dal sottosuolo. A) Principali vincoli tecnici : - per il prelievo di acque calde (ciclo aperto). possibilità di reperimento di acquiferi a profondità medio-basse, con necessità di restituzione a distanza sufficiente e salvaguardia qualitativa delle acque - per il prelievo di calore direttamente dal suolo (ciclo chiuso). buona conducibilità del terreno (roccia valore medio : 2-4 W/(m. C) (mat. non consolid. secco : 0,4-0,5 umido : 1,7-2,0). buona conducibilità del sistema di scambio. sufficiente distanza e opportuna geometria di disposizione delle sonde G.Passaleva - UGI - Il Calore Terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici 7

8 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE: VINCOLI E OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO Principali vincoli per il prelievo di calore dal sottosuolo. B) Principali vincoli autorizzativi : Livello Nazionale Entro i 400 m di profondità si è fuori della legge geotermica 896 / 86. Qualora ci sia interessamento delle acque sotterranee, si hanno come norme di riferimento attuali le leggi 464/84 (solo se si superano i 30 m di profondità), la legge 36/94 e la 152/2006, che sono leggi generali per il prelievo e lo scarico delle acque. Nessuna norma per prelievo di calore direttamente dal terreno. Livello Regionale o Provinciale Regione Lombardia: regolamento n. 2 / 2006 (disciplina utilizzo acque superficiali e sotterranee per uso domestico, incluse sonde geotermiche, applic. solo a sist. aperti) Regione Toscana : L.R. 39 / 2005 (autorizzazione sistemi geotermici) Provincia di Bolzano : delibera n.3564 del 26 / 9 / 2005 : prescrizioni per posa sonde geotermiche. Provincia di Bologna : domanda per richiesta di esecuzione sonde geotermiche verticali Sostanziale carenza di norme e di unificazione! G:Passaleva - UGI - Il Calore Terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici 8

9 9 Regione Lombardia - A.N.I.M. - UGI LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE: I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO LA GEOTERMIA NEL QUADRO ENERGETICO NAZIONALE CONSUMO LORDO TOTALE ANNUO DI ENERGIA in Italia: ca TEP 87 % : combustibili fossili, (di cui ca il 30 % per riscaldamento) 7 % : idroelettrica ed altre fonti rinnovabili 6 % : energia elettrica importata GEOTERMIA : TEP (0, 6% del totale), di cui: x Generazione elettrica TEP (0,5 % del totale) x Usi diretti del calore TEP (0,1% del totale) Ciò significa che c è un campo aperto enorme per l utilizzo del calore geotermico nell ambito della climatizzazione degli edifici G:Passaleva UGI Il Calore terrestre a bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici 9

10 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE : I VINCOLI ELE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO PREVISIONI DI CRESCITA TOTALE DEGLI USI DIRETTI DEL CALORE GEOTERMICO ENTRO IL 2020 S C E N A R I O I S C E N A R I O II Potenza Risparmio Potenza Calore usato installata di petrolio installata Calore usato Risparmio di petrolio Anno ( ) (TJ/anno) (TEP) ( ) (TJ/anno) (TEP) % Tasso di crescita medio annuo 17% 10

11 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE: I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO Previsione di crescita delle pompe di calore geotermiche al % di Scenario II Scenario I 37 % di 4000 Gli obiettivi di crescita al 2020 costituiscono una tappa intermedia per raggiungere un più sostenuto sviluppo nei decenni successivi. 11

12 LE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE: I VINCOLI E LE OPPORTUNITA PER LO SVILUPPO PREVISIONI DI CRESCITA DEGLI USI TOTALI DEL CALORE NATURALE IN ITALIA AL 2020, SECONDO LO SCENARIO II Anno Generazione elettrica 810 (MW e ) 5.2 (TWh/a) (TEP) (MW e ) 10 (TWh/a) (TEP) Usi diretti (tutti) 650 ( ) (TJ/a) (TEP) ( ) (TJ/a) (TEP) Energia geotermica totale Incidenza sul consumo totale di energia del Paese (TEP) (TEP) 0.6 % > 1.2 % Emissione evitata di CO (t/a) (t/a) G.Passaleva - UGI - Il Calore Terrestre di bassa temperatura per la climatizzazione degli edifici 12

13 1 3 LA GEOTERMIA IN ITALIA: grande potenziale di risorse idrotermali soprattutto nelle aree in evidenza nella tavola; possibilità di impiego di pompe di calore per utilizzare anche risorse di bassa temperatura su tutto il territorio; 1000 Comuni prioritari (caratterizzati dalla presenza di acque fino a 60 C entro 2000 m) G.Passaleva - UGI - Il Calore Terrestre per la climatizzazione degli Edifici 13