GEOTERMIA E TELERISCALDAMENTO: L ESPERIENZA DI FERRARA

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1 GEOTERMIA E TELERISCALDAMENTO: L ESPERIENZA DI FERRARA Ing. Fausto Ferraresi Direttore Settore Teleriscaldamento Trieste, Ottobre 2012

2 Agenda Il Teleriscaldamento in Europa e in Italia Il Sistema TLR Geotermico di Ferrara 2

3 Cos è il Teleriscaldamento Il Teleriscaldamento è un sistema di riscaldamento a distanza che, attraverso una rete di condutture interrate, distribuisce il calore prodotto da uno o più poli di produzione centralizzati portando l energia direttamente ai singoli clienti mediante un fluido vettore. 3

4 Strategie di Sviluppo: i Sistemi Energetici Integrati Il Sistema di Teleriscaldamento integrato CHP Geotermia WTE Biomasse legnose Solare termico Recupero industriale La rete di teleriscaldamento è l infrastruttura fondamentale che veicola l energia termica rinnovabile e di recupero alle utenze. 4

5 Il Teleriscaldamento in Italia Oggi, il Teleriscaldamento in Italia: è presente in 100 città per un totale di 132 sistemi e una volumetria allacciata di 244 Mm 3 ca appartamenti equivalenti*; fornisce ai clienti serviti GWh t di Energia Termica e Frigorifera; produce GWh e di Energia Elettrica in cogenerazione; utilizza TEP di Geotermia (ca. 119 GWht); permette: di risparmiare TEP; di evitare l emissione di tonn di CO 2 * 1 appartamento equivalente = 80 m 2 x 3 m Fonte: Annuario AIRU 2011 (dati 2010) 5

6 Il Teleriscaldamento in Europa % del TLR nel settore riscaldamento 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 61% 50% 49% 42% 38% 20% 14% 10% 8% 4% Danimarca Polonia Finlandia Svezia Rep.Ceca Austria Germania Croazia Francia Italia In Italia il teleriscaldamento copre solo il 4% del settore del Riscaldamento. 6

7 Il Teleriscaldamento in Italia Dall analisi del bilancio energetico dello IEA, risulta che in Europa il 75% delle fonti per il TLR provengono da calore rinnovabile e di recupero In Italia, circa il 72% dell energia termica immessa in rete è prodotta con tecnologie a basso impatto ambientale*. Prod. Semplice 28,75% Fonti rinnovabili e di recupero 20,48% *Fonte: Annuario AIRU 2011 Cogenerazione 50,73% Pompa di calore 0,04% 7

8 Contributo del TLR al conseguimento degli obiettivi del PAN Il Piano d Azione Nazionale ha stabilito che nel 2020 l Italia dovrà coprire il 17% dei consumi finali di energia mediante FER [ktep] * Stima del contributo previsto per TLR che utilizza FER (Tabella 11 PAN) Risparmio energetico al *Dati AIRU con TLR incentivato Vari studi evidenziano che, se adeguatamente incentivato, il TLR può contribuire per ktep, invece delle 900 ktep previste dal PAN. 8

9 Il Teleriscaldamento in Italia Quale valore ha il calore fornito da un efficiente rete di TLR rispetto all analogo quantitativo energetico fornito da combustibile fossile (es. caldaie a metano)?? Possibili fattori da valorizzare Utilizzo fonti rinnovabili Geotermia; Recupero energia termica di processo Incremento Efficienza energetica; Promozione di filiere tecnologiche innovative; Tutela ambientale tramite la riduzione delle emissioni inquinanti e climalteranti. 9

10 Agenda Il Teleriscaldamento in Europa e in Italia Il Sistema TLR Geotermico di Ferrara 10

11 Il Sistema TLR di Ferrara Stato di Fatto La città di Ferrara è servita da un sistema di teleriscaldamento che rappresenta uno degli esempi più significativi di Sistema Energetico Integrato. Tale sistema si avvale principalmente di tre fonti: Geotermia; Recupero da WTE; Centrali termiche di integrazione e riserva a gas metano. 11

12 La Fonte Geotermica Caratteristiche L idrogeologia della Pianura Padana è caratterizzata da tre gruppi acquiferi (A, B, e C), a loro volta suddivisi in unità idrostratigrafiche inferiori. I più sfruttati a Ferrara sono essenzialmente i Complessi Acquiferi A1, A2 e A3 perché: sono situati a profondità minori; per il loro aspetto qualitativo (chimismo) nei complessi sottostanti il chimismo risulta compromesso sia per le condizioni riducenti (condizioni redox) che per la presenza di acque via via più salmastre o richiamate per la presenza del cuneo salino. Fonte: Progetto Metageo 12

13 La Fonte Geotermica Caratteristiche «Il sottosuolo di Ferrara è caratterizzato dalla presenza di un alto strutturale appartenente all arco di pieghe noto come "Dorsale ferrarese". Tale "Dorsale" è costituita da una fascia di anticlinali fagliate sepolte dai depositi marino-marginali e alluvionali quaternari che rappresentano il riempimento finale del bacino padano.» (Pieri e Groppi, 1981). Quaternario continentale Quaternario marino G2 G1 Pliocene med.-sup. Pliocene inf.messiniano Reservoir G1 Fonte: Progetto Metageo G3 Miocene Eocene Reservoir G2 Cretacico Reservoir G3 Giurassico-Triassico sup. 13

14 La Fonte Geotermica Caratteristiche Il thrust frontale delle Pieghe Ferraresi costituisce il vero fronte della catena C FE A B appenninica che, in questo settore, si accavalla verso nord sulla monoclinale A B C veneta, immergente verso sud. Reservoir G1 Reservoir G2 Reservoir G3 pozzi ENI Fonte: Progetto Metageo 14

15 La Fonte Geotermica Caratteristiche Il fluido geotermico è costituito da acqua calda a forte contenuto salino e alla temperatura di 100 C circa. Il fluido cede energia termica alla rete TLR. Il fluido caldo viene pompato verso la superficie dalla profondità di circa m attraverso 2 pozzi di prelievo. Scambiatore di calore Rete TLR Il fluido viene reiniettato nel sottosuolo per garantire la stabilità geotecnica. Pozzo di prelievo 1 Pozzo di prelievo 2 Pozzo di reimmissione 15

16 La Fonte WTE Fin dalla prima predisposizione del progetto, si è considerata l integrazione con il sistema di smaltimento RSU: RIFIUTI SOLIDI URBANI = RISORSA ENERGETICA SISTEMA ENERGETICO INTEGRATO La realizzazione dell impianto WTE (Waste To Energy) è iniziata nel 1989, per andare a regime nel A fine 2007 è entrato in esercizio il nuovo impianto WTE potenziato e migliorato tecnicamente. 16

17 Dati di Esercizio Impianto Geotermico Portata complessiva: 400 mc/h Potenza termica nominale: 14 MWt Energia prodotta: ca MWht/anno Impianto WTE Capacità smaltimento di progetto: t Capacità smaltimento autorizzata: t Potenza termica max per TLR: 29 MWt Energia termica per TLR: ca MWht 2 Centrali Termiche (integrazione e riserva) caldaie a metano Potenzialità caldaie: 84 MWt 2 Serbatoi d accumulo caldo: mc l uno 17

18 Benefici Sistema Energetico Integrato di Ferrara nel 2011 Energia Termica Totale Prodotta 179 GWht CT 17% Geotermia 42% WTE 41% Energia Rinnovabile e di Recupero: 83% del tot. (+ 20% vs 2010) Rispetto a un sistema tradizionale costituito da caldaie a gas e produzione elettrica da Parco Elettrico Nazionale, i benefici ambientali al 2011* sono stati: NOx evitate: kg +19% vs (39.351) CO2 evitata: t +18% vs (32.999) TEP risparmiate: t +22% vs (11.996) * Fonte: Bilancio di Sostenibilità 2011 Gruppo Hera 18

19 Sviluppo TLR previsto a medio termine Volumetria attualmente servita da TLR: mc + Volumetria allacciabile: ca mc Volumetria a regime ca mc ( appartamenti equivalenti circa il 40% degli appartamenti presenti nell intera città) Nella logica dei Sistemi Energetici Integrati, per sostenere questo sviluppo, si sta progettando un nuovo sistema di produzione nella zona Est della città. Valorizzare al massimo le risorse del territorio POLO ENERGIE RINNOVABILI 19

20 Il Progetto di Ricerca «Metageo» Nel 2008, HERA ha avviato un Progetto di Ricerca di nuovi Fonti Geotermiche, per individuare potenziali serbato. Il Progetto è stato sviluppato con il Consorzio Ferrara Ricerche di cui fanno parte: Gruppo Idrogeologico dell Università degli Studi di Ferrara (GIF); Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli della Regione Emilia Romagna (SGSS). Dagli studi è emerso che sono presenti DUE RESERVOIR. Viste le caratteristiche: - Profondità tetto: ca m; - Temperatura: ca C. il più adatto è risultato il G3. 20

21 Ipotesi di Progetto Nel nuovo polo di produzione si prevedono: Nuova fonte geotermica: 2 pozzi di prelievo + 1 di reimmissione 14 MWt; Sistema Solare Termico (SDH), ca. 1 MWt come prima fonte di energia termica (base-load) alla rete TLR; Sistema ORC di produzione energia elettrica, generatore da 250 kwe; 4 serbatoi di accumulo a stratificazione; 1 CT di integrazione e riserva, 3 caldaie da 14 MWt

22 L esempio di Ferrara Polo Energie Rinnovabili 22

23 Perforazioni previste in Fase di Ricerca

24 Sistema di Monitoraggio Esistente a Casaglia L attuale rete microsismica «FERR» è composta da 6 stazioni remote che formano una «stella» intorno alla zona di Casaglia. La rete permette: La registrazione in continuo dell attività sismica nell area del serbatoio di Casaglia; Di registrare anche terremoti che avvengono nelle aree limitrofe (a circa 100 km.) 24

25 Sistema di Monitoraggio Esistente a Casaglia Eventi Storici La situazione degli eventi sismici storici (pre sciame del 20 maggio 2012), non ha evidenziato particolari criticità imputabili al sistema. Distribuzione Terremoti sciame sismico iniziato il 20/5/12 25

26 Valutazioni Rischio Geologico CONTROLLO PREVENTIVO: Si stanno effettuando tutte le verifiche geologiche necessarie come richiesto dall iter Autorizzativo di Ricerca e dalla Regione Emilia- Romagna MONITORAGGIO: Predisposizione di una adeguata rete di monitoraggio sismico che verrà attivata prima dell avvio della Fase di Perforazione, con il coinvolgimento dell Università di Ferrara, per avere informazioni sulla sismicità naturale esistente e per controllare la fase di perforazione MODELLO GEOLOGICO: In fase di perforazione il modello geologico predisposto, verrà verificato ed eventualmente aggiornato coi dati del cantiere attraverso il modello definito, sarà possibile analizzare ogni eventuale problema di sismicità legato dalla attività di perforazione 26

27 Strutture previste nel Polo Energie Rinnovabili 1.Serbatoi di accumulo acqua calda e fredda 2.Sala delle Caldaie integrative/di soccorso 3.Sala delle Pompe 4.Sala dei Quadri 5.Sala Turbina 6.Pozzi geotermici 7.Vasche acque lavaggio impianti 8.Vasca di accumulo acque e impianto di sollevamento 9-9 Pannelli solari termici Area complessiva di intervento: mq Zona non edificabile: presenza elettrodotto ad alta tensione 27

28 Polo Energie Rinnovabili 28

29 Polo Energie Rinnovabili 29

30 Risultati Attesi Energia Termica tot. Prodotta: 289 GWh Energia Termica da Geotermia: 163 GWh Energia Rinnovabile Energia Termica di Recupero da WTE: Energia Termica da Solare: 99 GWh 1 GWh e di Recupero: 91% del tot. 30

31 Benefici Sistema Energetico Integrato Emissioni Evitate* Benefici ambientali e energetico ambientali NOx evitate: kg + 85% vs pari a kg di polveri CO 2 evitata: t + 85% vs equivalenti a di alberi TEP risparmiate: t + 97% vs equivalenti a pannelli fotovoltaici da 1 kw Emissioni Evitate Medio termine NOx [kg] CO2 [tonn] TEP risparmiate * A parità di fabbisogno energetico, si considera l Energia Termica prodotta con il TLR come sostitutiva di un Sistema Tradizionale costituito da caldaie a gas e gasolio. 31

32 Riconoscimenti In virtù dei benefici attesi e delle soluzioni innovative che rappresenterebbero il primo esempio di applicazione in Italia, il progetto Polo Energie Rinnovabili ha ottenuto il certificato di merito all interno del: INTERNATIONAL DISTRICT ENERGY CLIMATE AWARDS 2011 la cui premiazione si è svolta a Parigi il 9 Maggio

33 Riconoscimenti Vista l unicità del sistema in termini di applicazioni innovative a livello italiano, il Polo Energie Rinnovabili è stato annoverato tra le Best Practice di: Geo.Power, progetto finanziato dal Programma Interreg IV C, basato sullo scambio di buone prassi in materia di geotermia a bassa entalpia; SDH Takeoff, progetto in ambito Intelligent Energy Europe (IEE), finalizzato a: analizzare le best practice applicative del solare al teleriscaldamento; trasferire know how e cooperazione a livello europeo. 33

34 Grazie per la cortese attenzione Ing. Fausto Ferraresi Direttore Direzione Settore Teleriscaldamento HERA S.p.A. Via Cesare Diana, Ferrara tel fax