Progetto Whysol per la realizzazione di una centrale termoelettrica a olio vegetale in Comune di Zanica (BG).

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1 Progetto Whysol per la realizzazione di una centrale termoelettrica a olio vegetale in Comune di Zanica (BG). Osservazioni a seguito della relazione di ARPA Lombardia e della disponibilità SEI alla cogenerazione. Zanica, I Cinisello Balsamo (MI)-Via Garibaldi, 21. Tel Fax daniele@serviziterritorio.it P.IVA Ordine Ingg. Prov. M ilano N

2 Sommario 1 IN MERITO ALLA DISPONIBILITÀ DI SEI ALLA COGENERAZIONE E POSSIBILE OPERARE IN ASSETTO DI COGENERAZIONE NEL SITO PREVISTO? I LIVELLI DI TEMPERATURA DEL CALORE COGENERATO A SEGUITO DELLA PRESENTA DI UN ORC IN MERITO ALLE OSSERVAZIONE PRODOTTE A SEGUITO DELLE SIMULAZIONI MODELLISTICHE DI ARPA LOMBARDIA... 5 pag. 2

3 1 IN MERITO ALLA DISPONIBILITÀ DI SEI ALLA COGENERAZIONE Con la comunicazione di DEI alla Provincia in data 6 Maggio 2011, il Proponente precisa che il suo progetto non è stato concepito come impianto di cogenerazione ma di sola produzione termoelettrica. SEI dichiara che l impianto è comunque predisposto a tale scopo ma questa potrebbe essere una ovvietà in quanto qualunque motore endotermico lo sarebbe oppure un dato da a acquisire come utile alla discussione qualora i motori venssero progettati in assetto di cogenerazione (cioè dotati in fabbrica dei necessari scambiatori di calore sia sul lato del raffreddamento camicia/olio sia sul lato fumi). Nella citata comunicazione SEI si rende comunque disponibile a cedere il calore a tariffa agevolata. A questo proposito sorgono due ordini di problemi che citiiamo nel seguito 1.1 E possibile operare in assetto di cogenerazione nel sito previsto? Una centrale di cogenerazione non si definisce semplicemente in base al fatto che ilo motore sia dotato dei necessari scambiatori per il recupero di calore. Questa è una condizione tecnica infatti certamente necessaria ma non sufficiente. Per cogenerare il calore è necessaria la presenza di una utenza termica in grado di utilizzare tale calore. I sistemi di cogenerazione infatti si progettano proprio a partire dalla definizione dell utenza termica in considerazione che poi la produzione elettrica sarà sempre facilmente trasferibile alla rete elettrica. Considerando la localizzazione prevista per la centrale, che si trova a ridosso di un quartiere costituito prevalentemente da edifici monofamiliare, la realizzazione e la gestione economicamente conveniente di una rete di teleriscaldamento appare non proponibile. Diverso sarebbe il caso qualora il progetto venisse traslato, come richiesto dal Comune di Zanica, nella zona industriale posta a sud della tangenziale perché in tal caso il calore potrebbe essere distribuito alle aziende contigue per mezzo di pag. 3

4 una rete di teleriscaldamento con maggiori prospettive di economicità del servizio. 1.2 I livelli di temperatura del calore cogenerato a seguito della presenta di un ORC La presenza di un sistema di recupero del calore dei fumi mediate una turbina a ciclo Rankine Organico (ORC) permette di incrementare il rendimento elettrico della centrale con un vantaggio economico per il proponente. Il rendimento elettrico della centrale aumenterebbe di alcuni punti percentuali, pur rimanendo comunque al di sotto del rendimento medio nazionale della produzione termoelettrica (che l AEEG comunica essere del 46%). Questo impianto aggiuntivo però ha una controindicazione nel caso si intenda recuperare il calore cogenerato in una rete di teleriscaldamento. Infatti, l ORC utilizza il calore ad alta temperatura dei fumi, ne trasforma una parte (10-15%) in energia elettrica e restituisce il resto ad una temperatura molto più bassa (dipende dal progetto, ma normalmente attorno ai C). Togliere al calore recuperato l entalpia dei fumi significa rendere impossibile fornire calore ad una temperatura di almeno 90 C come sarebbe minimamente necessario per la distribuzione ad una rete di teleriscaldamento a scala urbana. In pratica, l ORC non sarebbe compatibile con la supposta disponibilità alla cogenerazione, cio a meno che il calore venga distribuito solo a scala molto locale, con utenti che non richiedono elevate temperature. Questa situazione potrebbe essere forse compatibile con una rete locale limitata alla zona industriale (nel caso di adesione alla proposta del Comune di Zanica) mentre non sarebbe proponibile in una rete più estesa a scala urbana, a meno, naturalmente, di prevedere una integrazione del livello di temperatura erogata con impianti integrativi della produzione termica. 1.3 In merito alla temperatura di uscita dei fumi con inserimento ORC pag. 4

5 Il proponente risponde alla osservazioni del Comune di Zanica la quale segnalava che la presenza dell ORC avrebbe ridotto la temperatura di uscita dei fumi e quindi prodotto un peggioramento in termini di maggiori livelli di concentrazione al suolo La risposta dice in sostanza che ciò è vero ma che le simulazioni modellistiche erano state effettuate considerando già la temperatura di 150 C (ovvero quella effettiva). Da parte nostra continuiamo a sostenere che al di là di quale sia il livello delle ricadute di inquinanti al suolo, di cui si discute nel merito al capitolo successivo, la presenza dell ORC rispetto alla soluzione progettuale iniziale è comunque peggiorativa e in parte limita il vantaggio introdotto dalla riduzione del numero di moduli 2 IN MERITO ALLE OSSERVAZIONE PRODOTTE A SEGUITO DELLE SIMULAZIONI MODELLISTICHE DI ARPA LOMBARDIA Prendiamo atto che ARPA Lombardia riconosce le approssimazioni contenute nello studio modellistico prodotto inizialmente da SEI, in primo luogo l impiego di una classe di stabilità media che non è accettabile per una corretta descrizione dei fenomeni che determinano la dispersione di inquinanti in atmosfera. Ciò premesso ARPA Lombardia si appresta ad effettuare una simulazione con un modello ben più adatto allo scopo ma, probabilmente in considerazione del poco tempo disponibile, ha effettuate una simulazione su base oraria ma limitata a soli due periodi di un mese ciascuno (un mese invernale e uno estivo). Inoltre, sempre per una velocizzazione dei tempi di calcolo, le simulazioni ARPA prevedono una griglia di calcolo (dove il modello colloca i recettori delle ricadute) con spaziatura di 1 km. Questa assunzione è francamente criticabile in quanto a fronte di camini così bassi, le ricadute inquinanti più elevate sono previste su scale di poche centinaia di metri e quindi una griglia di calcolo cosi pag. 5

6 lasca rischia di perdere la necessaria sensibilità sui valori delle massime ricadute al suolo nei pressi della centrale. Con queste premesse e limitazioni possiamo notare comunque che la stima della media annua, estrapolata dai dati delle due medie mensili disponibili, porta a valori di 3-4 µg/mc, ovvero il 10% del valore limite sulla media annua di NO2. Per quanto riguarda invece i dati delle concentrazioni massime di punta il modello di ARPA porta a risultati di picchi orari di 118 µg/mc con il camino da 12.7 metri. Si tratta di valori di concentrazioni molto elevati se si considera che questi si sovrappongono a valori del fondo pre-esistente e che pertanto possono portare a dei superi dei valori limite almeno nei punti delle massime ricadute. Se poi passiamo al risultato per il camino da 25 metri, (come richiesto dal Comune di Zanica) troviamo che questi valori salgono a 121 µg/mc. Questa è una evidente incongruenza perché non è possibile che un camino alto il doppio possa portare a un aumento delle ricadute al suolo invece che una diminuzione. Si evidenzia dunque anche in questo caso che la griglia di calcolo troppo ampia (1 km) non riesce a cogliere correttamente i valori di punta che certamente interessano distanze inferiori alla spaziatura della griglia di calcolo adottata. Inoltre ARPA segnala che i valori di punta riportati nel modello sono valori massimi mentre la normativa fissa limiti normativi per l NO2 riferiti al 99.8mo percentile delle medie orarie di un anno. In altre parole dalle simulazioni ARPA non si ottengono indicazioni direttamente utili al confronto con i livelli di riferimento della normativa. Date queste incongruenze e allo scopo di mantenere la discussione su un piano dio collaborazione, abbiamo incaricato una società specializzata nell effettuare le simulazioni analoghe ma riferite ad un intero anno solare. pag. 6

7 Il modello utilizzato è il lagrangiano Calpuff che è stato utilizzato con gli stessi input utilizzati da ARPA sul lato delle emissioni e con i dati meteo rilevati nella postazione ARPA di Osio sotto (intero set annuale 2009). Dei risultati della nuova simulazione riportiamo tre mappe che rappresentano la distribuzione delle concentrazioni attese a livello del suolo: a) La mappa del 99.8-mo percentile delle concentrazioni orarie di NOx per la localizzazione prevista dal progetto e il camino alto 12.7 metri (situazione di progetto); b) La analoga mappa ottenuta traslando il punto di emissione nella zona industriale a sud della tangenziale di Zanica (posizione auspicata dal Comune di Zanica) c) La mappa delle ricadute ottenuta con l innalzamento del camino a 25 metri. Si osserva che, 1. Le valori massimi del 99.8mo percentile delle ricadute al suolo sono stimati pari a 37 µg/mc (vedi Tavola 1) 2. Le ricadute interessano in larga misura le aree residenziali a ridosso dell insediamento progettato (vedi Tavola 1) 3. Spostando l emissione nella zona industriale le stesse ricadute non raggiungerebbero più la zona residenziale (vedi Tavola 2) 4. Alzando il camino a 25 metri, i valori massimi del 99.8-mo percentile scendono da 37 a 19 µg/mc, ovvero di circa la metà. In definitiva si dimostra con queste simulazioni che: a) Lo spostamento dell impianto nella zona industriale permetterebbe di limitare l impatto sulla zona residenziale e quindi di mitigare gli effetti sulla salute della popolazione; b) L innalzamento del camino a 25 metri sarebbe comunque una misura mitigativa, meglio ancora se sommata alla dislocazione del punto di emissione pag. 7

8 c) Il mantenimento dell impianto nel sito di progetto iniziale porterebbe a incrementare i livelli di NOx fino a livelli che, sommati ai valori di fondo, possono portare a raggiungere o superare i limiti di legge per questo inquinante d) Le valutazione di cui sopra si riferiscono agli NOx. Va da se che per gli altri inquinanti (CO, PM10, Idrocarburi) valgono considerazioni del tutto analoghe. pag. 8

9 3 CONCLUSIONI Le simulazioni effettuate da ARPA confermano che le ricadute al suolo di inquinanti in situazioni di punta sono significative e portano al rischio di superamento a livello locale dei valori limite di legge. Le ricadute stesse interesserebbero ampie zone dell abitato di Zanica, confermando i problemi per la salvaguardia della salute dei cittadini di questi quartieri. Lo spostamento dell impianto nella zona industriale, come richiesto dal Comune di Zanica, permetterebbe di di limitare gli effetti sulle zone residenziali a renderebbe il progetto meno impattante sulla qualità dell aria a scala locale. L innalzamento del camino a 25 metri avrebbe un effetto di limitazione significative dei livelli delle ricadute al suolo tale da dimezzare i valore delle massime concentrazioni. La possibilità di recupero utile del calore cogenerato è resa meno praticabile dalla presenza della turbina ORC che porta a limitare la temperatura utile dell acqua calda da distribuire all utenza. Poiché l impiego della cogenerazione sarebbe una misura mitigativa importante (poiché permetterebbe di chiudere altre emissioni sostituite dal servizio di teleriscaldamento) il progetto sarebbe compatibile solo a condizione che le utenze del calore siano localizzate a breve distanza dall insediamento. Anche questa considerazione porta a vedere come maggiormente utile al territorio se localizzata nella zona industriale a sud della tangenziale dove le utenze sarebbe costituite dalla altre aziende insediate nello stesso ambito industriale. In fede Ing. Daniele Fraternali pag. 9

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