Idee per predisporre lo sviluppo dei sistemi geotermici non convenzionali - Introduzione al dibattito -

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1 Idee per predisporre lo sviluppo dei sistemi geotermici non convenzionali - Introduzione al dibattito - I punti del dibattito File: Convegno CNR-SIGEA-UGI, Roma 8/6/2012- R.CATALDI- Introduzione al Dibattito- FINALE 23/5/2012 R. Cataldi (UGI/Unione Geotermica Italiana) 1. Cosa sono, dove si trovano e quali prospettive di sviluppo hanno oggi in Italia i sistemi geotermici non convenzionali di alta temperatura; 2. Potenzialità dei sistemi in parola, con ipotesi sugli obiettivi di sviluppo al 2050 e relativi vantaggi; 3. Cosa si dovrebbe fare per preparare lo sviluppo dei sistemi geotermici non convenzionali con l uso di tecnologie innovative. Convegno CNR-SIGEA-UGI Il possibile contributo della geotermia di alta temperatura per la produzione di energia elettrica in Italia fino al 2050 con l uso di tecnologie innovative Roma, c/o CNR- Sala Marconi; 8/6/2012 1

2 1. Cosa sono, dove si trovano e quali prospettive di sviluppo hanno oggi in Italia i sistemi geotermici non convenzionali 1.1) Di cosa siano e dove si trovino in Italia i sistemi in parola ne hanno parlato tutti i Relatori; ma per il dibattito conviene ricordarne i concetti essenziali. a) EGS (ex HDR ed HFR) Complessi di rocce competenti sepolte, con permeabilità quasi nulla o scarsa, fessure chiuse o fratture sigillate da circolazione idrotermale fossile, ubicati in aree con o senza anomalia termica regionale, per cui la loro temperatura dipende solo dalla profondità a cui si trovano. b) Sistemi geopressurizzati Complessi clastici di età < 10 Ma, molto permeabili per porosità primaria, che formano acquiferi confinati a profondità > 2 km, nei quali la pressione dell acqua è regolata dal carico litostatico delle formazioni sovrastanti, con pressioni anche laterali in regime di compressione. c) Sistemi magmatici Sistemi connessi ad apparati vulcanici attivi, con camera magmatica a piccola profondit dità (< 5-6 km), nei quali la temperatura del fluido utilizzato per estrarre calore dipende da quella al tetto del corpo igneo. d) Sistemi a fluidi supercritici I fluidi si trovano in condizioni supercritiche ed hanno perciò densità energetica molto alta, ben maggiore di quella dei fluidi estraibili dai sistemi idrotermali di alta temperatura. e) Sistemi a salamoia calda Si tratta di sistemi inizialmente aperti ma poi diventati chiusi per self-sealing sealing in cui l acqua originale ha subito un lungo processo di concentrazione salina raggiungendo i tenori di una vera e propria salamoia (TDS totale >> 10 mg/l). 2

3 %1. Cosa sono, dove si trovano e quali prospettive di sviluppo hanno oggi in Italia i sistemi geotermici non convenzionali %1.1) Ubicazione in grande ed aree favorevoli per progetti R&S dei sistemi geotermici non convenzionali (Ne hanno parlato in generale la D.ssa Manzella, ed in particolare Il Dr. D Offizi per gli EGS, l Ing. Battistelli per i sistemi geopressurizzati, ed il Prof. Bonatti per i sistemi geotermici sottomarini) 3

4 %1. Cosa sono, dove si trovano e quali prospettive di sviluppo hanno oggi in Italia i sistemi geotermici non convenzionali %1.1) Coalescenza dei sistemi geotermici non convenzionali Come si intuisce dalla figura precedente, i sistemi in parola sfumano a volte l uno nell altro, sia lateralmente che verticalmente, in funzione di numerosi fattori: termici, strutturali ed idrogeologici. Essi possono perciò presentarsi, in alcune aree, in giacitura coalescente tra di loro. La rappresentazione concettuale sottostante fa vedere come, in una stessa zona, un sistema EGS, ad es., può passare gradualmente ad un sistema idrotermale. Pertanto, è spesso difficile definire i limiti, le aree ed i volumi di ogni sistema. Di conseguenza è spesso impossibile valutare non solo le riserve estraibili in una certa zona di uno specifico sistema, ma anche le relative risorse in posto. 4

5 %1. Cosa sono, dove si trovano e quali prospettive di sviluppo hanno oggi in Italia i sistemi geotermici non convenzionali % 1.1) Prospettive di sviluppo dei sistemi geotermici non convenzionali fino al 2030 Ne ha fatto cenno l Ing. Passaleva dicendo che al max. 500 dei 2000 MWe stimati da UGI possono provenire fino al 2030 dai sistemi geotermici non convenzionali. E ciò si può verificare soltanto se la maturazione tecnologica di qualcuno di quei sistemi avviene in Italia entro i primi anni 20. Tuttavia, anche se la stima del potenziale energetico di ciascuno dei sistemi in esame è difficile a causa della coesistenza in alcune aree, e della coalescenza in altre aree di alcuni di essi, le risorse complessive dei sistemi geotermici non convenzionali per produzione di energia elettrica sono molto maggiori dei 500 MWe max. stimati da UGI fino al 2030 e sopra citati. Infatti,.. 5

6 2. Potenzialità dei sistemi geotermici non convenzionali, con ipotesi sugli obiettivi di sviluppo al 2050 e relativi vantaggi 2.1) Aree prioritarie di sviluppo Su terra ferma: km 2 Su aree costiere ed off-shore TOTALE: km 2 2.2) Stima delle risorse a T 200 C C potenzialmente estraibili fino al 2050 Da aree in terra ferma: GWanno(e) Da aree costiere ed off-shore TOTALE: GWanno(e) 2.3) Potenza installabile e produzione ottenibile Per un tempo di utilizzazione a carico pieno, ad es., di 50 anni, le risorse in parola corrispondono ad una potenza installata di MWe, con una produzione dell ordine di TWh/anno /anno. Questi uesti valori includono quelli stimati per lo sviluppo iniziale dei sistemi non convenzionali (max. 500 MWe, e 3 TWh) fino al 2030 e si aggiungono alla potenza installabile ed alla produzione ottenibile dai soli sistemi idrotermali (1.500 MWe e 9 TWh al 2030, come detto dall Ing. Passaleva). 6

7 %2. Potenzialità dei sistemi geotermici non convenzionali, con ipotesi sugli obiettivi di sviluppo al 2050 e relativi vantaggi 2.4) Stima del petrolio risparmiato e CO 2 evitata al 2050 con lo sviluppo dei sistemi non convenzionali I TWh/anno detti nella diapositiva precedente consentirebbero di: risparmiare 4,75 11,4 x 10 6 Tonn/a di olio combustibile; evitare lo scarico in atmosfera di x 10 6 Tonn/a di CO 2. Si tratta di valori molto importanti sul piano economico ed ambientale. Infatti: 2.5) Valore economico del petrolio risparmiato A prezzi alla fonte come quelli attuali (~100 US$/bbl bbl 520 EU/Tonn Tonn) il valore del petrolio risparmiato oscillerebbe tra 2,5 6 miliardi di Euro. Ma se si ipotizzano dal 2030 al 2050 prezzi volte maggiori di quelli attuali il valore economico del petrolio risparmiato oscillerebbe tra miliardi di EU. 2.6) Incidenza della CO 2 evitata Se raffrontati ai valori attuali di emissioni (480x10 6 Tonn/a) /a),, i 15 36x10 6 Tonn/a detti sopra corrisponderebbero ad un intervallo del 3 7% del totale. Ma, siccome gli scarichi devono diminuire sotto i 400x10 6 Tonn/a per attestarsi negli anni forse intorno a 300x10 6 Tonn/a /a,, il contributo dei soli sistemi non convenzionali alla riduzione totale degli scarichi di gas serra in atmosfera oscillerebbe tra il 5 ed 12%. 7

8 3. Cosa fare per predisporre lo sviluppo dei sistemi non convenzionali con l uso di tecnologie innovative - Proposta dell UGI per un Progetto finalizzato - 3.1) Prospettive di base Con le attuali tecnologie, il futuro della geotermia in Italia è molto promettente per gli usi diretti;ma non è così per la produzione di energia elettrica perchè le aree con sistemi idrotermali a T>150 C entro profondità di 5 km non superano i 1500 km 2. Pertanto (come ha detto l Ing.Passaleva), la generazione da essi ottenibile può raggiungere nel 2030, al massimo, i 2000 MWe ed i 12 TWh/a. Traguardi più ambiziosi possono essere immaginati solo puntando allo sfruttamento dei sistemi geotermici non convenzionali,, di cui l Italia l ampiamente dispone. Ma poichè il tempo di maturazione della loro tecnologia è di almeno anni, il tema del loro sviluppo va affrontato con adeguato anticipo, nel quadro di una visione unitaria del problema. 3.2) Proposta dell UGI Nel quadro sopra detto, l UGI pensa che si dovrebbe promuovere l esecuzione di un Progetto finalizzato di R&S dei sistemi geotermici non convenzionali con i seguenti obiettivi: verificare la fattibilità tecnica e la convenienza economica di sfruttare il calore della Terra con tecnologie innovative,, per produrre energia elettrica in quantità industriali nelle peculiari condizioni geologiche del territorio italiano; quantificare le risorse estraibili dai sistemi geotermici non convenzionali; ed individuare le aree prioritarie su cui avviare la coltivazione dei d suddetti sistemi a partire dai primi anni 20 fino al

9 %3. Cosa fare per predisporre lo sviluppo dei sistemi non convenzionali con l uso di tecnologie innovative. - Proposta dell UGI per un Progetto finalizzato - 3.3) Programma generale del Progetto Perforazione di pozzi da 4 55 km in siti geologicamente diversi tra loro,, per studiare le caratteristiche del serbatoio e dei fluidi presenti nei 5 sistemi geotermici non convenzionali. In almeno 3 di tali siti dovrebbe essere installato un impianto pilota (1 1,5 1,5 MWe) per verificare il comportamento della produzione nel tempo in condizioni reali di esercizio. 3.4) Tempi prevedibili per il Progetto a) Impostazione, approvazione, ed organizzazione operativa del Progetto: 1,5-2 anni; b) Esecuzione del Progetto (lavori di campagna, laboratorio ed ufficio) con attività da svolgere in gran parte in parallelo tra i diversi siti: 5-6 anni; c) Elaborazione dei risultati ottenuti nei diversi siti, quantificazione delle risorse estraibili, scelta delle aree preferenziali, compilazione, stampa e valutazione del rapporto: 1,5-2 anni. TOTALE : anni. 3.5) Costo stimato del Progetto: M, M, a seconda del numero dei pozzi (a moneta di oggi). L UGI AUSPICA CHE L IDEA L DI ESEGUIRE UN PROGETTO NAZIONALE FINALIZZATO ALLO SVILUPPO DEI SISTEMI GEOTERMICI NON CONVENZIONALI PER AUMENTARE NOTEVOLMENTE LA PRODUZIONE DI ENERGIA GEOTERMOELETTRICA IN ITALIA VENGA CONDIVISA DAGLI ESPERTI E RECEPITA AL PIU PRESTO DAL GOVERNO E DALLE ISTITUZIONI. L UGI RESTA POI DISPONIBILE A DARE IL SUO CONTRIBUTO TECNICO ALL IMPOSTAZIONE DEL PROGETTO, ED (IN FASE DI ESECUZIONE) ALLE RELATIVE ATTIVITA DI STUDIO E RICERCA. 9