Panel Specialistico : L energia della Terra Modulo/Sottomodulo: La Geotermia. Docente: Dott. Geol. Alessandro Murratzu Data 10/01/2014

Transcript

1 Panel Specialistico : L energia della Terra Modulo/Sottomodulo: La Geotermia Docente: Dott. Geol. Alessandro Murratzu Data 10/01/2014

2 D.P.R. n.395 del 27 Maggio 1991 Competenza Ministero dell industria, del commercio e dell artigianato Direzione generale delle Miniere Ufficio Nazionale Minerario per gli idrocarburi e la geotermia Permesso di ricerca

3 Permesso di ricerca Documentazione da presentare Area del permesso di ricerca Esercizio del permesso di ricerca

4 Documentazione da presentare Dati del richiedente Provincie e comuni ricadenti nell area del permesso di ricerca Coordinate geografiche dei vertici dell area del permesso di ricerca Superficie in Km 2 dell area del permesso di ricerca ALLEGATI Carta 1: (IGM) con i limiti dell area del permesso di ricerca Carta 1: (IGM) pulita Carta nautica 1: (Istituto Idrografico della Marina) per permessi di ricerca in mare Programma dei lavori Relazione con le esperienze pregresse in ambito minerario e geotermico Relazione tecnica su aspetti geografici, geologico-strutturali e vincoli dell area del permesso di ricerca Valutazione di Impatto Ambientale (V.I.A.)

5 Area del permesso di ricerca Continua e compatta Delimitata da archi di meridiano e di parallelo Lunghezza minima minuto primo La distanza tra vertici estremi del permesso non deve essere superiore a quattro volte la lunghezza media dell area, intesa come altezza del rettangolo equivalente avente per base tale distanza

6 Esercizio del permesso di ricerca Esecuzione delle indagini previste nel programma dei lavori Per le indagini geofisiche Richiesta di autorizzazione alla Sezione competente del Ministero dell industria, del commercio e dell artigianato Direzione generale delle Miniere Ufficio Nazionale Minerario per gli idrocarburi e la geotermia. Esecuzione di pozzi esplorativi Presentazione del programma esecutivo alla Sezione competente Rinvenimento dei fluidi geotermici Nessun rinvenimento

7 Rinvenimento dei fluidi geotermici Comunicazione all Ufficio Nazionale Minerario per gli idrocarburi e la geotermia. Esecuzione delle prove di produzione Riconoscimento nazionale e locale della risorsa geotermica Tramite Ufficio Nazionale Minerario per gli idrocarburi e la geotermia Concessione di coltivazione

8 Concessione di coltivazione Domanda di concessione di coltivazione da presentare presso la Sezione competente del Ministero dell industria, del commercio e dell artigianato Direzione generale delle Miniere Ufficio Nazionale Minerario per gli idrocarburi e la geotermia. Relazione tecnica Programma dei lavori Esercizio della concessione

9 D.P.R. n.485 del 18 Aprile 1994 Normativa che regolamenta l iter burocratico per il rilascio delle varie autorizzazioni da parte del Ministero dell industria, del commercio e dell artigianato Direzione generale delle Miniere Ufficio Nazionale Minerario per gli idrocarburi e la geotermia a seguito della presentazione delle documentazioni previste nel D.P.R. n.395 del 27 Maggio 1991 Arrivo della richiesta o domanda Istruttoria Rilascio dell autorizzazione Nessuna autorizzazione

10 D.L. n.22 del 11 Febbraio del 2010 e D.L. n. 28 del 3 Marzo 2011 Competenza Ministero dello Sviluppo Economico Ufficio Nazionale Minerario per gli idrocarburi (UNMIG) di concerto con il Ministero dell ambiente e della tutela del territorio.

11 D.L. n.22 del 11 Febbraio del 2010 e D.L. n. 28 del 3 Marzo 2011

16 Quinto Conto Energia Risultati dell incentivazione

17 Risultati dell incentivazione

18 L. n.134 del 7 Agosto 2012 Detrazione 55% Interventi che possono beneficiare della detrazione Documentazione da presentare

19 Interventi che possono beneficiare della detrazione

20 Documentazione da presentare

21 D.M. 28 Dicembre 2012 Conto Termico Attuazione del D.L. n.28 del 3 Marzo 2011 Soggetti ammessi: Amministrazioni pubbliche Soggetti privati Persone fisiche Condomini Soggetti titolari di reddito di impresa o di reddito agrario Interventi incentivabili Interventi di incremento dell efficienza energetica Interventi di piccole dimensioni relativi ad impianti per la produzione di energia termica da fonti rinnovabili e sistemi ad alta efficienza INTERVENTI E DURATA INCENTIVI Come accedere agli incentivi L incentivo è erogato dal GSE. A tal fine, il GSE predisporrà un portale Internet, attraverso il quale i soggetti interessati a richiedere l incentivo potranno compilare e inviare la documentazione necessaria

22 Interventi e durata incentivi

23 D.M. 6 Luglio 2012 Incentivi da fonti rinnovabili elettriche

24

25 Permessi di ricerca in Toscana e Lazio

26 Permessi di ricerca in Toscana e Lazio

27 Applicazioni pratiche Risorsa geotermica Media / Bassa entalpia < 90 C Media / Alta entalpia > 90 C Produzione di energia elettrica Media/ bassa Entalpia Media/ alta Entalpia

28 Media / Bassa Entalpia Single Use Sonde geotermiche Pompe di calore Teleriscaldamento

29 Sonde geotermiche Al di sotto dei primi 4-5 m di profondità, la temperatura rimane costante intorno ad C. Gli impianti a bassa entalpia utilizzano il calore del sottosuolo a profondità ridotte attraverso l utilizzo di sonde geotermiche. Nelle sonde geotermiche scorre un fluido termovettore che trasferisce il calore dal o al terreno Tipologie di sonde geotermiche

30 Tipologie di sonde geotermiche Simplex singola U (A/R) Duplex doppia U (2 A/R) Concentrica due tubi coassiali (esterno A / interno R)

31 Pompe di calore La pompa di calore è una macchina termica ad alta efficienza. Nello specifico utilizza il sottosuolo come serbatoio di calore per condizionare termicamente gli ambienti interni di edifici sia in estate che in inverno. Nei mesi invernali il calore viene trasferito in superficie Nei mesi estivi il calore in eccesso presente negli edifici, viene restituito al terreno Sistema Open Loop Sistema Closed Loop

32 Sistema Open Loop Il fluido termovettore è rappresentato dall acqua di falda che viene catturata e rilasciata una volta terminato il ciclo di scambio termico

33 Sistema Closed Loop Sfruttano indirettamente il calore contenuto nei terreni o nei corpi idrici tramite uno scambio con un fluido termovettore circolante in tubi (o sonde)

34 Sistemi di teleriscaldamento Sistema di riscaldamento a distanza di un quartiere o di una città che utilizza il calore prodotto da una centrale termica, da un impianto di cogenerazione o da una sorgente geotermica. In un sistema di teleriscaldamento il calore viene distribuito agli edifici tramite una rete di tubazioni in cui fluisce l acqua calda o il vapore (Autorità Energia Elettrica e Gas) Componenti: Centrale termica Rete di trasporto e distribuzione Sottocentrali Esempi reali

35 Centrale termica Una centrale elettrica produce calore e/o energia elettrica Combustibili Tipi di impianto Schema di centrale geotermica per teleriscaldamento

36 Combustibili Combustibili per alimentare le centrali termiche: Carbone Prodotti petroliferi Olio combustibile Gas naturale Fattori di scelta Costo Disponibilità in loco Impatto ambientale Biomassa Ramaglie forestali, residui e prodotti agricoli, residui legnosi Geotermia Rifiuti solidi urbani Calore refluo industriale

37 Tipo di impianto Impianto semplice Solo calore Impianto combinato Calore + energia elettrica (cogenerazione)

38 Rete di trasporto e distribuzione Fluidi utilizzati Vapore Acqua calda Acqua surriscaldata Olii diatermici Tubazioni Acciaio Ghisa Vetroresina Materiale plastico Coibentazione Lana di roccia Lana di vetro Lana di schiuma Poliuretano espanso Guaina bituminata Resine termoindurenti Interna Esterna

39 Schema di centrale geotermica per teleriscaldamento Schema semplificato del sistema di riscaldamento geotermico di un complesso di edifici a Reykjavik, Islanda (da Gudmundsson, 1988).

40 Esempi reali 1. Iniziative di successo Ferrara Colline Metallifere 2. Prospettive su Pisa e Roma 3. Il teleriscaldamento geotermico nel futuro

41 Ferrara Sistema energetico integrato Impianti Geotermico WTE (Waste to Energy) Rete di trasporto e distribuzione Benefici e sviluppo

42 Impianto geotermico Ferrara (Hera) Fluido geotermico 100 C Alto contenuto salino Profondità di prelievo circa m Impianto 2 pozzi di prelievo 1 pozzo di re-immissione Scambiatore di calore Informazioni geologiche e geotermiche Dati

43 Informazioni geologiche e geotermiche

44 Dati fonte geotermica Portata complessiva 400 m 3 /h Temperatura fluido geotermico C Temperatura fluido TLR in mandata C Temperatura fluido TLR in ritorno C Energia prodotta Fino a MWht/anno

45 Rete di trasporto e distribuzione

46 Benefici e sviluppo 1/3

49 Colline metallifere - Impianti di teleriscaldamento da geotermia Pomarance Monterotondo Marittimo Castelnuovo Val di Cecina

50 Pomarance

51 Monterotondo Marittimo

52 Prospettive su Roma Dettaglio Roma Sezione geologica rappresentativa Flusso di calore (Italia Centrale)

53 Dettaglio su Roma

54 Flusso di calore (Italia centrale)

55 Sezione geologica rappresentativa

56 Il teleriscaldamento geotermico nel futuro 1/2 Serbatoi artificiali in rocce calde secche secondo lo schema innovativo DS:HDR (Deep Shaft:Hot Dry Rock) Il nuovo schema per la creazione di serbatoi artificiali in rocce calde secche DS:HDR consentirebbe di estrarre a costi competitivi immense quantità di calore dalle rocce calde sotterranee. Questa soluzione, che permetterebbe la realizzazione di impianti geotermici di grande taglia (da 500 a MWe) praticamente ovunque nel mondo, promette di risolvere alla radice i problemi di costo che hanno impedito il passaggio nel 1995 alla fase industriale degli esperimenti condotti per quasi 20 anni a Fenton Hill (New Mexico) dal Los Alamos Laboratory per conto del DOE (Department of Energy statunitense). Con questa innovazione, infatti, si risparmierebbero ingenti quantità di denaro grazie all'idea, tecnicamente alla portata delle moderne tecnologie utilizzate in campo minerario, di sostituire i tratti improduttivi delle numerose e costose perforazioni (oltre 600 per un impianto da MWe), altrimenti necessarie per raggiungere dalla superficie le rocce calde poste a 3-5 km di profondità, con uno shaft (pozzo di grande diametro) verticale di servizio e delle gallerie di collegamento sub-orizzontali; opere, queste, che oltre a risultare di gran lunga più convenienti ed efficienti delle suddette perforazioni, sarebbero infinitamente meno impattanti delle stesse.

57 Il teleriscaldamento geotermico nel futuro 2/2

58 Media / Alta Entalpia Tecnologie alla base della produzione di energia elettrica con la geotermia Sistema Dry-Steam (Tipo Larderello, Italia) Sistema Flash (Tipo Miravalles, Costa Rica) Sistema binario (ORC) Costi/benefici Impianti ORC Turboden Sistema Hot Dry Rocks

59 Sistema binario ORC

62 Impianti ORC Turboden

63 Impianti ORC Turboden

64 Sistema Hot Dry Rocks

65 Costi/benefici Per impianto tipo da 1 MWel con 2 pozzi di prelievo ed uno di resa ad una profondità compresa tra 1200 e 1800 metri e considerando il raffreddamento dell impianto con condensatori e quindi senza disponibilità di acqua fredda (ipotesi più cautelativa per il rischio di investimento) si ipotizza la seguente situazione. Benefici: anno solare di lavoro medio: 7800 h kwh totali/anno= entrate da tariffa= x 0,2= ,00 euro/anno Costi: costo impianto ORC a MWel: ,00 euro con condensatori e senza acqua di raffreddamento 3 pozzi (2 di presa ed uno di resa): circa ,00 euro costo aggiuntivi per la reiniezione fluidi: ,00 costi terreno: variabili attività tecniche e autorizzazioni: ,00 costi totali ,00 Rientro dell investimento 6-7 anni

66 CENTRI VULCANICI E PLUTONICI IN ITALIA Centri vulcanici e plutonici principali in Italia (in grigio la Provincia Magmatica Toscana)

67 Applicazioni geotermiche dirette in Italia

68 Carta degli impianti geotermici

69 Impianti di teleriscaldamento 442 reti di teleriscaldamento in 380 comuni Reti che utilizzano geotermia Castelnuovo in Val di Cecina Ferrara Bagno di Romagna Pomarance Santa Fiora Monterotondo Marittimo Montieri Monteverdi Marittimo Chiusdino Radicondoli Massa Marittima Volterra Reti di teleriscaldamento da geotermia in corso di progettazione e/o realizzazione

70 GRAZIE PER L ATTENZIONE E LA SOPPORTAZIONE