Il teleriscaldamento

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1 Il teleriscaldamento

2 GEOTERMIA E TELERISCALDAMENTO COME FUNZIONA A FERRARA? TRASPORTO E PRODUZIONE SCAMBIO DI CALORE

3 COS E` IL TELERISCALDAMENTO? E un sistema di RISCALDAMENTO A DISTANZA che si basa sulla distribuzione a singoli edifici dell'energia termica (calore) prodotta nei poli di produzione dalle seguenti fonti rinnovabili disponibili nel territorio: Geotermia Rifiuti solidi urbani (WTE: waste to energy) e raccolta e distribuita da un grande impianto centralizzato ubicato presso il sito di Cassana.

4 La figura riporta la planimetria del sistema di teleriscaldamento di Ferrara e l ubicazione del sito geotermico rispetto alla città, nonché le condotte principali di trasporto calore (distribuzione primaria) e la rete ad albero fino alle utenze (utilizzatori finali). Sito Geotermia e WTE zona ovest Il Condotte principali di trasporto calore Utenze TLR Polo integrazione e Riserva c/o Ospedale S. Anna

5 La foto riporta la Centrale Geotermica di Ferrara (sito di Casaglia). La sorgente di calore sfruttata deriva da acque riscaldate dal colore endogeno e circolanti in profondità nel sistema di faglie che caratterizzano la struttura geologica della pianura nella località di Ferrara.

6 Il disegno mostra lo schema semplificato della struttura di un impianto di prelievo. Si nota: - il bacino sotterraneo di acqua calda a circa / metri di profondità e a temperatura di circa 102 C - i due pozzi di prelievo per l estrazione in superficie dell acqua calda - Il pozzo di re-iniezione dell acqua una volta raffreddata - Schema semplificato dello scambiatore di calore - Schema delle reti di mandata e di ritorno del teleriscaldamento La fonte geotermica

7 Il WTE (Waste To Energy) L'impianto, realizzato nel 2007, ha lo scopo di bruciare i rifiuti (incenerimento) e contemporaneamente recuperare il calore prodotto dalla combustione stessa dei rifiuti. Questo calore non viene rilasciato nell atmosfera, ma recuperato per produrre energia elettrica ed energia termica. I rifiuti secchi indifferenziati diventano perciò una risorsa energetica rinnovabile in quanto continuamente disponibili come materia prima secondaria e, se bruciati, in grado di produrre calore per la rete del TLR. RIFIUTI RECUPERO ENERGETICO CALORE TELERISCALDAMENTO

8 Centrale di pompaggio del teleriscaldamento e impianto WTE di Ferrara (sito di Cassana) Abbinato all impianto WTE esiste un impianto di cogenerazione di energia elettrica e termica i cui dati tecnici sono: Capacità smaltimento rifiuti autorizzata: tonnellate Potenza termica max per TLR: 29 MWt Potenza elettrica max: 16 MWe Energia termica per TLR: circa MWht

9 Schema WTE Produzione energia termica Vapore a 400 C Energia Elettrica TURBINA GENERATORE CONDENSATORE WTE Scambiatore di calore dal TLR al TLR Rete cittadina Fonte HERA

10 La centrale di Pompaggio di Cassana Nello stesso sito di Cassana dove si trova il WTE è presente la centrale di pompaggio del teleriscaldamento. Qui arrivano ii fluidi surriscaldati generati rispettivamente dalla centrale geotermica, dal WTE e dalle centrali termiche di soccorso a gas metano, e da qui inizia la distribuzione dell acqua calda a 95 C alla rete di utenza cittadina. La centrale pompa metri cubi di acqua all ora con uno stoccaggio costituito da quattro serbatoi di accumulo e riserva che contengono circa metri cubi ciascuno; due serbatoi raccolgono acqua calda e due acqua fredda e hanno la funzione di regolare la richiesta di calore in base alla domanda delle utenze.

11 Energia termica di recupero In molti processi come: Nella termovalorizzazione dei rifiuti solidi urbani Nella produzione di energia termoelettrica Nella combustione di biomasse e di combustibili fossili Nei processi industriali produttivi può essere recuperato un certo quantitativo di energia termica di scarto tramite scambiatori di calore.

12 Cos è la cogenerazione? La co-generazione è la produzione contemporanea e combinata di energia elettrica e di calore partendo da un unica fonte, sia rinnovabile che non rinnovabile. Nel termovalorizzatore la fonte è rappresentata dai rifiuti la cui combustione produce vapore a 400 C, in grado quindi sia di generare energia elettrica, poi immessa nella rete nazionale, sia di generare calore per alimentare la rete di teleriscaldamento cittadina. La co-generazione consente un efficace risparmio energetico in quanto, recuperando energia termica di scarto, consente il risparmio di energia primaria, aumentando in modo considerevole l efficienza dell impianto. La cogenerazione può essere accorpata ad un unico sistema energetico integrato da fonti rinnovabili (WTE)

13 IL SISTEMA ENERGETICO INTEGRATO In un sistema integrato per la produzione di energia termica concorrono più tecnologie differenti messe in rete tra loro, in grado quindi di contribuire nell insieme ad una maggiore prestazione ed efficienza, oltre che a rappresentare un metodo più flessibile di erogazione energetica. Un sistema integrato di teleriscaldamento fornisce calore da fonti rinnovabili a basso impatto ambientale, dal recupero termico e dalla cogenerazione, ma anche da fonti tradizionali come le caldaie a metano.

14 A completamento del sistema energetico integrato, nel sito geotermico di Cassana sono presenti due centrali termiche fornite di quattro caldaie alimentate a gas metano, fonte fossile non rinnovabile. Queste caldaie servono per l integrazione ed il soccorso al sistema di distribuzione del calore in caso di richieste stagionali particolarmente elevate, come nei periodi invernali molto freddi, o giornaliere se concentrate in determinate ore della giornata, ma anche in caso di manutenzione dell impianto stesso in modo da poter sempre soddisfare le esigenze della richiesta. GEOTERMIA CENTRALI TERMICHE WTE Rete di teleriscaldamento I serbatoi di accumulo, rappresentando la riserva di acqua calda del sistema integrato, consentono di soddisfare tempestivamente le necessità dei cittadini. In questo modo l impianto di TLR consente di sostituire l utilizzo del gas metano delle caldaie domestiche.

15 Dati tecnici degli impianti di produzione del TLR Impianto geotermico: - Portata complessiva: 400 mc/h - Potenza termica nominale: 14MWt - Energia prodotta: ca MWht/anno - Serbatoi di accumulo: n. 2+2 da circa mc cadauno Impianto WTE: - Capacità di smaltimento autorizzata: t all anno - Potenza termica max per TLR: 29 MWt - Potenza elettrica max: 16 Mwe - Energia termica per TLR: ca MWht - Centrali termiche: caldaie a metano 4 int. + 3 ext. - Potenzialità tot. caldaie: 84 MWt

16 Benefici energetici del teleriscaldamento Si riportano i dati della produzione di energia termica del TLR nel 2013: Energia termica prodotta: MWht Energia termica rinnovabile da geotermia: MWht Energia termica di recupero da WTE: MWht Energia termica da fonte fossile (metano): MWht In termini energetici ogni MWht prodotto viene generato percentualmente dalle seguenti fonti: GEOTERMIA 39 % RECUPERO DA WTE 45% CENTRALE TERMICA 16 % INSERIRE GRAFICO

17 Benefici ambientali del teleriscaldamento La tecnologia del teleriscaldamento consente di produrre calore senza bruciare combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale) che sono fonti non rinnovabili la cui combustione genera emissioni di gas serra e di ossidi di azoto in atmosfera; solo il 16 % dell energia totale prodotta è generata da fonte fossile, mentre risulta che l 84 % proviene da fonti rinnovabili costituite da: - Calore geotermico (acqua calda presente in modo virtualmente inesauribile nel sottosuolo) - Termovalorizzazione dei rifiuti (altra risorsa potenzialmente inesauribile) mediante il recupero energetico

18 Si riportano i dati relativi all anno 2013 dei principali benefici ambientali del teleriscaldamento: 84% energia termica prodotta da fonte geotermica e recupero calore Ossidi di azoto (NO x ) non immessi in atmosfera: kg Anidride carbonica (CO 2 ) non immessa in atmosfera: t Tep risparmiate: (pari a circa 18 milioni di metano non utilizzati) Sono collegati al Sistema energetico integrato di teleriscaldamento circa appartamenti equivalenti.

19 Infatti questa tecnologia consente di eliminare le singole caldaie a gas naturale o gasolio presenti sul territorio e, di conseguenza, di eliminare le emissioni in atmosfera da esse determinate. Ogni volta che si produce calore da fonte rinnovabile senza bruciare combustibili fossili, si può dire di aver evitato di emettere in atmosfera un quantitativo di CO 2 pari a quello che si sarebbe prodotto bruciando combustibili fossili per generare la stessa quantità di calore.

20 COME VIENE DISTRIBUITO IL CALORE? Il calore viene distribuito alle singole abitazioni attraverso una rete di condutture interrate in cui fluisce acqua calda.

21 La rete di distribuzione è costituita da condutture interrate che si sviluppano per circa 30 km e che distribuiscono acqua calda fino agli impianti di riscaldamento degli utilizzatori finali. La rete di distribuzione

22 La rete di distribuzione del teleriscaldamento è costituita da: una rete di distribuzione primaria (dalla stazione di pompaggio alla base dei singoli edifici) costituita da due tubi affiancati, uno di mandata e uno di ritorno. Il fluido contenuto nei tubi ha rispettivamente le seguenti temperature: mandata 90 C ritorno 60 C

23 Una rete di distribuzione secondaria che inizia dallo scambiatore posto alla base di ogni edificio fino agli impianti di riscaldamento degli utenti Le sottostazioni di zona e di utenza ubicate in corrispondenza di rioni cittadini o in prossimità degli edifici

24 Il calore veicolato nella rete di distribuzione viene venduto ai clienti (aziende, abitazioni,..) per riscaldare gli ambienti. In questo modo le caldaie dei singoli edifici vengono sostituite da un unico impianto centralizzato monitorato da un gestore. In questo senso i cittadini possono contribuire alla riduzione del riscaldamento dell atmosfera e collaborare al raggiungimento degli obiettivi stabiliti dall UE nel pacchetto clima

25 Sostituire l impiego di combustibili fossili, quale il metano, con il calore ottenuto dalla geotermia contribuisce a raggiungere gli obiettivi UE in quanto il calore interno della Terra è fonte rinnovabile e inesauribile ed il suo utilizzo non produce emissioni di anidride carbonica in atmosfera, ma ne riduce l immissione consentendo di risparmiare metano. La struttura molecolare del metano (CH 4 ) e dell anidride carbonica (CO 2 ) sono rispettivamente le seguenti: Inoltre la tecnologia del teleriscaldamento, recuperando il calore della combustione dei rifiuti, consente di aumentare l efficienza energetica e di contribuire al relativo risparmio energetico.

26 Quali paesi hanno già adottato il TLR? Cliccare sulle frecce per vedere i dettagli delle nazioni

27 Il teleriscaldamento in Danimarca A Copenaghen (nella foto) il teleriscaldamento riscalda oltre il 98%delle case. La fonte energetica principale è il carbone. Immagine: mercatini-natale.com Informazione: gruppohera.it

28 Il teleriscaldamento in Svezia In Svezia è molto presente a Stoccolma, Malmoe (nella foto) e a Växjö, dove il teleriscaldamento, prodotto da scarti di legno, copre da 10 anni il 50% delle case. Immagine: foto.ilsole24ore.com informazioni: gruppohera.it Dossier Hera

29 Il teleriscaldamento in Islanda In Islanda il 90% degli edifici è teleriscaldato L'Islanda ha la più alta percentuale di energia rinnovabile nel mondo, grazie allo sviluppo delle risorse energetiche geotermiche. L'Islanda ha condizioni geologiche favorevoli per la produzione di energia geotermica, grazie alla combinazione della sua posizione sulla dorsale medio-atlantica e alla spiccata attività tettonica. L'Islanda ha una condizione geologica molto favorevole perché una continuazione dell'asse terrestre della dorsale oceanica attraversa da sud-ovest a nord-est il paese formando una cintura di vulcanismo che è caratterizzata da numerosi vulcani attivi e dai relativi campi geotermici ad alta temperatura con fluidi endogeni che raggiungono anche temperature superiori ai 200 C a un km di profondità. Il primo impianto geotermoelettrico islandese è stato costruito negli anni Sessanta. Immagine: it.wikipedia.org informazioni: gruppohera.it Dossier Hera

30 In futuro Ferrara potrebbe diventare un modello di riferimento a livello mondiale di teleriscaldamento «verde». Esiste infatti Il «Progetto Polo Energie Rinnovabili», predisposto da Hera, che prevede di potenziare lo sfruttamento delle risorse geotermiche ricavate dal sottosuolo ferrarese, e che si configura come un esempio avanzato di progetto eco-compatibile. Grazie a tale progetto Ferrara, che già si è dotata di un sistema energetico integrato all avanguardia in Europa, compirà un ulteriore passo avanti nell utilizzo delle fonti rinnovabili per il TLR..