Fausto Batini. GLI USI TERMICI DELLE ENERGIE RINNOVABILI Roma, 11 novembre 2009
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- Lidia Barbieri
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1 Centro d Eccellenza per la Geotermia di Larderello WORKSHOP GLI USI TERMICI DELLE ENERGIE RINNOVABILI Roma, 11 novembre 2009 Gli usi termici dell energiaenergia geotermica Fausto Batini
2 Primi usi termici dell energia geotermica nel 1817 un piccolo gruppo di imprenditori i fondò la prima attività ità produttiva geotermica iniziando ad estrarre acido borico, per evaporazione, dalle acque dei numerosi lagoni geotermici presenti nella zona di Larderello.
3 La nascita dell industria geotermica a Larderello Nel 1904 fu condotto il primo esperimento e di generazione elettrica e nel 1916 divenne operativo il primo impianto commerciale per la generazione di energia elettrica: Larderello 1 (3x3000kW a ciclo indiretto).
4 Utilizzazione delle risorse geotermiche Ventilatori Acqua calda domestica Riscaldamento serre Processi rameici Centrali elettriche a ciclo binario Terme Piscine Pannelli Scioglimento neve Pompe di calore Radiatori /Lamine radianti Allevamento animali Processi alimentari Riscaldamento del suolo ed acquacoltura Digestione fango Aria condizionata Lavorazione foraggio Essiccazione vegetali Lisciviazione ( oro ) Lavorazione aggregati cementizi Recupero petrolio Lavaggio lana Essiccatura tessuti Estrazione chimica Tappenes Centrali elettriche convenzionali Fabbrica di polpa e carta Temperatura ( C )
5 Schema concettuale di un campo geotermico Vapordotto Sorgenti termali Centrale Pozzi di produzione Impianto di perforazione Pozzo si reiniezione e e Acqua meteorica Falda acquifera Rocce impermebili c Spessore m Serbatoio Rocce porose e fratturate Spessore : m Temp. = C Sorgente di calore Rocce fuse o parzialmente fuse Profondità 5-10 Km. T > C
6 Impianti geotermici per generazione di energia elettrica Impianti a vapore secco Impianti a fluido bifase Impianti a ciclo binario Emissioni nulle
7 Impianti geotermici per cogenerazione di energia elettrica e termica Scambiatore di a fascio tubiero Scambiatore di calore a piastre
8 Usi diretti del calore
9 Pompe di calore geotermiche Un impianto geotermico a bassa temperatura è costituito da una pompa di calore ed uno scambiatore geotermico che: durante l inverno, estraggono calore dal sottosuolo per cederlo all edificio, durante l estate, smaltiscono nel sottosuolo il calore sottratto all edificio Impianto a sonde verticali Impianto a sonde orizzontali Pompaggio acqua di falda
10 Trasferimento di calore nei sistemi a pompe di calore geotermiche
11 Usi termici della geotermia in Italia (2008) TJ/anno 2565 Teleriscaldamento 190 Usi industriali ed agro-alimentari Serre Itticultura Balneoterapia Pompe di calore Potenza termica totale installata Energia termica complessivamente usata Risparmio annuo TEP 800 MWt 9500 TJ/anno MTEP CO2 evitata t/anno (dati UGI)
12 La geotermia in Italia Produzione di energia elettrica La Toscana è l unica regione italiana che utilizza le risorse geotermiche per produzione di energia elettrica con 31 impianti geotermici tradizionali in servizio, alcuni dotati di tecnologia AMIS per abbattimento dei H 2 S e Hg Potenza elettrica netta Generazione netta 711 MW 5036 GWh Calore distribuito 235 Tcal CO2 evitata 3,4 Mt TEP evitati i 113TEP Usi diretti Potenza termica totale installata 650MWt Larderello Energia termica complessivamente 8000 TJ/anno usata Fattore medio annuo di utilizzazione 39% Monte Amiata Risparmio annuo TEP TEP Per gli usi diretti Il censimento degli usi diretti risulta tuttora difficoltoso a causa della mancanza di regole condivise per la classificazione :
13 APPLICAZIONI INDUSTRIALI ED AGRO-ALIMENTARI Arcadia Azienda CO2 Uso Addetti Risparmio Annuo Evitata CH4 (metri Tonnellate/ TEP cubi) anno Alimentari: Allevamento di Maiale di razza Cinta Senese e preparazione di alimenti biologici da essa derivati Azienda agricola La Guardiania Serricultura:produzione di piante ornamentali e primizie Isolver Usi Industriali: Azienda Metalmeccanica SCL_Società Società Chimica Larderello Usi Industriali: Produzione di acido borico ad alta purezza e altri prodoti borati Floramiata SpA La Boracifera Srl Serricoltura: Produzione di Piante ornamentali e primizie Serricoltura: Produzione di Piante ornamentali e primizie Piante all'anno Le Serre (Parvus Flos) Serricoltura: Produzione di Piante ornamentali e primizie piante ornamentali vasetti di Basilico all'anno Az.Agricola San Martino Azienda Casearia: Forme Pecorino e Ricotte all'anno TOTALE USI DIRETTI
14 TELERISCALDAMENTO Utenze Servite Consumo Risparmio Annuo CO2 Evitata Comune N Metri cubi Gcal/anno TEP CH4 (metri cubi) Tonnellate/anno CASTELNUOVO VC POMARANCE MONTEROTONDO MARITTIMO SANTA FIORA TOTALE TOSCANA
15 USI AGRO ALIMENTARI Produzione di formaggio Produzione di salumi
16 SERRICULTURA
17 Potenziale di sviluppo Mondo Europa TJ/yr Total Geo. Heat Pumps Direct Use MW Wth Geothermal - Direct uses in EU-27 Installed capacity Fonte IGA Fonte EGEC (est.) 2010(est.) Stime di crescita in Italia al 2020 (Fonte UGI) 6,000 (MWt) 75,000 (TJ/y)
18 COSTI D INVESTIMENTO I costi d investimento relativi all installazione di impianti variano in funzione delle caratteristiche della risorsa geotermica e dal tipo di impianto. Heating and Cooling Costs 2007 Average Costs reduction by 2030 Range( /MWh) ( /MWh) (% 2005 costs) Geothermal District Heating 40 to Shallow geothermal Heating only 10,8 to Shallow Heating and Cooling 7,2 to Nel caso di un sistema a PCG il costo d investimento è normalmente il 20-40% più alto rispetto ad un sistema convenzionale di climatizzazione. Tuttavia, a fronte di costi d installazione maggiori, i costi di gestione di questi sistemi di climatizzazione rispetto a quelli tradizionali sono nettamente più bassi. Nel caso in cui un impianto a PCG sia utilizzato sia per il riscaldamento che per il raffrescamento, il tempo di ritorno dell investimento può variare da 3 a 5 anni; il costo d investimento specifico per un sistema a sonde verticali è stimato sui Euro per un abitato di 100 m2 tramite un pozzo di meno di 100 m di profondità. La vita media delle pompe di calore geotermiche è di circa ore di funzionamento, corrispondente a circa 20 anni.
19 Opportunità e ostacoli per lo sviluppo Opportunità Esistenza di abbondanti risorse ad media e bassa temperatura risorse sul territorio nazionale Ostacoli Elevati capitali a rischio durante la fase di esplorazione e mancanza di strumenti economico assicurativi per coprire eventuali insuccessii Ampie possibilità di impiego del Mancanza di un numero adeguato di calore caoegeoe geotermico in numerose eose imprese, con esperienza e risorse attività industriali economiche idonee, a stimolare lo sviluppo di nuovi progetti geotermici Mercato potenzialmente elevato per le pompe di calore geotermiche Inadeguata divulgazione / diffusione delle conoscenze sul potenziale utilizzo della risorse geotermiche
20 Conclusioni L energia geotermica, al pari delle altre energie rinnovabili, rappresenta per il nostro Paese, e per la Toscana in particolare, una grande opportunità per la crescita socio-economica dei territori e per il raggiungimento i degli obiettivi i posti dalla direttiva europea Climate Action & Renewable Energy Package. Le risorse geotermiche utilizzabili per produzione di energia termica sono molto abbondanti e tecnologie attualmente t disponibiliibili per la loro applicazione i nei processi industriali, i agro-alimentari i e nel riscaldamento/raffrescamento di abitazioni possono essere considerate mature, anche se non sono ampiamente impiegate in molti paesi. Per l utilizzazione ottimale del calore geotermico si realizzano generalmente sistemi a cascata utilizzando il calore residuo del fluido scaricato dall impianto posto a montn impianti a decrescente richiesta termica. Sono anche possibili soluzioni impiantistiche che prevedano l uso combinato di energia geotermica e altre fonti rinnovabili (solare, biomasse) Idonei strumenti finanziari e normativi devono essere adottati per favorire gli investimenti anche delle piccole-medie industrie e dare così un impulso allo sviluppo di nuovi progetti E necessaria l attuazione di iniziative per promuovere l uso dell energia geotermica, che tra le energie rinnovabili, è l unica in grado di fornire un livello di produzione costante tutto l anno non essendo condizionata da fattori esterni come invece avviene per l energia solare ed eolica
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