STATO ATTUALE E PREVISIONI DI CRESCITA DELLA GEOTERMIA IN ITALIA FINO AL 2030. Il Nuovo Manifesto della Geotermia: Una sfida da vincere Sommario File:Convegno CNRSIGEAUGI; Roma 8/6/2012 (Comunicazione Cataldi et al.finale23/5/2012) R. Cataldi W. Grassi G. Passaleva UGI/Unione Geotermica Italiana 1. Il quadro geotermico di base del territorio italiano 2. Stato di sviluppo della geotermia italiana al 2010 3. Stime di crescita fino al Dicembre 2030 3.1) Metodologia seguita per le stime 3.2) Energia geotermoelettrica 3.3) Usi diretti 3.4) Sommario dello sviluppo 20102030 e ripartizione regionale 4. Benefici attesi dallo sviluppo della geotermia fino al 2030 5. Misure necessarie per conseguire gli obiettivi indicati ed i benefici attesi Convegno CNRSIGEAUGI 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
1. Il quadro geotermico di base dell Italia 1.1) Principali domini geodinamici e vulcanismo recente ed attuale Il territorio italiano fa parte dell orogenesi alpinoappenninica, dovuta alla collisione tra le placche africana ed europea. L orogenesi ebbe inizio nel Cretaceo superiore (80 60 Ma) e terminò nel Miocene superiore (15 10 Ma). A partire da ~ 15 Ma di anni fa, ebbe inizio pure l apertura del Mar Tirreno, causata da un accentuato inarcamento del mantello, con risalite di magma in parte profondo ed in parte crostale (fusi anatettici). Tale processo è ancora in atto, dando luogo: ad assottigliamento della crosta; alla formazione di corpi intrusivi; e ad attività vulcanica (margine occidentale della catena appenninica dalla Toscana alla Campania, Mar Tirreno meridionale, e Sicilia orientale). Si tratta di condizioni molto favorevoli alla formazione di un regime termico anomalo, soprattutto nel Tirreno meridionale e nella fascia preappenninica toscolazialecampana. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 2
% 1. Il quadro geotermico di base dell Italia 1.2) Flusso di calore conduttivo Si distinguono due differenti principali settori di regime termico: uno settentrionale, orientale e sudorientale: Alpi, Appennini, fascia adriatica, Puglia e Calabria, con valori di flusso di 20 80 mw/m 2 ; l altro occidentale e tirrenico, con valori di flusso di 80 450 mw/m 2. Inoltre, valori moderati (100 150 mw/m 2 ) si trovano nella fascia che va dal Canale di Sicilia (Pantelleria) alla Sardegna centrale (da Cagliari a Sassari lungo la fossa del Campidano). Come si vede nella precedente diapositiva, si tratta di aree corrispondenti a strutture di rift. I valori di cui sopra vanno raffrontati a quello medio del flusso di calore terrestre: 60 mw/m 2. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 3
2. Stato di sviluppo della geotermia italiana al 2010 2.1) Un secolo di generazione geotermoelettrica: 19132010 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 TWh/anno lordi 2005 5,21 TWh/a (810,5 MWe) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2010 5,34 TWh/a (882,5 MWe) L energia geotermoelettrica in Italia nel 2010 ha rappresentato: ~ 9 % del totale geotermoelettrico mondiale; ~ 1,7 % della produzione elettrica totale italiana; ~ 25 % dei consumi totali di energia della Toscana; nonchè 1,02x10 6 TEP/a risparmiate ; e 4x10 6 Tonn/a di CO 2 evitata. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 4
% 2. Stato di sviluppo della geotermia italiana al 2010 2.2) Usi diretti Potenza installata (incluse pompe di calore geotermiche): 1.000 MWt Calore prodotto: 12.600 TJ/a Petrolio risparmiato... 0,3 x10 6 TEP/a CO 2 evitata:. 0,8 x10 6 Tonn/a. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 5
% 2. Stato di sviluppo della geotermia italiana al 2010 2.3) In breve, gli usi complessivi del calore terrestre in Italia al 2010 possono essere espressi come segue: Produzione elettrica 882,5 MW e 5,34 TWh/a 1,02x10 6 TEP Usi diretti (tutti). 1.000 MW t 12.600 TJ/y 0,3 x10 6 TEP Calore geotermico totale usato nel 2010... 1,32x10 6 TEP Contributo della geotermia ai consumi totali di energia in Italia nel 2010 (1,32/~185x10 6 TEP).. ~ 0,71% Emissioni evitate di CO 2 equivalente nel 2010.. 4x10 6 Tonn. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 6
3. Stime di crescita fino al Dicembre 2030 3.1) Metodologia seguita per le previsioni Sono stati analizzati/valutati/ipotizzati a questo scopo: la categorizzazione geotermica del territorio italiano; la qualità delle risorse note o probabilmente esistenti entro 5 km di profondità in associazione con i sistemi geotermici idrotermali e con i vari sistemi geotermici non convenzionali. (Cosa siano questi ultimi sistemi lo dirà la D.ssa Manzella); il possibile aumento dei prezzi del petrolio alla fonte: dai ~ 80 US$/barile del 2010 a 250 300 US$/barile nel 2030; i trends di sviluppo della geotermia nel mondo dal 1975 al 2010 per usi geotermoelettrici e diretti, e per l Italia, in particolare, nel periodo 20052010; la definizione, in base anche ai trends sopra detti, dei tassi di crescita annuale del futuro sviluppo della geotermia dal 2011 al 2020, e dal 2021 al 2030; gli avanzamenti tecnologici attesi o possibili fino al 2030 nei settori della esplorazione, della perforazione, degli impianti di generazione elettrica e termica, e delle pompe di calore geotermiche; (cont/d) CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 77
% 3. Stime di crescita fino al Dicembre 2030 % 3.1) Metodologia seguita per fare le previsioni le componenti di costo dei progetti geotermici per generazione di energia elettrica e per produzione di calore per usi diretti; la temporizzazione delle previsioni al 2012, 2015, 2020, 2025, e 2030; lo sviluppo ipotizzato secondo due diversi scenari di crescita, come segue: SCENARIO I economia corrente, con trend di sviluppo moderato; produzione (elettrica e termica) con impianti soltanto a tecnologia matura; prezzi del petrolio alla fonte crescenti a ritmo moderato: dagli 80 US $/bbl del 2010 a 150 US$/bbl ipotizzati al 2020, ed a 250 US$/bbl ipotizzati al 2030; SCENARIO II economia e trend di sviluppo trainati da politiche ambientali forti; produzione (elettrica e termica) sia con impianti di tecnologia matura che con impianti di tecnologia avanzata; prezzi del petrolio alla fonte crescenti a ritmo sostenuto: dagli 80 US $/bbl del 2010 a 200 US$/bbl ipotizzati al 2020, ed a 300 US$/bbl ipotizzati al 2030. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 8
% 3. Stime di crescita fino al Dicembre 2030 3.2) Energia geotermoelettrica Sviluppo stimato, petrolio risparmiato e CO 2 evitata secondo gli Scenari I e II Anno 2010 2012 2015 2020 2025 2030 SCENARIO I Potenza installata (MWe) 882.5 882.5 940 1080 1250 1500 Generazione lorda (TWh/a) 5343 5.6 6.0 6,9 8.0 9,4 Petrolio risparmiato () 1020 1070 1140 1310 1520 1860 CO 2 evitata (ktonn/a) 3200 3360 3600 4140 4800 5700 SCENARIO II Potenza installata (MWe) 882.5 882.5 950 1150 1500 2000 Generazione lorda (TWh/a) 5343 5.6 6.1 7,3 9,4 12,0 Petrolio risparmiato () 1020 1070 1160 1390 1790 2280 CO 2 evitata (ktonn/a) 3200 3360 3660 4380 5640 7200 CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 99
% 3. Stime di crescita fino al Dicembre 2030 % 3.2) Energia geotermoelettrica 12 11 TWh/anno lordi 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 scenario II scenario I 2010 5,34 TWh/a (882,5 MWe) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Produzione 19132010 con proiezioni al 2020 e 2030 (dalla tabella precedente) 2020 SCENARIO I 6,9 TWh/a (1.080 MWe) 2030 SCENARIO I 9,4 TWh/a (1.500 MWe) 2020 SCENARIO II 7,3 TWh/a (1.150 MWe) 2030 SCENARIO II 12 TWh/a (2.000 MWe) CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 10
% 3. Stime di crescita fino al Dicembre 2030 % 3.2) Energia geotermoelettrica Tassi di crescita medi annui rispetto al 2010 (882,5 MWe e 5,34 TWh/a) SCENARIO I SCENARIO II 2011 2020 2,2 2,8 % 2,5 3 % 2021 2030 3 4 % 4 5 %. Sono tassi oltre 2 volte maggiori di quelli verificatisi negli ultimi 10 anni. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 11
% 3. Stime di crescita fino al 2030 % 3.2) Energia geotermoelettrica Suddivisione tra Toscana ed altre Regioni d Italia secondo lo SCENARIO I Situazione al 2030 Potenza Energia Toscana: 1200 MWe (80%) Toscana: 7,7 TWh/anno (82%) Altre Regioni : 300 MWe (20%) Altre Regioni: 1,7 TWh/anno (18%) TOTALE. 1500 MWe (100%)... 9,4 TWh/anno (100%) L UGI pensa che, nel caso dello Scenario I, la quota parte di potenza e di energia attribuibile ai sistemi geotermici non convenzionali non potrà superare l 1% l nel 2020 ed il 10% nel 2030. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 12
% 3. Stime di crescita fino al 2030 % 3.2) Energia geotermoelettrica Suddivisione tra Toscana ed altre Regioni d Italia secondo lo SCENARIO II Situazione al 2030 Potenza Energia Toscana: 1500 MWe (75%) Toscana: 9 TWh/anno (75%) Altre Regioni: 500 MWe (25%) Altre Regioni: 3 TWh/anno (25%) TOTALE.. 2000 MWe (100%)..... 12 TWh/anno (100%) L UGI pensa che, nel caso dello Scenario II, la quota parte di potenza e di energia attribuibile ai sistemi geotermici non convenzionali potrà essere al max. del 2,5 % nel 2020 ed il 25 % nel 2030. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 13
% 3. Stime di crescita fino al 2030 3.3) Usi diretti (tutti, incluse pompe di calore geotermiche) Sviluppo stimato, petrolio risparmiato e CO 2 evitata secondo gli Scenari I e II Anno 2010 2012 2015 2020 2025 2030 SCENARIO I Potenza installata (MWt) 1.000 1.190 1.560 2.510 4.200 7.400 Produzione lorda (TJ/a) 12.600 14.430 17.930 26.350 40.500 65.200 Olio risparmiato () 300 340 430 630 970 1.560 CO 2 evitata (ktonn/a) 800 910 1.120 1.640 2.520 4.060 SCENARIO II Potenza installata (MWt) 1.000 1.210 1.630 2.750 4.800 8.800 Produzione netta (TJ/a) 12.600 14.700 19.040 30.660 51.700 90.000 Olio risparmiato () 300 350 460 740 1.240 2.160 CO 2 evitata (ktonn/a) 800 910 1.200 1.920 3.220 5.620 CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 14
% 3. Stime di crescita fino al 2030 % 3.3) Usi diretti secondo lo Scenario I (incluse pompe di calore geotermiche) Situazione al 2010 (come da Diap. 5) potenza totale: 1.000 MWt (di cui 500 MWt a pompa di calore); energia prodotta: 12.600 TJ/a (di cui 1700 TJ/a con l uso di pompe di calore). Sviluppo totale del calore geotermico (ved. figure sotto), con tassi di crescita del 7 8% all anno dal 2011 al 2020, e 9 10% all anno dal 2021 al 2030. La quota parte riferibile alle pompe di calore geotermiche varia tra: 50 55% in termini di potenza; e 13 16 % in termini di calore prodotto. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 15
% 3. Stime di crescita fino al 2030 % 3.3) Usi diretti secondo lo Scenario II (incluse pompe di calore geotermiche) Situazione al 2010 (come da Diap. 5) potenza totale: 1000 MWt (di cui 500 MWt a pompa di calore); energia prodotta: 12.600 TJ/a (di cui 1700 TJ/a con l uso di pompe di calore). Sviluppo totale del calore geotermico (ved. figure sotto), con tassi di crescita del 8 10% all anno dal 2011 al 2020, ed 11 12% all anno dal 2021 al 2030. La quota parte riferibile alle pompe di calore geotermiche varia tra: 50 e 57 % in termini di potenza; e 13 e 17 % in termini di calore prodotto. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 16
% 3. Stime di crescita fino al 2030 3.4) Ripartizione ipotizzata tra i vari comparti degli usi diretti secondo gli Scenari I e II Si può notare una crescita più o meno sostenuta in tutti i comparti, soprattutto in quelli del condizionamento termico degli ambienti, degli usi agricoli e dei processi industriali. In termini relativi, però, si verificherà nel tempo una notevole modifica della situazione attuale, con importanza via via crescente dei tre comparti sopra detti rispetto a quelli della balneologia termale e della itticoltura. La balneologia termale, in particolare, sembra destinata ad attestarsi negli anni oltre il 2030 su valori energetici massimi dell ordine di 8 10.000 TJ/anno (190 240 ktep). CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 17
% 3. Stime di crescita fino al 2030 3.5) Sommario degli usi totali della geotermia 20102030 secondo lo Scenario I Ambiti di sfruttamento 2010 2020 2030 SCENARIO I a) Energia geotermoelettrica 882,5 MWe 5,34 TWh/a 1020 1.080 MWe 6,9 TWh/a 1.310 1.500 MWe 9,4 TWh/a 1.860 b) Usi diretti ( incluse pompe di calore geotermiche) 1000 MWt 12.600 TJ/a 300 ktep 2.510 MWt 26.350 TJ/a 630 7.400 MWt 65.200 TJ/a 1.560 c) Totale geotermia (a+b) 1.320 1.940 3.420 d) Contributo della geotermia al consumo totale di energia ~ 0,7 % (*) ~ 1 % (*) ~ 1,5 % (*) e) CO 2 evitata (da a + b) 4.000 kton/a 5.780 kton/a 9.760 k/ton/a (*) Percentuali riferite ad un consumo totale di energia di ~ 185 milioni di TEP a consuntivo per il 2010, e di 200 e 230 milioni di TEP ipotizzati per i consumi totali di energia nel 2020 e nel 2030, rispettivamente. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 18
% 3. Stime di crescita fino al 2030 3.5) Sommario degli usi totali della geotermia 20102030 secondo lo Scenario II Ambiti di sfruttamento 2010 2020 2030 SCENARIO II a) Energia geotermoelettrica 882,5 MWe 5,34 TWh/a 1020 1.150 MWe 7,3 TWh/a 1.390 2.000 MWe 12,0 TWh/a 2.280 b) Usi diretti ( incluse pompe di calore geotermiche) 1000 MWt 12.600 TJ/a 300 ktep 2.750 MWt 30.660 TJ/a 740 8.800 MWt 90.000 TJ/a 2.160 c) Totale geotermia (a+b) 1.320 2.130 4.440 d) Contributo della geotermia al consumo totale di energia ~ 0,7 % (*) ~ 1,1 % (*) ~ 1,9 % (*) e) CO 2 evitata (da a + b) 4.000 kton/a 6.300 kton/a 12.820 k/ton/a (*) Percentuali riferite ad un consumo totale di energia di ~ 185 milioni di TEP a consuntivo per il 2010, e di 200 e 230 milioni di TEP ipotizzati per i consumi totali di energia nel 2020 e nel 2030, rispettivamente. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 19
4. Benefici attesi dallo sviluppo della geotermia SCENARIO I 4.1) Benefici tecnicoeconomici economici ed ambientali SCENARIO II 2020 2030 2020 2030 Geoelettricità: TWh/a () 6,9 (1.310) 9,5 (1.860) 7,3 (1.390) 12 (2.280) Usi diretti (tutti): TJ/a () 26.380 (630) 65.200 (1.560) 30.660 (740) 90.000 (2.160) Energia geotermica totale () 1.940 3.420 2.130 4.440 Contributo alla copertura dei consumi totali di energia (%) ~ 1 ~ 1,5 ~ 1,1 ~ 1,9 Emissioni evitate di CO 2 4.2) Benefici sociali e scientifici (ktonn/a) 5.780 9.760 6.300 12.820 Impegno di personale: (laureati, tecnici, operai) (n.) 50.000 100.000 100.000 200.000 Costruzione di impianti (M )) 300 1.200 500 2.000 attrezzature e materiali Attività di R&S (M ) 100 200 200 400 SI TRATTA DI BENEFICI NOTEVOLI; MA PER CONSEGUIRLI OCCORRONO MISURE INCISIVE ED AZIONI IMMEDIATE COME QUELLE DI SEGUITO DESCRITTE. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 20
5. Misure necessarie a conseguire gli obiettivi indicati ed i benefici attesi Oltre a quelle prese negli ultimi anni dai precedenti e dall attuale Governo, ed in certi casi anche da alcune Regioni, occorrono decisioni immediate ed azioni concatenate al livello nazionaleistituzionale e regionalelocale, come segue: 5.1) A livello nazionale ed istituzionale Impegno forte del Governo, dei Partiti politici e delle Istituzioni che si occupano di energia; Nuovo Piano Energetico Nazionale (PEN) con previsioni di sviluppo quantificato per ciascuna delle fonti rinnovabili e non convenzionali di energia (FER); Incentivi certi e prolungati per le FER, ma con priorità per il calore geotermico, che è l unica fonte nazionale disponibile ovunque e costantemente nel tempo; Normative nazionali per tutti gli aspetti della geotermia, capaci di costituire delle guide lines per l emissione di normative omogenee da parte di tutte le Regioni d Italia; Programmi di R&S nel settore energetico, con nuovi Progetti finalizzati per tutte le FER, allo scopo di valutarne il potenziale sfruttamento in relazione anche alle diverse condizioni di accettabilità sociale; Progetto finalizzato R&S per lo sviluppo dei Sistemi Geotermici Non Convenzionali. (Su questo punto torneremo successivamente nel corso di questo Convegno) Campagne di informazione pubblica Campagne di informazione pubblica per spiegare cos è la geotermia e quali benefici economici ed ambientali possono venire dalla sua utilizzazione diffusa, soprattutto per usi diretti. CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 21
% 5. Misure necessarie a conseguire gli obiettivi indicati ed i benefici attesi 5.2) A livello regionale e locale Piani di indirizzo energetico in tutte le Regioni d Italia d (PIER), con quantificazione degli obiettivi per tutte le FER, inclusa la geotermia per ciascuno dei suoi comparti di sviluppo; Leggi e normative specifiche per le situazioni locali, ma in linea con quelle nazionali per tutti i settori della geotermia, con speciale riguardo agli usi diretti; Censimento dei poli di consumo di energia nei settori dell edilizia, dell industria, dei trasporti, dell agricoltura, ecc., con stime di crescita della richiesta di calore nel mediolungo periodo; Studi comparati di mercato della domanda di calore a bassa temperatura per vari tipi di uso; Quantificazione della CO 2 emessa dalle diverse fonti di energia per riscaldamento degli edifici; Stimolazione da parte dei Comuni del maggior uso possibile delle FER per il condizionamento termico degli ambienti, specialmente di quelli pubblici (ospedali, scuole, ed altri) ed in tutti i nuovi grandi edifici (supermercati, impianti sportivi, scuole, ecc.) ; Contributi e/o facilitazioni per la modifica dei vecchi impianti di riscaldamento; Formazione professionale di installatori e manutentori di impianti termici alimentati da FER, ed in particolare degli impianti alimentati da pompe di calore geotermico; Campagne di divulgazione nelle scuole sull uso delle FER, con particolare riguardo agli usi diretti della geotermia. ****************** GRAZIE A TUTTI CataldiGrassiPassaleva: Stato attuale e previsioni di crescita della geotermia in Italia fino al 2030; Roma, 8/6/2012 22