Valutazione dell’ impatto ambientale per la presenza di WECs Arianna Azzellino1, Vincenzo Ferrante2, Caterina Lanfredi1, Diego Vicinanza2 1Politecnico di Milano, DIIAR Environmental Engineering, Milano, Italy 2Seconda Università di Napoli, DIC, Civil Engineering Dept. Napoli, Italy Scopo dello studio • Sempre più interesse si concentra sullo sfruttamento dell’energia ondosa che si prevede nei prossimi anni possa subire un significativo incremento • Diverse tecnologie sono al giorno d’oggi a un passo dalla commercializzazione e questo implica che ci si interroghi sulla loro effettiva compatibilità ambientale. • Le infrastrutture per la conversione dell’energia ondosa dovrebbero essere valutate in un’ottica vicina a quella della VAS, Valutazione Ambientale Strategica (Direttiva 2001/42/EC). • Obiettivo di questo studio è quello di delineare attraverso un’analisi multicriteri, un framework decisionale per valutare la tipologia ottimale dei convertitori in funzione della loro localizzazione nella prospettiva di una Valutazione Ambientale Strategica. Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Area di Studio kW/m • Il potenziale energetico del moto ondoso disponibile per la conversione nei mari italiani è relativamente basso se paragonato agli altri paesi dell’Europa atlantica. • Tuttavia, l’analisi del clima meteomarino italiano suggerisce delle potenzialità interessanti per i siti evidenziati Vicinanza et al., 2010 Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Alghero e Mazara del Vallo • Entrambi i siti sono caratterizzati da un’elevata biodiversità e da intense pressioni antropiche (es. traffico navale, pesca). Politecnico di Milano - DIIAR Environmental Division Alghero Nel 2002 a nord del porto di Alghero è stata creata un Area Marina Protetta (Capo Caccia–Isola Piana) Metodi • Griglia di analisi di dimensioni 2 x 3 km Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Energia Ondosa • MIKE21 Ca se S umm arie sa pwr_min .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 .... .... .0000 243 (refraction/diffraction/reflection model) • • • • • Output Simulations 243 celle (Alghero) 400 celle (Mazara) Hm0 Pwr0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 .... .... 243 Total N pwr_max 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5045 9.5042 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 .... .... 14.6216 243 a. Limited to first 30 cas es. pwr_mean 9.2146 9.1752 9.1520 9.1538 8.8558 8.8371 8.8145 8.8104 8.6480 8.4862 8.5116 8.4608 8.4578 8.3310 8.1468 8.1979 8.0941 8.1465 8.0971 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 9.5046 .... .... 6.2720 243 pwr_std 1.6346 1.7384 1.7964 1.7919 2.3970 2.4288 2.4664 2.4732 2.7217 2.9397 2.9073 2.9717 2.9755 3.1269 3.3259 3.2729 3.3788 3.3258 3.3731 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .... .... 4.5033 243 hm_min .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 .... .... .0000 243 hm_max 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.7999 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 .... .... 2.7691 243 hm_mean 1.7451 1.7376 1.7332 1.7336 1.6771 1.6736 1.6693 1.6685 1.6378 1.6071 1.6119 1.6023 1.6017 1.5777 1.5429 1.5525 1.5329 1.5428 1.5334 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 1.8000 .... .... 1.1878 243 hm_std .3096 .3292 .3402 .3394 .4539 .4600 .4671 .4684 .5154 .5567 .5506 .5628 .5635 .5922 .6299 .6198 .6399 .6298 .6388 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .... .... .8528 243 Principal Component Analysis Total Varia nce Expl aine d Component 1 2 3 4 5 6 7 8 Total 5.098 2.692 .144 .067 3.06E-009 2.08E-010 1.31E-010 7.40E-011 Init ial Eigenvalues % of Varianc e Cumulative % 63.721 63.721 33.647 97.368 1.798 99.166 .834 100.000 3.83E-008 100.000 2.59E-009 100.000 1.64E-009 100.000 9.25E-010 100.000 Ex tract ion Sums of Squared Loadings Total % of Varianc e Cumulative % 5.098 63.721 63.721 2.692 33.647 97.368 Ex tract ion Method: Principal Component Analysis . Component Ma trixa pwr_min pwr_max pwr_mean pwr_std hm_min hm_max hm_mean hm_std Component 1 2 .912 -.386 .865 .467 .976 .082 -.134 .986 .912 -.386 .865 .467 .976 .082 -.134 .986 Ex tract ion Method: Princ ipal Component Analy sis. a. 2 c omponents extrac ted. Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Hierarchical Cluster Analysis • Metrica: Distanza Euclidea • Criterio di agglomerazione Ward’s method • Tre categorie di celle basate su PC1 e PC2 Gruppo 1 Alto potenziale e bassa variabilità Potenziale medio ma alta variabilità Gruppo 2 Basso potenziale e bassa variabilità Gruppo 3 Analisi dei Cluster: Alghero Gruppo 1 Gruppo 2 Gruppo 3 Analisi dei Cluster: Mazara del Vallo Gruppo 1 Gruppo 3 Basso potenziale Elevata variabilità Alto potenziale Medio Potenziale Gruppo 2 Mazara del Vallo Politecnico di Milano - DIIAR Environmental Division Basso potenziale elevata variabilità Gruppo 4 Aspetti Ambientali considerati • Presenza di praterie di fanerogame (Posidonia) • Biodiversità • Presenza di mammiferi marini Dato su copertura di Posidonia Disponibile (http://www.sidimar.tutelamare.it) Biodiversità e presenza di mammiferi marini sono stimati sulla base di batimetria Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Biodiversità Biodiversity and bathymetry biodiversity ranking based on species richness 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 depth 250 300 350 Biodiversità Normalized biodiversity 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 50 100 150 200 depth (m) Politecnico di Milano - DIIAR Environmental Division 250 300 350 Posidonia e biodiversità Alghero Copertura di Posidonia/cella Biodiversità Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Posidonia e biodiversità Copertura di Posidonia/cella Mazara del Vallo Mazara del Vallo Biodiversità Mazara del Vallo Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Presenza di mammiferi marini Azzellino, A., Airoldi, S., Gaspari, S., Nani, B. 2008. Habitat use of Cetaceans Along the Continental Slope and Adjacent Waters in the Western Ligurian Sea. Deep Sea Research, Part I 55: 296-323. Striped dolphin - presence/absence model B S.E. Wald df Sig. Exp(B) .001 .000 188.966 1 .000 1.001 SlopeMin .004 .001 23.823 1 .000 1.004 Constant -2.834 .169 282.330 1 .000 .059 DepthMax Bottlenose dolphin - presence/absence model B S.E. Wald df Sig. Exp(B) DepthMax -.005 .002 9.330 1 .002 .995 SlopeStd -.107 .046 5.367 1 .021 .899 Constant 6.921 2.315 8.941 1 .003 1013.645 Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale e X p 1 e X Presenza Mammiferi Marini Stenella striata Tursiope Alghero Presenza Mammiferi Marini Stenella striata Tursiope Mazara del Vallo Analisi Multicriteri Environmental index: SW+BI+PSc+PTt – – – – SW, Sea weed cover normalized to 1 BI, Biodiversity normalized to 1 PSc, Presence Probability striped dolphin PTt, Presence Probability bottelnose dolphin Distanza dalla costa (< 4 km; 2-10 km, 10-15 km, > 15 km) Wave Energy Potential clusters (gruppi definiti in base a CA) Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale Analisi dei Cluster su Matrice Multicriteri: Alghero Environmental index: SW+BI+PSc+PTt Distanza dalla costa (< 4 km; 2-10 km, 10-15 km, > 15 km) Gruppi di potenzialità energetica (1-3, dalla minore allla maggiore) Potenziale Energetico Medio Elevato Impatto Ambientale Elevato potenziale energetico Basso impatto ambientale Multicriteria Cluster Analysis Elevato Impatto Ambientale Basso Impatto Ambientale Wave Dragon Clima meteomarino 24 kW/m 36 kW/m 48 kW/m Potenza 12 GWh/y/unit 20 GWh/y/unit 35 GWh/y/unit Wave reflector h= -60 m, 10 units 37GWh/y Reservoir Costs = 135 M€ Turbine outlet Waves overtopping the doubly curved ramp Analisi dei Cluster su Matrice Multicriteri: Mazara del Vallo Environmental index: SW+BI+PSc+PTt Distanza dalla costa (< 4 km; 2-10 km, 10-15 km, > 15 km) Gruppi di potenzialità energetica (1-4, dalla minore alla maggiore) Potenziale Energetico sensibilmente più elevato a fronte di un Impatto Ambientale poco più alto Multicriteria Cluster Analysis Alto potenziale, Impatto accettabile Soluzione costiera Seawave Slot-cone Generator (SSG) concept Hatch to access Turbine Grating APPLICATION OF SSG STRUCTURE AS SLOPING CROWN WALL ON A VERTICAL BREAKWATER h= -20 2.5 km 30GWh/y Costs = 105 M€ only 10% extra costs if the port needs to be built anyway MST Turbin/Generator Conclusioni • Incorporare anticipatamente le istanze relative ai possibili impatti delle strutture deputate alla conversione dell’energia ondosa fornisce maggiori opportunità di mitigazione degli impatti, attraverso il loro inserimento fin dalla fase di progettazione, e contribuisce ad una maggiore accettabilità sociale di queste infrastrutture ed ad una maggiore sostenibilità per l’ambiente marino. • La prospettiva dovrebbe essere quella della VAS, Valutazione Ambientale Strategica (SEA Directive 2001/42/EC). • Il framework multicriteriale qui presentato consente di valutare il dispositivo più efficace in funzione di una sua localizzazione ottimale nella prospettiva di una minimizzazione degli impatti. Politecnico di Milano - DIIAR sez. Ambientale