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