CONVEGNO
LA GEOTERMIA
A BASSA ENTALPIA
Nuove opportunità per
uno sviluppo
sostenibile
il ruolo del geologo
Patti
15 marzo 2013
Sala Comunale ex Tribunale
Barcellona Pozzo di Gotto
16 marzo 2013
Auditorium di S. Vito
GEOTERMIA A BASSA ENTALPIA
NUOVA OPPORTUNITÀ PERI UNO SVILUPPO
SOSTENIBILE: RUOLO DEL GEOLOGO
PATTI, 15 MARZO 2013
MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
GEOTERMICA
Dott. Geol. GABRIELE CESARI
Geotermia: introduzione
•
Geotermia: scienza che si occupa dello studio e dello
sfruttamento del calore esistente all’interno della Terra
•
Flusso geotermico: quantità di calore che giunge in
superficie dall’interno del pianeta (nucleo e mantello), per
poi irradiarsi verso la superficie (crosta terrestre) e quindi
verso l’atmosfera. q =0,065 W/m
•
Gradiente geotermico: determina l'aumento di
temperatura con la profondità. Dipendente dalle proprietà
termiche del terreno. In media: 3°C/100, Il gradiente è
l’effetto misurabile del flusso di calore proveniente dal
nucleo
•
Anomalie geotermiche, legate a contesti geostrutturali (fasce instabili con risalita di magma, vulcanismo
ecc..). In queste aree critiche “calde”, il gradiente può
essere fino a 10-15 volte maggiore di quello medio, come
ad esempio nella fascia tirrenica centro-meridionale
(Toscana-Lazio-Campania)
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NUOVA OPPORTUNITÀ PERI UNO SVILUPPO
SOSTENIBILE: RUOLO DEL GEOLOGO
PATTI, 15 MARZO 2013
Carta delle potenzialità
geotermiche di media e alta
temperatura in Italia.
(Della Vedova et al.)
MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
GEOTERMICA
Dott. Geol. GABRIELE CESARI
Manifestazioni geotermiche naturali
Soffioni boraciferi
e geiser
(Monte Amiata, Toscana)
Fenomeni vulcanici
e magmatici
(foto: eruzione Etna)
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Fenomeni
idrotermali
(cascate acque calde
sulfuree Saturnia)
MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
GEOTERMICA
Dott. Geol. GABRIELE CESARI
Applicazioni geotermiche principali
Medio-Bassa entalpia
(30°<T<120°)
Usi diretti del calore:
riscaldamento e telerisc.
serre e altri usi in agricoltura,
termalismo
Alta entalpia
(T>120°/150°)
Produzione Energia
Elettrica con tecnologie
tradizionali e innovative
(cicli binari)
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SOSTENIBILE: RUOLO DEL GEOLOGO
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Bassissima entalpia
(T<30°)
Usi indiretti del calore:
Scambio di calore con pompe
di calore (riscaldamento e
raffrescamento edifici)
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DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
GEOTERMICA
Dott. Geol. GABRIELE CESARI
Geotermia a bassa entalpia - Impianti
La climatizzazione con pompa di calore
Pre-requisito: edifici ben
coibentati e di classe
energetica elevata
Pompa di calore:
macchina frigorifera che
trasferisce calore da una
“sorgente fredda” ad un
corpo a temperatura
maggiore
Impianto di
distribuzione:
preferibilmente a bassa
temperatura (meglio se con
elevata inerzia termica)
Produzione di acqua
calda sanitaria; con
accumuli inerziali per ridurre
le potenze della PdC
Raffrescamento: di tipo
naturale o “free cooling” con
semplice circolazione nei
due circuiti, o “active cooling”
con inversione del ciclo PdC
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MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
GEOTERMICA
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Geotermia a bassa entalpia - Funzionamento
Riscaldamento (invernale)
In modalità
riscaldamento il
fluido di circolazione scende attraverso la sonda di
mandata ad una
temperatura inferiore a quella del
terreno e risale ad
una temperatura di
3-5° superiore, dopo avere “estratto” calore
dal terreno per conduzione.
La pompa di calore trasferisce il calore estratto
dal terreno all’impianto di distribuzione con
acqua in mandata ad una temperatura di 3235° e ritorno dall’impianto a 3-5° in meno. In
tal modo cede calore all’ambiente
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Raffrescamento (estivo)
In modalità
raffrescamento il
ciclo è invertito e
l’acqua che circola
nelle sonde geotermiche si raffredda per effetto della
temperatura minore del terreno.
Mediante un semplice scambiatore di calore si
ha un raffrescamento naturale (o free cooling)
che permette di abbassare lievemente la
temperatura in ambiente.
Qualora tale raffrescamento naturale non sia
sufficiente il ciclo della pompa di calore si
inverte e il compressore permette di mandare
acqua refrigerata a bassa temperatura
all’impianto. In tal caso è necessario
deumidificare l’ambiente
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DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
GEOTERMICA
Dott. Geol. GABRIELE CESARI
Geotermia a bassa entalpia - Impianti
Tipologie di geoscambiatore
Collettori orizzontali
Acqua di falda (“Open loop”)
Scambiatori composti
da tubazioni poste in
aree appositamente
dedicate (meglio se non
pavimentate) a 1-2 metri
in sbancamenti o
trincee. Bassa efficienza
soprattutto in estate
Pali energetici o geostrutture
Sistemi costituiti da
circuiti chiusi immersi
all’interno di strutture di
fondazione
(pali/diaframmi ecc…).
Generalmente molto
economici e convenienti,
nel caso di tali fondazioni
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Sistemi costituiti da uno
o più pozzi di presa e
(generalmente) uno di
reimmissione in falda.
Sistemi molto efficienti e
competitivi soprattutto in
impianti di grandi
dimensioni
Sonde geotermiche verticali
Sistemi costituiti da circuiti
chiusi (uno o due per foro)
inseriti all’interno di
perforazioni profonde da 80
a 150 metri. Sistema molto
efficiente, ma molto
costoso. Fattibile ovunque
con poche limitazioni
MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
GEOTERMICA
Dott. Geol. GABRIELE CESARI
Geotermia: la visione dei geologi
Il CNG favorisce un approccio unitario al tema delle
Georisorse in genere e alla geotermia:
– per favorire un approccio sinergico alla conoscenza del sottosuolo;
– per favorire lo sviluppo di strategie energetiche ed azioni
incentivanti la risorsa geotermica nel suo complesso;
– per favorire la corretta divulgazione a livello di opinione pubblica e
la formazione tecnica a livello di professionisti e progettisti;
– per favorire un approccio corretto che parta dalla conoscenza del
sottosuolo nella pianificazione e progettazione degli interventi;
Per questo motivo il CNG si coordina e collabora con i principali
attori/operatori del settore
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MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
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Alta/Media entalpia - Stato dell’arte
Riferimenti normativi: L. 99/09 e D.Lgs. 22/10
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MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
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Alta/Media entalpia - Stato dell’arte (mercato)
La produzione annua di energia
elettrica da geotermia in Italia è poco
superiore a 5.000 GWh con un trend di
crescita annuo molto contenuto
Slide tratte dalla presentazione dell’ing.
Costantino Loto “premiazione GEA” Roma, 4/12/2012
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MODELLO GEOLOGICO, PARAMETRI TERMICI
DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
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Alta/Media entalpia – Prospettive di mercato
La liberalizzazione delle attività di ricerca
e coltivazione delle risorse geotermiche
del D.Lgs. 22/2010 ha portato nuovi
operatori e nuovo slancio al settore. Le
previsioni di crescita dei prossimi
decenni sono legate anche alle nuove
tecnologie
Slide tratta dalla presentazione del dott.
Geol. Giorgio Buonasorte a Geofluid,
Piacenza 4/10/2012
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Bassa/Bassissima entalpia - Stato dell’arte
Normativa di riferimento: D.Lgs. 28/11
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Bassa/bassissima entalpia - Stato dell’arte
(mercato)
Gli usi diretti
della risorsa
geotermica in
Italia
(compreso
PdC) è pari a
circa 12.600
TJ /anno con un
trend di crescita
annuo
significativo
Slide tratta dalla
presentazione del
prof. Bruno Della
Vedova, Chieti
27/11/2012
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Le pompe di calore geotermiche in Europa
(fonte dati: Eurobserver 2011)
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Bassa/bassissima entalpia - Stato dell’arte
(mercato)
La potenza complessiva degli impianti
geotermici con pompe di calore installati in Italia
al 2010 è pari a 230 Mw. Con riferimento ad altri
paesi europei il settore mostra un notevole
potenziale di crescita
Tabella e grafico tratti da
EurObserv’ER 2011
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Bassa/bassissima entalpia - Prospettive di
mercato
Le prospettive di crescita degli
impianti a pompa di calore in
generale e delle geotermiche in
particolare sono fissati dal
P.A.N. del Giugno ’09.
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Stato dell’arte – Incentivi e agevolazioni
Alta entalpia
Conto Energia
Elettrica (D.M.
9/5/2012)
Produzione Energia Elettrica
da geotermia incentivata da
99 a 172 per Mwh. Incentivi
maggiori per impianti
innovativi a basso impatto.
Non considerato il rischio
minerario
Medio-Bassa entalpia
Agevolazioni su
teleriscaldamento
Attraverso l’agevolazione prevista
dalla legge n. 448/98 gli utenti
allacciati ad un teleriscaldamento
geotermico hanno un credito di
imposta pari a circa 26 €cent/Kwt
Nessun incentivo per nuovi
progetti/impianti geotermici di
teleriscaldamento
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Bassissima entalpia
Detrazione fiscale e
incentivo conto
termico
La Legge Finanziaria 2012
conferma la detrazione del 55%
per impianti geotermici in caso di
riqualificazioni di edifici esistenti.
Il Decreto Conto Energia Termica
per le pompe di calore
geotermiche prevede incentivi
contenuti rispetto ad altri
interventi
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DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
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La filiera degli impianti geotermici a pdc
(fonte dati: Centro Studi Consorzio GeoHp)
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Principali ostacoli per lo sviluppo della
geotermia (fonte dati: Centro Studi Consorzio GeoHp)
Le pompe di calore sono diffuse nei paesi in cui:
•
Viene premiata realmente l’efficienza ed il risparmio (anche con tariffe
elettriche agevolate)
•
Le reti di distribuzione gas non sono sviluppate in modo capillare
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DEL TERRENO, PROGETTAZIONE
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Grazie per
l’attenzione
Gabriele geol. Cesari
Commissione Geotermia CNG
[email protected]
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