REGIONE
PUGLIA
IPA CBC ADRIATIC
PROGETTO LEGEND
Low Enthalpy Geothermal Energy
Demonstration cases for Energy
Efficient building in Adriatic area
La filiera della geotermia a bassa entalpia in Puglia:
dal caso pilota del progetto Legend in area naturale
protetta alle linee di indirizzo per l’efficientamento
energetico sostenibile degli edifici
A. Antonicelli, G.E. Berlingerio,
D. E. Bruno, M. Cariglia, M. Chieco, S. D’Arpa, G. De Giorgio, A. Mercurio,
P. A. Piccinno e V. F. Uricchio
A cura di Gianna Elisa Berlingerio
Programme co-funded
by the European Union
REGIONE
PUGLIA
Antonello Antonicelli***,
Gianna Elisa Berlingerio***,
Delia Evelina Bruno**,
Michela Cariglia****,
Michele Chieco***,
Stefania D’Arpa**,
Giorgio De Giorgio****,
Antonio Mercurio*,
Paolo Adolfo Piccinno****,
Vito Felice Uricchio**
IPA CBC Adriatic
Progetto LEGEND
Low Enthalpy Geothermal Energy Demonstration cases for
Energy Efficient building in Adriatic area
La filiera della geotermia a bassa entalpia in Puglia:
dal caso pilota del progetto Legend in area naturale protetta alle linee
di indirizzo per l’efficientamento energetico sostenibile degli edifici
A cura di Gianna Elisa Berlingerio
*Regione Puglia - Responsabile del Progetto
**Consiglio Nazionale delle Ricerche-Istituto di Ricerca
sulle Acque (CNR-IRSA)
*** Regione Puglia, Staff progetto Legend
**** Esperto Esterno Progetto Legend
Programme co-funded
by the European Union
L’ENERGIA È DENTRO SOTTO DI VOI
Prima edizione: dicembre 2014
ISBN: 9788890381614
Nel caso di riproduzione, anche parziale, di immagini, testi e/o contenuti della presente opera si
raccomanda esplicita citazione in questa forma:
D. E. Bruno, S. D’Arpa, V. F. Uricchio, A. Antonicelli, G.E. Berlingerio, M. Chieco, A. Mercurio,
G. De Giorgio, P. Piccinno e M. Cariglia (2014). Progetto Legend - La filiera della geotermia a
bassa entalpia in Puglia: dal caso pilota del progetto Legend in area naturale protetta alle linee di
indirizzo per l’efficientamento energetico sostenibile degli edifici.
.
Indice
Premesse................................................................................................................................ 1
Introduzione ........................................................................................................................3
1 -1.1
Lo scenario regionale di riferimento del Progetto LEGEND...................................5
1.2
La climatizzazione geotermica nelle strategie di mitigazione ed .
adattamento ai cambiamenti climatici...................................................................... 6
1.3
Caratteri topografici, geologici ed idrogeologici...................................................... 8
1.4
Le proprietà del terreno: parametri termici ed idraulici......................................12
1.5
La capitalizzazione dei risultati del Progetto VIGOR............................................. 15
1.6
La classificazione delle Risorse Geotermiche ..........................................................16
1.7
Il contesto del fabbisogno energetico: dall’Europa alla regione Puglia..........19
1.8
Aspetti tecnico normativi per l’installazione degli impianti geotermici.......23
2
Analisi SWOT: valutazione della trasferibilità di .
impianti pilota ................................................................................................................. 28
3
Accettabilità sociale dei sistemi GCHP: dati derivanti dalla .
somministrazione di un questionario........................................................................33
4
Informazione, formazione e diffusione delle buone prassi: .
il metodo Legend Puglia................................................................................................ 38
5
Lo scenario ambientale per l’introduzione dei sistemi geotermici a .
bassa entalpia nelle aree protette.............................................................................. 47
5.1
Gli aspetti ambientali connessi allo sfruttamento diretto della geotermia .
a bassa entalpia in termini di benefici e impatti.................................................. 47
5.2
Il quadro di tutela delle aree protette .....................................................................50
5.3
L’esempio dell’impianto delle Cesine (Lecce)........................................................... 51
5.4
Modello geologico.............................................................................................................55
5.4.1
Circolazione idrica sotterranea . ................................................................................. 58
5.4.2
Caratteristiche termiche dell’ammasso roccioso.................................................. 59
5.4.3
Sistema di geoscambio .................................................................................................. 63
5.4.4
Monitoraggio del sottosuolo........................................................................................ 63
5.4.5 Monitoraggio dell’impianto ........................................................................................68
5.4.6 Criteri di sostenibilità ambientale nella progettazione di impianti .
geotermici sulla base dell’esperienza del progetto pilota.................................. 70
5.5 Lo studio LCA, impatto globali e support per le .
decisioni.............................................................................................................................. 74
6 Spunti finali di riflessione............................................................................................. 85
Bibliografia ........................................................................................................................ 87
Premesse
La Regione Puglia è partner del progetto “LEGEND - Low Enthalpy Geothermal Energy Demonstration for Efficiency building in Adriatic area”, finanziato con il codice
2°ord./0128/0/Legend nell’ambito del programma comunitario di Cooperazione
Transfrontaliera IPA Adriatic 2007-20131.
Il progetto Legend, che ha avuto come oggetto la diffusione e la promozione del
concetto di efficientamento energetico negli edifici pubblici utilizzando la risorsa
geotermica, presenta una peculiarità all’interno del panorama dell’azione regionale
poiché è stato realizzato nella collaborazione fra l’Assessorato all’Ambiente e quello
al Bilancio.
Anche da questa circostanza si comprende la duplice valenza dell’esperimento condotto con la realizzazione dell’impianto pilota di geotermia a bassa entalpia presso
la struttura di proprietà regionale di “Le Cesine” a Lecce.
Infatti, per quanto attiene l’ambito interno alla Regione, esso rappresenta la frontiera più avanzata del rinnovamento compiuto al fine di contenere le spese di funzionamento dell’Ente (tra cui quelle di energia) a fronte dell’elevazione della qualità
dei servizi resi, condotto da alcuni anni da parte dell’Assessorato al Bilancio anche
in ottemperanza alle norme di spending review. Per quanto attiene le politiche regionali verso il territorio, rappresenta invece una best practice di eco sostenibilità
riproducibile sul territorio della Puglia.
Ancora una volta, dunque, la pubblica amministrazione, e la Regione Puglia in particolare, veicola risorse, professionalità ed energia (è proprio il caso di dirlo!) per fornire alla collettività amministrata modelli di sviluppo innovativi ma al tempo stesso
reali.
Leonardo Di Gioia
Assessore al Bilancio della Regione Puglia
1 Il progetto è stato realizzato con la Provincia di Ferrara, con il Geological Survey of Slovenia, la Istrian
Regional Energy Agency ltd. (Croazia), la LIR - Local Development Initiative (Bosnia Herzegovina), la
Regione Emilia Romagna, la Regione Veneto, la Municipalità di Shkodra (Albania), la Provincia di Teramo, la Regional Economic Development Agency for Sumadjia and Pomoavljie (Serbia), la Municipalità
di Danilovgrad, (Montenegro), la DUNEA (Regional Development Agency Dubrovnik Neretva Region
- Croazia), il Montenegro Green Building Council (Fig. 1).
1
Introduzione
Attraverso una serie di casi pilota, il Progetto Legend ha voluto dimostrare la possibilità di migliorare le condizioni di sostenibilità ambientale economica e sociale del
sistema GCHP (Ground Coupled Heat Pumps).
In linea con tali obiettivi, la Regione Puglia ha condotto un’intensa attività di disseminazione, comunicazione ed informazione specifica sull’efficientamento energetico
con pompe di calore geotermiche; ha partecipato alla definizione di un documento
a carattere tecnico e politico da adottare, in seno all’area IPA Adriatica, per l’applicazione della metodologia del Life Cycle Assessment con riguardo alla tecnologia GCHP.
Inoltre, è stato realizzato un intervento dimostrativo in un immobile di proprietà regionale.
Si tratta di un impianto di climatizzazione geotermica dotato di un sistema avanzato
di monitoraggio energetico ed ambientale nell’Area Naturale Protetta delle Cesine. La
scelta del sito vuole rappresentare un profilo di sperimentazione delle strategie progettuali, realizzative e gestionali necessarie ad individuare un modello, eventualmente replicabile, di impianto geotermico sostenibile per le aree di elevato pregio ambientale. Esso, infatti, costituisce una delle poche realizzazioni al mondo in un’area umida
protetta specificamente indirizzata a monitorare non solo parametri e prestazioni
energetiche dell’impianto ma, soprattutto, gli effetti ambientali dello scambio termico con il sottosuolo.
Dai dati ricavati nel corso del progetto condotto a “Le Cesine”, dettagliatamente descritti in questa pubblicazione, emerge che la Puglia rappresenta un “terreno fertile”
per l’implementazione di tecnologie geotermiche. E’ singolare pensare, tuttavia, che
gli aspetti tecnici siano solo una parte della sperimentazione condotta. In realtà l’attuale e perdurante congiuntura di crisi economica e sociale conduce a ripensare alcuni
modelli di produzione, sfruttamento e gestione delle risorse per il perseguimento di
un ventaglio di obiettivi. Fra questi assumono maggiore rilevanza da un lato la tutela
dell’ambiente attraverso l’abbattimento delle emissioni nocive; dall’altro il risparmio
sui costi di energia.
Non è un caso, infatti, che la struttura che ha gestito la parte esecutiva del progetto per
conto della Regione Puglia sia il Servizio Provveditorato Economato che cura l’energy
management degli oltre 60 edifici regionali. L’impianto pilota finanziato con il progetto Legend, infatti, non è da considerarsi un caso isolato ma parte del complessivo “Piano per la promozione e l’uso razionale dell’energia ai fini del contenimento di costi ed
emissioni nocive degli impianti e dei mezzi a servizio degli uffici della Regione Puglia”2 a sua volta parallelo al “Piano di azione regionale per gli acquisti verdi”3.
2 Delibera di Giunta regionale della Puglia n.2173 del 26 novembre 2013 di assegnazione della competenza alla redazione del Piano e Delibera di Giunta regionale n.2719 del 18 dicembre 2014 di approvazione
delle linee guida di redazione del Piano stesso.
3
4
Il Piano, in corso di redazione dopo l’approvazione delle linee guida, prende le mosse
dai dati derivanti da una serie di sperimentazioni avviate negli ultimi due anni e prevederà sia l’uso di nuove tecnologie che mutamenti organizzativi e contrattuali inclusi, con tutta probabilità, gli E.P.C. (Energy performing contracts). Fra le tecnologie sperimentate dall’Ente Regione Puglia, quella geotermica descritta in questo documento,
si è rivelata la più interessante, innovativa ed economicamente efficiente dal punto di
vista economico ed ambientale.
E’ per questo che, sulla scorta dei risultati del progetto Legend in Puglia e degli altri impianti geotermici realizzati anche con i fondi del POI - Energia, la Regione pone un’attenzione specifica sull’energia geotermica. A questo scopo è in corso di approvazione
un regolamento regionale di dettaglio sulla realizzazione di impianti geotermici in Puglia. E di ancora maggiore interesse è l’allocazione di circa 200 milioni di euro sull’asse
IV della nuova programmazione (2014-2020) dedicati all’efficientamento energetico
sia degli edifici pubblici sia di quelli privati.
Inoltre, nel corso degli eventi organizzati per la “disseminazione” dei risultati del progetto Legend, è stata condivisa l’idea della istituzione di una aggregazione flessibile che
metta insieme tutti gli stakeholder interessati alla geotermia in Puglia: amministrazioni pubbliche, imprese con il know - how necessario alla realizzazione degli impianti, liberi professionisti (ingegneri, geologi e geometri) che sviluppino una conoscenza
specifica della materia, il Centro nazionale di ricerche e le altre istituzioni scientifiche
che studiano gli aspetti tecnici degli impianti. Il consolidarsi di queste professionalità consentirebbe, infatti, di incidere in modo perdurante con una domanda pubblica
qualificata (di realizzazione di impianti geotermici) sull’orientamento dell’offerta economica privata (di costruttori e tecnici). Una filiera completa e specializzata su questi
temi può poi dimostrarsi competitiva oltre che nel settore pubblico anche nel settore
privato e su mercati geograficamente diversi da quello limitato dai confini pugliesi. Tra i prodotti di LEGEND, è stato redatto il presente volume che si pone l’obiettivo di
diventare un utile strumento per gli amministratori, per i tecnici, per i professionisti
e per tutti coloro che vorranno approfondire la conoscenza sulle potenzialità dell’energia geotermica, in Puglia, specialmente nelle aree a maggiore valenza ambientale.
Capitolo 1
1.1 Lo scenario regionale di riferimento del Progetto LEGEND
Dal punto di vista strategico il ruolo fondamentale giocato dalla tecnologia delle
pompe di calore geotermiche è quello di buona pratica utile per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici. In questo contesto tale tecnologia si inserisce
tra le soluzioni per ridurre consumi ed emissioni tramite l’uso efficiente dell’energia
e l’utilizzo di energia rinnovabile nonché tra quelle che fanno sì che le comunità siano più pronte a sopportare eventi climatici quali le ondate di calore, consumando
meno risorse possibili.
La Regione Puglia è consapevole di tale potenzialità ma per rendere concreta una
buona pratica ne va verificata l’applicabilità ad uno specifico contesto e il progetto
Legend risponde a questa esigenza.
Si coglie da ultimo l’occasione per ringraziare tutti coloro i quali hanno collaborato a
questa iniziativa con alta professionalità e con “passione”, sia all’interno dello staff
regionale che come tecnici ed esperti esterni. La “passione” e l’energia fanno parte con
evidenza della stessa tipologia di risorse primarie indispensabili al superamento delle
congiunture critiche.
Gianna Elisa Berlingerio
Dirigente del Servizio Provveditorato ed Economato della Regione Puglia
3 Delibera di Giunta regionale della Puglia n. 1526 del 24 luglio 2014, pubblicata nel B.U.R.P. n. 115 del 26
agosto 2014.
Fig. 1 - Progetto Legend - Paesi coinvolti ed impianti realizzati
5
1.2 La climatizzazione geotermica nelle strategie di mitigazione ed adattamento ai cambiamenti climatici
6
I più recenti orientamenti strategici a tutti i livelli istituzionali evidenziano la necessità di mettere in atto azioni indirizzate a mitigare l’effetto indotto dall’uomo sui
cambiamenti climatici e favorire l’adattamento delle società nei confronti degli effetti di tali cambiamenti.
Le azioni di mitigazione affrontano le cause del Cambiamento Climatico (CC) all’origine, riducendo le emissioni di gas a effetto serra e/o attuando azioni di riforestazione per sottrarre gas serra all’atmosfera mentre le azioni di adattamento tentano
di ridurre i rischi legati alle conseguenze dei cambiamenti climatici ad esempio favorendo la tutela delle risorse idriche in vista di fenomeni siccitosi o attuando interventi di difesa del suolo per mettere in sicurezza il territorio nei confronti di precipitazioni intense.
È necessario attuare, in maniera complementare, sia azioni di mitigazione sia di
adattamento perché anche se le emissioni verranno ridotte, evitando il progredire
del CC, l’adattamento rimane necessario per affrontare i cambiamenti globali già in
atto e per far sì che comunità “resilienti” riescano a conservare le risorse necessarie
a continuare nel percorso di sostenibilità ambientale.
Il riscaldamento e raffrescamento degli edifici incide significativamente sul totale
delle emissioni di gas serra specie se si considerano, oltre alle emissioni per riscaldamento da combustione anche le emissioni a monte, correlate ai consumi elettrici e ai
processi di combustione in centrale nel caso di fonti fossili.
In questo settore, l’efficienza delle tecnologie e il ricorso alle energie rinnovabili sono
strategici.
Le pompe di calore (PdC) sono considerate una delle tecnologie chiave per aumentare
l’efficienza di utilizzo dell’energia consentendo, quindi, la riduzione delle emissioni
dei gas serra e le PdC geotermiche possono attuare lo scambio termico accedendo ad
una risorsa che, a patto di una corretta progettazione e gestione, può essere considerata rinnovabile.
La climatizzazione geotermica perciò: :
• è applicabile ad un comparto molto energivoro, con una grande potenzialità nella
riduzione di consumi di energia, combustibili ed emissioni (mitigazione);
• contribuisce alla riduzione delle emissioni dovute a combustione per riscaldamento specie nei centri urbani;
• consente la riduzione dei consumi energetici per riscaldamento/raffrescamento
e delle corrispondenti emissioni in centrale;
• è pienamente integrabile con altre FER (Fonti di Energia Rinnovabile) e consente
di raggiungere l’autosufficienza energetica dell’immobile con minori superfici di
installazione, ad esempio di fotovoltaico e solare termico, in ragione dei minori
consumi elettrici e della maggiore efficienza rispetto ad altri sistemi;
• consente di far fronte, con minore consumo di risorse, alle sempre più ricorrenti
ondate di calore attese nella nostra area geografica (adattamento);
• riduce gli effetti negativi dello scambio termico con l’aria nei centri urbani attraverso l’uso sostenibile del sottosuolo come accumulatore termico (cessione di
calore al suolo d’estate e prelievo del calore d’inverno);
• consente di ottenere condizioni di benessere negli ambienti con consumi inferiori ad altre tecnologie;
• nelle condizioni climatiche pugliesi è possibile dimensionare gli impianti per il
parziale utilizzo in free cooling.
Un altro aspetto importante delle strategie di adattamento è quello di stimolo a cogliere i vantaggi derivanti dalle eventuali opportunità che si potranno presentare
con l’attuazione delle azioni stesse di adattamento. In generale, l’uso dello scambio
termico con il sottosuolo (c.d. “geoscambio”) consente di beneficiare di diversi aspetti
positivi economici ed ambientali oltre a quelli già descritti.
In particolare, il geoscambio può essere sintetizzato come segue:
• necessita di minore infrastrutturazione (non sono necessarie reti metano né serbatoi gas, salvo che per i sistemi ad assorbimento a gas) rappresentando una scelta opportuna specie in Aree Protette per garantire il minore impatto ambientale;
• nei processi produttivi è integrabile con sistemi di recupero del calore da fluidi
diversi (reflui, aria, acqua di processo, ecc.) consentendo forti economie di produzione;
• ha un impatto positivo sulla “green economy” locale in quanto comporta la progettazione, realizzazione e gestione di piccoli impianti con grande diffusione territoriale. Questo si traduce in ricadute favorevoli, oltre che per il positivo impatto
ambientale diffuso, anche per l’impulso alla microeconomia locale (produzione,
installazione, manutenzione);
• prevede in generale un trascurabile o nullo consumo di suolo.
L’obiettivo generale perseguito con il progetto LEGEND è quello di riconoscere i vantaggi e gli svantaggi delle diverse tecnologie e delle loro opportunità per lo sviluppo
futuro e l’inserimento degli impianti geotermici nella zona di destinazione. L’analisi
è stata possibile, considerando informazioni sulle condizioni geologiche e idrogeologiche, sulle proprietà termiche del terreno, sulle condizioni atmosferiche, sui regolamenti e sui programmi d’incentivazione realizzando anche un focus sull’accettabilità sociale delle pompe di calore su scala locale.
Nel prosieguo si sintetizzano gli aspetti in riferimento alla realtà della Puglia per
comprendere come la geotermia possa essere applicata e quali incidenza abbia
nell’ambito regionale.
7
1.3 Caratteri topografici, geologici ed idrogeologici
8
La Regione Puglia si estende per 19.357 km2 ed è bagnata dal Mar Adriatico a Nord e
ad Est e dal Mar Ionio a Sud. Amministrativamente è divisa nelle sei Province: Bari
(capoluogo regionale), Brindisi, Foggia, Lecce e Taranto e BAT (Barletta-Andria-Trani).
Topograficamente, il territorio regionale è caratterizzato, da Nord a Sud, da una successione graduale di quattro settori geografici: il Gargano, il Tavoliere, le Murge ed
il Salento, ai quali si aggiunge l’Appennino Dauno, una porzione della Catena Appenninica che si innalza sino ai 1152 m dei Monti della Daunia chiudendo a Ovest il
Tavoliere e la pianura costiera.
Il Gargano è un promontorio caratterizzato da una superficie ondulata e da pendii
terrazzati, con ampi boschi e copertura vegetale prevalentemente arbustiva.
Il Tavoliere, rappresenta la più vasta pianura presente nel Sud Italia, caratterizzato principalmente da aree a pascolo ed agricole. Si affaccia sul Mar Adriatico sia ad
Ovest del Gargano sia a Sud-Est, con coste basse, sabbiose ed orlate da dune costiere.
Procedendo verso Sud-Est, si passa all’Altopiano delle Murge che degrada dolcemente verso la costa adriatica con ampi terrazzi d’origine tettonica, caratterizzati da superfici agricole a seminativi o a colture permanenti. Il paesaggio del Salento è molto
simile a quest’ultimo settore con una più marcata alternanza di alti e bassi morfologici anch’essi di origine tettonica (Fig. 2).
La gran parte della Regione, che rappresenta la porzione sudorientale emersa della
Placca carbonatica adriatica, è costituita da spesse sequenze di calcari e dolomie formatisi all’interno della Piattaforma carbonatica durante il Cretacico (Ricchetti, 1972),
ricoperte da rocce carbonatiche bioclastiche, calcareniti e argille (Fig. 3).
Dal Pleistocene inferiore all’Olocene, la Regione subì un generale sollevamento sino
a raggiungere l’attuale conformazione (Doglioni et alii, 1994). Oggi, la Puglia è frammentata in alti e bassi strutturali da una serie di faglie in direzione NO-SE (Ricchetti,
1972).
In conseguenza dei suddetti eventi geodinamici, le successioni carbonatiche pugliesi mesozoiche, ma anche quelle cenozoiche e quaternarie, sono state interessate da
fenomeni carsici a più riprese e per lunghi periodi (Palmentola, 1987), i quali hanno
prodotto un’estesa rete di cavità e condotti sotterranei.
Fig. 3 - Unità litologiche della Regione Puglia
Fig. 2 - Topografia ed uso del suolo della Regione Puglia
Il Promontorio del Gargano corrisponde ad un largo plateau calcareo lievemente inclinato in direzione Nord-Ovest e delimitato da ripide ed alte scarpate, che si eleva
bruscamente dal territorio circostante e dal mare (circa 1000 m. s.l.m.).
Il promontorio garganico è assimilabile ad un horst il cui nucleo è rappresentato dai
calcari di scogliera caratterizzati in superficie da una notevole densità (100 per km2)
di doline (Baboçi et alii, 1991) (Fig. 4).
9
da Nord-Ovest a Sud-Est. Le faglie sono in genere sub verticali e di tipo distensivo,
la loro direzione prevalente è NO-SE e NE-SO (Zezza, 1975). In tale area son presenti
alcune delle doline più note della regione.
Il Salento, la porzione di territorio più a Sud della regione, è rappresentato da una penisola allungata in direzione NO-SE. Le facies calcareo-dolomitiche del Salento sono
riferibili, dal punto di vista litologico e ambientale, ai depositi di piattaforma carbonatica delle Murge con i quali presentano strette analogie petrografiche (Zezza, 1975).
Pur costituendo il settore topograficamente meno elevato della regione, il Salento è
caratterizzato dall’alternanza di alti e bassi strutturali: ai primi, corrispondono esili
dorsali denominate serre, orientate circa NNO-SSE.
Alle due estremità del Tavoliere si trovano i 2 principali fiumi della Regione: il Fortore
e l’Ofanto (Fig. 5). Entrambi nascono dall’Appennino e si gettano nel Mar Adriatico.
Gli altri corsi d’acqua sono il Candelaro, il Cervaro e il Carapelle che scendono dall’Appennino e attraversano il Tavoliere con portate modeste e regime tipicamente torrentizio. Assai meno rilevanti sono i modestissimi corsi d’acqua superficiali che interessano il Gargano, le Murge ed il Salento, dove invece sono assai vistosi i fenomeni
carsici superficiali e ipogei. I bacini lacustri più vasti e interessanti sono i due laghi
costieri di Lesina e Varano situati ai piedi del versante nord-occidentale del Gargano.
10
Fig. 4- Assetto strutturale della Regione Puglia
I blocchi dell’horst garganico costituiscono delle monoclinali orientate con le principali direttrici tettoniche: le faglie a direzione appenninica (NNO-SSE) e quelle a direzione garganica (E-O) (Martinis, 1965). Le prime, presenti in tutto il promontorio, si
sviluppano particolarmente tra il nucleo dell’horst e la fascia perimetrale occidentale del Gargano, dove raggiungono vistosi rigetti; le seconde prevalgono nella zona
centro-meridionale. Fra gli allineamenti tettonici secondari prevalgono le faglie a
direzione anti-appenninica (NE-SO) (Zezza, 1975).
Le Murge individuano un vasto altopiano carbonatico che, dalla sua massima quota, rappresentata dai 678 m. s.l.m. del Monte Caccia, degrada ad Est verso il Mare
Adriatico, delimitato sul versante opposto da una scarpata con dislivelli e pendenze
variabili. Sulle Murge, separate dal Gargano e dalle serre del Salento rispettivamente
dal Tavoliere e dalla Piana di Lecce, affiorano le facies di piattaforma carbonatica, localmente coperte da calcareniti quaternarie (Zezza, 1975). Le Murge formano nel loro
complesso una monoclinale, piegata e fagliata, bordata a Nord-Ovest, al confine con
il Tavoliere, da una faglia materializzata dalla valle dell’Ofanto ed a Sud-Ovest, verso
la fossa Bradanica, da una significativa discontinuità tettonica che segue il decorso
della scarpata delle Murge.
I fenomeni plicativi e disgiuntivi danno luogo ad effetti morfologici più o meno vistosi rappresentati da allineamenti di alture collinari, depressioni e scarpate. I piegamenti sono piuttosto blandi e mostrano direzioni assiali prevalentemente disposte
Fig. 5: - Principali bacini e corsi d’acqua della Regione, Aree vulnerabili da contaminazione salina, zone di
Protezione Speciale Idrogeologica.
11
1.4 Le proprietà del terreno: parametri termici ed idraulici
12
La conducibilità termica, definita come la quantità di calore che fluisce in un’unità
di tempo attraverso un’area unitaria di un determinato materiale a causa della formazione di un gradiente unitario (Clarke et al, 2008), è una misura dell’attitudine
di una sostanza a trasmettere calore quindi, un parametro termico significativo ed
essenziale per la corretta progettazione delle tecnologie della geotermia a bassa entalpia. Uno degli output prodotti dal progetto VIGOR (www.vigor-geotermia.it), con
il quale il LEGEND si pone in continuità, è la Carta della conducibilità elaborata sulla
base delle seguenti attività: definizione e assegnazione di pesi su base bibliografica
per i valori di conducibilità termica per le diverse litologie (rocce e materiali sciolti,
saturi o insaturi) presenti in Puglia; validazione di tali valori mediante confronto con
quelli misurati in situ e in laboratorio mediante utilizzo di strumentazione specifica
per testare le proprietà termiche dei terreni; assegnazione di un valore ragionato di
conducibilità per le unità geologiche più rappresentative della Regione Puglia (Tab. 1)
ovvero quelle caratterizzate dalla maggiore estensione areale (km2) e dalla densità di
popolazione più alti.
Le attività svolte hanno portato alla risultante carta della conducibilità termica della
regione Puglia utile alla definizione del potenziale geotermico e allo sviluppo e diffusione delle relative tecnologie sul territorio regionale (Di Sipio et al., 2013).
Tipo
Calcare
Argilla
Sabbia
Arenaria
Conglomerato
Materiale sciolto
Conducibilità termica W / (m . k)
1,7 - 2,8
1,5 - 2,1
1,2 - 1,4
2,1
2,3
0,6 - 2,2
Tabella. 1: Conducibilità termica (massima e minima) dei litotipi pugliesi più comuni
Oltre alla presenza o assenza di acqua nei materiali del sottosuolo, che influisce direttamente sui valori di conducibilità termica, lo scambio termico con il sottosuolo, su cui si basano le tecnologie della geotermia a bassa entalpia, è influenzato da
numerosi parametri idrogeologici ed idraulici quali la porosità, la permeabilità, la
conducibilità idraulica ed il gradiente ecc.
Tali parametri sono necessari, ad esempio, per la determinazione della velocità di
flusso di falda che, a sua volta, può influire positivamente sull’efficienza degli scambiatori di calore che rendono possibile lo scambio termico col sottosuolo (Botteghi
et al., 2012). In generale, sia l’elevato grado di carbonatiche carsismo e la presenza di
diverse falde acquifere, anche a bassa profondità, rendono l’intera regione un territorio attraente dal punto di vista geotermico.
I principali serbatoi idrici sotterranei della Puglia sono costituiti dalle successioni
carbonatiche mesozoiche di avampaese, che costituiscono il Gargano, le Murge e il
Salento, ma falde importanti si rinvengono anche nei depositi clastici di età quaternaria, nel Tavoliere, nella piana brindisina e in quella dell’arco ionico-tarantino.
Le falde, alimentate dalle precipitazioni stagionali, ricevono apporti dalle acque
marine e da acque connate che si rinvengono nelle parti più profonde del substrato dell’avanfossa appenninica e la circolazione idrica è influenzata da locali fattori
stratigrafici e strutturali, oltre che dalla distribuzione del carsismo (Maggiore e Pagliarulo, 2004).
Gli acquiferi pugliesi sono suddivisi in base alla diversa permeabilità in due principali tipologie: gli acquiferi fessurati carsici e quelli porosi. La penisola salentina, in
particolare, è caratterizzata dalla presenza, in più aree, di acquiferi superficiali la cui
formazione è stata favorita dalla presenza di orizzonti impermeabili che bloccano
nel loro percorso le acque di percolazione di origine meteorica, favorendone l’accumulo (Baldassarre et al., 2000; Calò et al., 1990).
Tra le grandezze fisiche che caratterizzano il comportamento del terreno dal punto
di vista termico vi è la distribuzione della temperatura nel sottosuolo. In assenza
di anomalie termiche superficiali (come nel caso della Puglia) la temperatura media annua del suolo coincide con la temperatura media annua dell’aria della località
considerata (Galgaro et al., 2012).
In Puglia, la maggiore variazione delle temperature massime annue dell’aria è di.
7 °C, mentre quella delle temperature minime annue dell’aria è di 6 °C. Il valore medio di temperatura del primo sottosuolo è di circa 14 °C ed è possibile individuare
diverse zone climatiche quali, ad esempio, il promontorio del Gargano o le aree subappenniniche, caratterizzate da una temperatura media inferiore rispetto alle zone
limitrofe (effetto evidentemente dovuto alle diverse situazioni altimetriche).
L’informazione ottenuta può essere utilizzata, da un lato, nella definizione del gradiente geotermico locale una volta associato a informazioni di temperatura in profondità, dall’altro, nella progettazione termotecnica di impianti geotermici per la
climatizzazione (Botteghi et al, 2013). Mentre la temperatura del terreno superficiale
è strettamente correlata alla temperatura media annua dell’aria ed il calore che ne
deriva è direttamente determinato dall’energia solare assorbita dalla superficie, a
profondità maggiori agisce invece prevalentemente il flusso geotermico di origine
endogena.
Per il calcolo del gradiente termico (Fig. 6) si fa riferimento al flusso di calore i cui
valori sono ricavati dalla carta redatta nell’ambito del Progetto GeoThopica (http://
geothopica.igg.cnr.it) che mostra valori di flusso termico intorno a 30 mW/m2 per la
quasi totalità del territorio regionale fatta eccezione per la zona interna delle Murge
dove si raggiungono picchi fino a 80 mW/m2 (Botteghi et al., 2013).
La figura che segue esplica chiaramente il flusso geotermico nella Regione Puglia e
contribuisce ad indirizzare gli interventi.
13
1.5 La capitalizzazione dei risultati del Progetto VIGOR
14
Fig. 6 - Carta del Flusso geotermico
Il riconoscimento di aree sottoposte a particolari vincoli e/o tutele è un altro aspetto
da considerare quando si considera l’impiego delle tecnologie della geotermia a bassa entalpia.
Sul punto, a livello nazionale il riferimento legislativo più importante in materia è il
D.Lgs. 152/2006 che stabilisce norme in materia ambientale con particolare attenzione alla tutela e al rispetto delle aree di salvaguardia delle risorse idriche, sia sotterranee sia di superficie. In particolare, le opere di presa delle acque superficiali e sotterranee, intese come prelievo di acqua, sono regolamentate principalmente attraverso
la creazione di aree suddivise in zone di tutela assoluta e zone di rispetto (Art. 94),
coincidenti rispettivamente alle “aree immediatamente circostanti le derivazioni”
da proteggere adeguatamente e da adibire esclusivamente ad opere di presa e a infrastrutture di servizio, e a “porzioni di territorio circostanti le zone di tutela assoluta
da sottoporre a vincoli e destinazioni d’uso tali da tutelare qualitativamente”.
La figura 5 mostra le aree sottoposte a tutela della Regione Puglia; il settore delle
Murge presenta aree a protezione speciale individuate per limitare l’inquinamento
dell’acquifero carsico, mentre tutta la costa adriatica e ionica, e gran parte di quella
garganica, è soggetta a fenomeni di intrusione salina. Inoltre, la maggior parte delle
sorgenti e dei pozzi a uso idropotabile ricadono in zone di tutela assoluta e di rispetto
(Botteghi et al., 2013).
Per approfondimenti rispetto alle previsioni di tutela delle acque superficiali e sotterranee si rimanda al
Piano di tutela delle acque della Regione Puglia disponibile al link: http://www.regione.puglia.it/index.
php?page=documenti&id=29&opz=getdoc
Il Progetto LEGEND, per le attività che riguardano la Regione Puglia, capitalizza i risultati del Progetto VIGOR, acronimo di “Valutazione del potenziale Geotermico delle
Regioni della convergenza”, finanziato su risorse del POI Energie Rinnovabili e Risparmio Energetico 2007-2013.
Il progetto VIGOR, è nato da un’intesa operativa tra il Ministero dello Sviluppo Economico - Dipartimento Generale per l’Energia Nucleare, le Energie Rinnovabili e l’Efficienza Energetica (DGENRE) e il CNR - Dipartimento Terra e Ambiente (DTA). VIGOR
ha svolto attività di raccolta ed organizzazione dei dati di interesse geotermico, di
valutazione delle risorse superficiali, di determinazione del potenziale geotermico,
di comunicazione ed informazione in Puglia, Calabria, Campania e Sicilia.
Gli obiettivi generali perseguiti da VIGOR hanno consentito il raggiungimento dei
seguenti risultati:
• esaminare lo stato delle conoscenze ed uniformare la base di dati nelle diverse
Regioni;
• identificare le potenziali fonti di utilizzazione dell’energia geotermica nelle Regioni della Convergenza ed effettuare una valutazione geologica, strutturale e
idrodinamica di queste aree;
• fornire indicazioni e raccomandazioni per l’uso esteso delle risorse geotermiche
nelle Regioni della Convergenza, nel contesto dell’impegno dell’Unione Europea
per l’energia sostenibile, garantendo nel contempo il massimo rispetto per l’ambiente;
• veicolare informazioni e conoscenze specifiche e modelli di intervento derivanti
dalla realizzazione del progetto.
Il Progetto Legend, finanziato nell’ambito del Programma IPA CBC Adriatico, ha declinato in maniera più dettagliata gli obiettivi di VIGOR per la Regione Puglia.
Il progetto VIGOR ha promosso l’estensione dell’utilizzo del calore geotermico per
produrre in maniera economica ed ambientalmente sostenibile, sotto il profilo ambientale, elettricità e/o calore tramite una risorsa rinnovabile globalmente distribuita e sempre disponibile.
Gli obiettivi specifici individuati e raggiunti hanno consentito di mappare lo stato
attuale delle conoscenze, identificare le potenziali fonti di utilizzazione, fornire indicazioni e raccomandazioni, veicolare le informazioni derivanti dai risultati prodotti
nell’ambito del progetto per imparare a utilizzare e a coltivare una risorsa preziosa,
senza sfruttarla.
VIGOR rappresenta, quindi, un ottimo punto di partenza per affermare il nuovo paradigma energetico legato alla generazione diffusa e distribuita di energia da fonti
rinnovabili poiché l’energia geotermica incide sensibilmente sui risparmi energetici
e sulla riduzione della produzione di emissioni di CO2 apportando perciò significativi
contributi alla lotta ai cambiamenti climatici (Bellani et al., 2014).
15
16
Il risultati sono disponibili sul sito www.vigor-geotermia.it
Con il progetto Legend la ricchezza delle conoscenze acquisite ha consentito di sviluppare una fase applicativa consistente nella realizzazione dell’impianto pilota
della masseria “Le Cesine” ed una fase divulgativa attraverso l’organizzazione dei
seminari e dei workshop e la redazione di pubblicazioni quali il Local Recommendation paper ed il presente Local Handbook. Le iniziative hanno anche ottenuto una
notevole eco sulla stampa locale e nazionale, sia di natura tecnica che informativa.
I settori indicati corrispondono alla quasi totalità della penisola salentina, alla costa
barese, ad un’ area compresa fra il Fiume Ofanto e le Murge, alle aree a nord di Manfredonia ed in alcuni tratti lungo la costa del Gargano.
Le aree, invece, caratterizzate da valori più bassi di energia specifica scambiata con
il terreno coincidono con piccole porzioni situate più internamente alle province di
Bari e BAT, nell’area Sub-Appenninica e sul promontorio del Gargano (Fig. 9).
1.6 La classificazione delle Risorse Geotermiche
La classificazione delle risorse geotermiche non è univoca, ma si considera in questo
caso quella del Decreto Legislativo 11 febbraio 2010, n. 22 “Riassetto della normativa
in materia di ricerca e coltivazione delle risorse geotermiche, a norma dell’art. 27,
comma 28, della Legge 23/07/2009, n. 99” (pubblicato nella G.U. n. 45 del 24/02/2010):
a) sono risorse geotermiche ad alta entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito superiore a 150 °C;
b) sono risorse geotermiche a media entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito compresa tra 90 °C e 150 °C;
c) sono risorse geotermiche a bassa entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito inferiore a 90 °C.
Per “bassissima entalpia” si intende lo sfruttamento dello scambio termico con il
sottosuolo e con le acque sotterranee (a temperature usualmente intorno a 30-40
°C) entro le profondità (100-400 m) per la climatizzazione degli ambienti e l’utilizzo
diretto del calore nei processi produttivi.
Alla luce di questi riferimenti, le valutazioni del progetto VIGOR nelle quattro Regioni della Convergenza hanno consentito di redigere le seguenti mappe:
1) potenziale geotermico superficiale;
Fig. 9- Carta dell’energia specifica scambiata col terreno - circuito chiuso (www.vigor-geotermia.it)
2) idoneità all’utilizzo di sistemi a circuito aperto;
Per quanto concerne, invece, la Carta d’idoneità all’utilizzo dei circuiti aperti, in figura 10, essa descrive la probabilità d’intercettare la falda entro i primi 100 m, tenendo
conto anche dei vincoli a carattere idrogeologico.
Dalla Carta è possibile notare che la quasi totalità del territorio regionale ricade in
classi di idoneità “discreta” ed “elevata”, questi ultimi settori sono presenti nella parte più occidentale del Salento, nelle Murge, nel Foggiano ed a ridosso dell’area subappenninica.
Restano escluse da tali applicazioni le aree ad ovest del Tavoliere, quelle sub-appenniniche, risultate poco sfruttabili anche con impianti a circuito chiuso, quelle a sudovest e lungo tutto il confine occidentale della Regione.
3)
potenziale geotermico profondo; 4) potenziale tecnico per le carbonatiche;
5)
del potenziale tecnico per la produzione di energia elettrica.
Considerando gli obiettivi di LEGEND, sono di seguito introdotti i due elaborati relativi alla valutazione del potenziale di geoscambio termico per i circuiti chiusi e d’idoneità all’utilizzo dei circuiti aperti.
Relativamente alla possibilità di sfruttare la risorsa superficiale (sino a profondità di
circa 100 m) mediante sistemi con pompe di calore a circuito chiuso, la Carta del geoscambio evidenzia che in alcuni settori della regione è possibile ottenere un discreto
scambio termico (> 100 kwh/m2).
17
1.7 Il contesto del fabbisogno energetico: dall’Europa alla
regione Puglia
18
Fig. 10 - Idoneità all’utilizzo di sistemi a circuito aperto in Puglia (www.vigor-geotermia.it).
In Europa, il patrimonio edilizio esistente per il suo sostentamento energetico assorbe più del 40% del consumo totale di energia; di tale percentuale, circa il 63% (corrispondente al 25% del totale) è rappresentato dagli edifici residenziali.
Nel settore residenziale l’energia è principalmente utilizzata per usi elettrici (illuminazione, elettrodomestici ecc.) e per usi termici quali il riscaldamento, la produzione
di acqua calda sanitaria (ACS) e usi per la cottura. Entrambi gli utilizzi finali sono soddisfatti dalla maggior parte dalle fonti fossili (petrolio, gas naturale, ecc) (Fracastoro
e Serraino, 2011).
Mediamente in Italia, la domanda per il riscaldamento supera di gran lunga quella
di acqua calda sanitaria e degli usi per la cottura, costituendo quasi l’80% dei consumi finali del settore. Il riscaldamento residenziale è dunque considerato uno dei
settori potenzialmente in grado di dare un forte contributo alla riduzione delle emissioni di CO2 ed una notevole spinta all’aumento dell’efficienza energetica mediante
interventi di miglioramento dei processi di conversione dall’energia primaria agli
usi finali (ARTI, 2009).
Tuttavia, nelle regioni caratterizzate da clima mite, come la regione Puglia, la domanda di energia per il riscaldamento diminuisce, influenzando la valutazione degli
utilizzi per la produzione di acqua calda sanitaria e per la cottura e di conseguenza la
stima della domanda di energia per il riscaldamento degli ambienti come esplicato
dalla seguente tabella.(Tab. 2).
Residenti
[Mio.]
Fabbisogno
medio calorico
[°C giorno]
Consumo di
calore per residenti [ktoe]
Total SPEC
[kWh/m2]
Riscaldamento
SPEC [kWh/
m2]
Puglia
4.0
1.44
516
73
33
Italia
57,9
1.912
19.250
127
83
Tab. 2 - Dati relativi ai fabbisogni energetici residenziali (Fracastoro e Serraino, 2011) dove SPEC significa
Consumo Specifico di Energia Primaria
I temi energetici in Puglia sono molto dibattuti sia per la produzione, sia per il consumo. Il territorio pugliese, che si estende per 19.540 km2 con una densità abitativa
di circa 209 abitanti/km2, su un totale di 4.085.803 abitanti, è contraddistinto dalla
19
20
presenza di numerosi impianti di produzione di energia elettrica funzionanti sia con
fonti fossili sia rinnovabili.
I principali vettori energetici in Puglia sono l’elettricità, il gas naturale e l’energia da
biomasse ed i settori con i più alti tassi di consumo risultano essere quello industriale e quello domestico/residenziale.
L’analisi dei consumi finali per settore riferiti alla tipologia di utenza nelle varie province riporta la città di Taranto come quella più energivora in quanto assorbe il 44%
del totale dei consumi energetici in Puglia con più di 2/3 (76%) del consumo allocato
nel settore industriale.
La città di Lecce caratterizzata da consumi ben equilibrati nei settori civile (17%), terziario (18%), agricoltura (13%) e trasporti (22%) e da un settore industriale invece poco
energivoro (2%).
La città di Foggia con il settore agricolo come principale utente energetico (34%);
quella di Brindisi con utenza equamente distribuita (10-11% in tutti i settori).
Infine, la città di Bari che registra un forte consumo nei settori civili e terziario (43%),
meno nel settore industriale (7%).
La provincia di Bari è quella caratterizzata dal più alto numero di edifici residenziali
e dalle recenti analisi dei consumi a livello provinciale emerge anche il ruolo predominante del settore residenziale nel capoluogo, con il 43% dei consumi.
Il consumo medio di gas di una famiglia in Italia è di 964 m3/anno. L’entità dei consumi è piuttosto variabile fra regione e regione, ma risulta abbastanza uniforme in
tutta l’Italia meridionale.
Relativamente alla produzione lorda di energia elettrica, con 37.000 GWh prodotti
contro i 19.900 GWh del suo fabbisogno, oggi la Puglia produce da tutte le fonti di
energia, rinnovabili e non, l’86% di energia elettrica in più rispetto alle sue necessità
di consumo (ARPA, 2011).
In termini di produzione totale, la Puglia è seconda in Italia soltanto alla Lombardia,
a differenza della quale è però dal 1997 un’esportatrice netta di energia a favore di
altre Regioni.
Negli ultimi dieci anni, le fonti energetiche rinnovabili hanno avuto un ruolo sempre
più importante all’interno del sistema elettrico nazionale.
Alla fine del 2012 gli impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili rappresentano circa il 37% della potenza totale installata in Italia e il 31% della produzione
lorda totale, raggiungendo un record di 92,222 GWh (GSE, 2012) (Fig. 11).
GWh
76.964
50.990
92.222
69.255
54.472
48.315
54.150
47.080
46.810
44.199
82.961
39.519
50.635
48.441
47.715
51.117
49.137
41.623
42.338
35.670
21
58.164
35.067 36.994
32.815
45.823
41.875
18.862
10.796
1.505 1.958
2.700 3.587 4.499
4.705 4.507
9.126 9.666 13.407
4.575 5.107
4.662 5.341
5.257 5.966
5.437 5.325 5.527
7.557
9.440
10.832 12.487
5.569 5.520
2000 2001 2002
5.342 5.376 5.654
2003 2004
5.592
2005 2006
2007 2008
2009 2010
2011 2012
Fig. 11 - Potenza installata e produzione di energia elettrica in Italia (GSE, 2012)
Anche in Puglia, coerentemente con i trend nazionali, dal 2008 in poi, la produzione
di energia da fonti rinnovabili è molto cresciuta, registrando nuovi record ogni anno.
Durante il 2011, la produzione di energia rinnovabile in alcune province pugliesi è
stata fra le più alte del sud Italia. Foggia e Bari rappresentano rispettivamente il 3%
ed il 2% della produzione totale nazionale di energia da rinnovabili (GSE, 2012).
Mentre, la produzione idroelettrica è principalmente concentrata nel nord Italia, la
regione detiene il primato con una produzione del 25,32% dell’energia eolica nazionale e del 19,26% dell’energia fotovoltaica.
Relativamente all’ eolico, in Puglia si sono sviluppati sistemi di differenti potenze e
prevalentemente impianti di piccola taglia (1-200 kW) usati per produrre elettricità
per piccoli gruppi di utilizzatori. La regione figura come quella con la maggiore capacità installata (1.985 MW) in Italia con circa 3.238 GWh prodotti e con 592 MW installati nel corso del 2012. La provincia di Foggia detiene il primato nazionale con circa il
20,8% ci capacità installata (GSE, 2012).
Nel 2012, la Puglia è stata la regione interessata dall’incremento più alto in produzione da fotovoltaico che ammontava a circa 3.491 GWh, circa il 18,5% sul totale nazionale. Quella di Lecce è storicamente la provincia con la maggiore concentrazione di
impianti fotovoltaici (GSE, 2012).
22
Per quanto riguarda l’energia da biomasse il contributo regionale è ancora molto esiguo. Gli impianti a biomassa presenti nel sud Italia e precisamente in Puglia, Campania ed in Calabria, raggiungono insieme solo il 18,0% del totale nazionale.
Comunque, per questa Regione si registra un importante ricorso ad altre fonti energetiche rinnovabili elettriche quali il solare e l’eolico mentre non sussistono le condizioni per la produzione di energia elettrica da fonte geotermica (dati 2011 e 2012 in
Tab. 3), esiste invece un’ampia disponibilità di utilizzo del suolo per la produzione di
energia termica a bassa e bassissima entalpia.
Fonte
N° (2011)
MW (2011)
N° (2012)
MW (2012)
Idroelettrico
4
1,6
4
1,6
Eolico
257
1.393,5
372
1985,1
Solare
22.926
2.186,2
33.568
2449,1
Geotermico
-
-
-
-
Biomasse
32
228,6
49
296,1
Tab. 3 - Numero di impianti realizzati nel 2011 e nel 2012 da risorse rinnovabili e potenze prodotte (GSE, 2012)
1.8 Aspetti tecnico normativi per l’installazione degli impianti geotermici
LEGEND ha potuto usufruire anche di una serie di elaborati redatti nell’ambito del
Progetto VIGOR (es. Bruno et al. 2011) mirati alla ricognizione della normativa di riferimento per gli utilizzi geotermici in Puglia.
I potenziali utenti delle risorse geotermiche (privati, operatori industriali, amministrazioni pubbliche) hanno ad esempio a disposizione informazioni aggiornate a gennaio 2013 (http://www.vigor-geotermia.it/images/download/iter_31gennaio2013.
pdf) sui percorsi autorizzativi per lo sfruttamento della risorsa nel territorio di interesse.
I vantaggi offerti dalla geotermia sono molteplici, ma non vanno sottostimati i limiti
e, in particolare, la necessità di valutare accuratamente i molti aspetti tecnici che
possono determinare la riuscita o il fallimento di un progetto di un impianto geotermico e soprattutto la sostenibilità ambientale dell’impianto. Infatti, in questo settore, la competenza, la professionalità del personale (Manzella et al., 2014) e il rispetto
della normativa vigente sono di estrema importanza.
Attualmente, nella Regione Puglia i principali riferimenti normativi a cui fare capo
per l’installazione di un sistema GCHP, sono elencati di seguito a titolo esemplificativo ma non esaustivo:
Leggi e Regolamenti
Riferimenti in merito alle indagini sulle acque e all’esplorazione geologica:
• Regio Decreto 11 Dicembre 1933
Riferimenti in merito alle Pompe di calore e all’Energia Geotermica:
• Regio Decreto 29 Luglio 1927, n. 1443;
• Legge 23 Luglio 2009 n. 9 (Disposizioni per lo sviluppo e l’internazionalizzazione
delle imprese, nonché in materia di energia);
• D. Lgs. N. 22 (11 Febbraio 2010);
• D.Lgs. n. 28/2011 - Attuazione della direttiva 2009/28/CE
In Puglia, oggi, è possibile distinguere due differenti procedure per le piccole utilizzazioni, dedicate al riscaldamento/raffrescamento degli ambienti e all’utilizzo diretto
del calore nelle attività produttive, per i due tipi di circuiti:
a) Sistemi a circuito aperto
In merito alle piccole utilizzazioni locali di cui all’articolo 10 comma 1 del D.Lgs.
22/2010, la Regione Puglia si attiene al Testo Unico sulle acque e gli impianti elettrici,
di cui al Regio Decreto 1775/1933 e alla Legge Regionale 18/1999 e successive modifiche e integrazioni “Disposizioni in materia di ricerca ed utilizzazione di acque sotterranee”.
23
24
L’iter autorizzativo per gli impianti a circuito aperto con prelievo di acqua di falda
da pozzo prevede, “come riferito dalla L.R. 18/1999”, un’autorizzazione all’escavazione
di pozzi per scopi di ricerca finalizzata all’utilizzazione di acqua e la domanda deve
essere corredata della documentazione tecnica riportata in allegato dalla suddetta
legge; una concessione all’utilizzo di acque sotterranee, redatta su carta bollata (entro un anno dal termine di scadenza dell’autorizzazione alla ricerca) e corredata della
documentazione tecnica indicata dalla normativa, con specifica indicazione dell’utilizzo previsto, a pena di inammissibilità. Una copia della domanda deve essere trasmessa all’Autorità di Bacino competente per territorio per le previsioni del piano di
bacino idrografico interessato.
La concessione ha durata quinquennale e può essere sospesa, revocata o modificata
nel caso si verifichino situazioni che pregiudichino l’equilibrio della falda o dell’ambiente circostante. Inoltre possono essere richiesti eventuali adempimenti di V.I.A.
previsti su scala nazionale e regionale.
Alle procedure di prelievo di acque per lo scambio termico vanno poi ad aggiungersi
quelle per la loro restituzione.
In attesa di definizione e perfezionamento delle deleghe e degli iter amministrativi
sul prelievo e successiva restituzione delle acque derivanti dallo scambio termico ai
sensi dell’art. 104, comma 2 del D.Lgs 152/06, è opportuno interloquire nel merito della procedura con il Servizio Lavori pubblici della Regione Puglia.
b) Sistemi a circuito chiuso
Le piccole utilizzazioni che prevedono l’installazione di sonde geotermiche all’interno di perforazioni verticali appositamente realizzate nel terreno a profondità di
alcune centinaia di metri e comunque non superiori a 400 m, prevedono (come indicato nel decreto legislativo 22/2010) l’adozione di procedure semplificate da parte
delle Regioni.
Ad oggi, però, la Regione Puglia non ha ancora predisposto alcun iter autorizzativo
né registri regionali e monitoraggio degli impianti di produzione di calore da risorsa
geotermica ovvero sonde geotermiche.
Tuttavia, occorre sottolineare che la Regione Puglia ha avviato un approfondimento sull’argomento, affidando al Politecnico di Bari lo “Studio per l’analisi dello stato
dell’arte sulla geotermia a bassa entalpia nella Regione Puglia”, con D.G.R. n. 456 del
23 febbraio 2010.
È inoltre prevista, a breve, l’emanazione di un Regolamento Regionale specifico seppure, a tutt’oggi, tale azione non sia stata conclusa in assenza del decreto attuativo
del D.Lgs 3 marzo 2011, n, 28, di recepimento della direttiva 2009/28/Ce in materia
di energie rinnovabili in cui sono stabilite “le prescrizioni per la posa in opera degli
impianti di produzione di calore da risorsa geotermica, ovvero sonde geotermiche,
destinati al riscaldamento e alla climatizzazione di edifici, e sono individuati i casi in
cui si applica la procedura abilitativa semplificata (...)”.
Altri contenuti sull’argomento saranno riportati nell’ambito del Piano Energetico
Regionale Ambientale, in via di definizione.
Attualmente, in assenza di specifiche indicazioni normative, qualora siano previsti
progetti di questo tipo, andrebbero in ogni caso inviate al Comune competente per
territorio alcune informazioni specifiche nell’ambito delle ordinarie procedure amministrative riguardanti la realizzazione e modifica di edifici ed impianti (quali, ad
esempio, la trasmissione della documentazione relativa al D.M. n.37/08, al D.Lgs. n.
311/06 e D.P.R. n. 59/09, richiesta di permesso di costruire, D.I.A., S.C.I.A.,C.I.L.).
Vanno, inoltre, interessati il “Servizio Lavori pubblici della Regione Puglia, l’ufficio
Controllo e gestione del P.R.A.E. - Cooperazione e l’Autorità di Bacino” per verificare la
necessità di adempimenti.
Nonostante i sistemi a circuito chiuso siano esclusi dagli adempimenti di VIA, gli
interventi che ricadono in Zone a Protezione speciale (ZPS) e Sito di Interesse comunitario (SIC) devono essere sottoposti a Valutazione d’Incidenza da presentare presso
la Provincia di competenza, come da DGR 304/2006, in cui sono riportate le direttive
per l’attuazione delle diverse fasi della valutazione d’incidenza. Inoltre gli interventi
ricadenti in aree Parco dovranno acquisire il Nulla Osta dell’Ente Parco, quelli in Riserva l’autorizzazione del Corpo Forestale dello Stato, Ufficio Territoriale per la Biodiversità (UTB) competente per territorio, ecc.
Occorre trasmettere all’ISPRA” con “trasmettere all’Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (ISPRA) la documentazione necessaria per eseguire perforazioni che superino i 30 m di profondità ex L. 464/84.
Qualora prevista, nell’ambito delle ordinarie procedure amministrative riguardanti
la realizzazione e modifica di edifici ed impianti, la progettazione e la redazione di
documentazione tecnica di fine lavori dovrebbe essere redatta da figure professionali abilitate e presentata al Comune di competenza territoriale ed agli Enti precedentemente citati.
Se il progetto di realizzazione di un edificio prevede la costruzione di pali di fondazione, possono essere inserite delle sonde geotermiche attraverso le quali avverrà lo
scambio termico con il suolo.
Anche la realizzazione di sonde integrate con i pali di fondazione che non prevedono
scambio di acqua deve essere specificata nel progetto che si provvederà alla realizzazione di pali energetici, curando i rispettivi aspetti progettuali. Non essendo ancora
aspetto regolamentato nello specifico, vale, quindi, l’indicazione di interessare gli
Enti competenti in materia.
Esempi di finanziamento e bandi che hanno contenuto indicazioni tecniche:
• Programma Operativo Interregionale “Energie rinnovabili e risparmio energetico” (FESR) 2007- 2013 Linea di attività 1.3 “Interventi a sostegno della produzione
di energia da fonti rinnovabili nell’ambito dell’efficientamento energetico degli
edifici e utenze energetiche pubbliche o ad uso pubblico”.
25
Principali standard tecnici e documenti divulgativi
1.
Standards ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning System);
Comune
Intervento
Tipologia di impianto
Bari
Palazzo storico della .
Camera del Commercio
Condizionamento ambienti con
pompe di calore con acqua di
mare e impianto solare: 1.2 MW
Bari
Palazzo di Giustizia
Raffrescamento/riscaldamento
con acqua di mare: 2.3 MW
Martina Franca
(Taranto)
Impianto
Sistema geotermico realizzato
da Geotermica Saval
Bari
Centro sportivo
Condizionamento ambienti con
pompe di calore realizzate da
Exalto Energy & Innovation Srl
(ESCo)
Palese (Bari)
Impianto
Sistema geotermico con fotovoltaico integrato realizzato da
Modutech Srl
Valenzano (Bari)
Serra
Pompe di calore con pozzo .
verticale: 7 kW
2. Standards UNI:
26
• UNI 11466:2012 “Sistemi geotermici a pompa di calore - Requisiti per il dimensionamento e la progettazione”;
• UNI 11467:2012 “Sistemi geotermici a pompa di calore - Requisiti per l’installazione”;
• UNI 11468:2012 “Sistemi geotermici a pompa di calore - Requisiti ambientali”.
3. opuscolo divulgativo “Geotermia a bassa entalpia: cenni introduttivi e iniziative
in Puglia” http://reteambientale.minambiente.it/wp-content/uploads/2012/06/
Regione-Puglia-Geotermia1.pdf (Chieco, 2011)
Impianti esistenti
Da una ricerca web è stato possibile individuare in Puglia un impianto geotermico
in un edificio di Viale Salandra a Bari per la climatizzazione di un nuovo edificio ad
uso abitativo e un impianto ibrido (sistema Hianus) installato in un condominio di
Bitonto (Ba).
Inoltre, sempre da ricerca web o acquisizione di informazioni dirette presso gli Enti è
stato possibile acquisire informazioni sintetiche su ulteriori 10 impianti per la climatizzazione geotermica degli ambienti (Tab. 4).
Bari
Palazzo Agricoltura
Regione Puglia
PDC geotermiche a compressione integrate con fonte .
aerotermica:
Bari
Regione Puglia Plesso di.
Via Celso Ulpiani
PDC geotermiche a compressione integrate con fonte .
aerotermica
Bitetto (Bari)
Osservatorio faunistico .
regionale Regione Puglia
PDC geotermiche a compressione integrate con fonte .
aerotermica
Bari
Ladisa, s.p.a
Impianto geotermico
Tab. 4 - Alcuni impianti geotermici oggi esistenti in Puglia per la climatizzazione degli edifici pubblici
Inoltre, con Fondi POI Energia, sono stati finanziati ulteriori progetti di impianti geotermici.
L’impianto di Masseria le Cesine è stato completato; 1 impianto a servizio di un immobile regionale (plesso Ex Enaip) è in via di cantierizzazione e ulteriori 3 sono stati
finanziati su fondi POI Energia e sono in fase di avvio lavori.
La sede regionale di via Gentile (Assessorati) è servita da un sistema di geoscambio a
ciclo aperto e la realizzanda sede di via Gentile (Consiglio) sarà servita da un sistema
a ciclo chiuso.
27
Capitolo 2
28
2
Analisi SWOT: valutazione della trasferibilità di
impianti pilota
L’analisi SWOT rappresenta un elemento di supporto per le Pubbliche Amministrazioni nella scelta delle tecnologie più efficaci e rispettose dell’ambiente.
Questo elaborato aiuta i futuri utilizzatori a valutare il potenziale di replicabilità dei
sistemi energetici geotermici poco profondi grazie ad una valutazione di trasferibilità che fornisce indicazioni concrete per l’applicazione/adattamento della tecnologia
GCHP nell’area di destinazione, sulla base di aspetti tecnici, economici e ambientali
locali.
L’obiettivo finale mira a riconoscere i vantaggi e gli svantaggi delle tecnologie e delle
loro opportunità per lo sviluppo futuro.
L’analisi SWOT è basata sia su un’analisi interna che ha l’obiettivo di definire con
attenzione Punti di forza (S) e di debolezza (W) sulla base di indici di efficienza energetica, affidabilità, efficienza economica, ecc. di impianti pilota realizzati dagli altri
partner, sia su un’analisi esterna relativa a Opportunità (O) e minacce (T) in Puglia.
Diversi casi tecnologici sono stati selezionati ed esaminati sulla base di diverse combinazioni di parametri per quanto riguarda la situazione attuale del mercato, l’ambiente, la posizione, la legislazione, incentivi finanziari, l’applicazione e il tipo di installazione, l’energia e l’efficienza dei costi.
Per l’analisi esterna sono stati considerati gli impianti delle seguenti tre strutture,
per le analogie con edifici e condizioni esistenti a livello regionale e la loro replicabilità in Puglia (Fig. 12):
1. Politecnico di Setubal (Portogallo);
2. Centro “Zastiti Me” (Bosnia);
3. Hotel “Amalia” di Nea Tiryntha (Peloponneso).”
1) Il Politecnico di Setubal è stato realizzato nel 1979 per accogliere la Facoltà di Ingegneria. Successivamente è stato realizzato un sistema GSHP per climatizzare gli ambienti e per produrre acqua calda sanitaria, servendo un’area complessiva di 220 m2.
L’impianto è costituito da fan-coil con due tubi verticali a circuito chiuso aventi temperature di mandata e ritorno, rispettivamente di 3,5 °C / 20 °C in inverno, e 32 °C /.
25 °C in estate.
Il piano terra necessita di 10.560 kWh di riscaldamento e raffreddamento di 7.040
kWh durante l’anno, e i carichi massimi di riscaldamento e raffreddamento sono, rispettivamente, 15,8 kW e 11,4 kW. Questa applicazione consente un risparmio di energia che supera il 50% con una riduzione del 30% di emissione di CO2.
Questa buona pratica è facilmente replicabile in Puglia, perché il contesto termico
per tale applicazione è sufficientemente simile a quella del caso studio ed esistono
molti casi di vecchi edifici in cui è possibile riorganizzare il vecchio sistema riducendo i costi di produzione di energia. Inoltre, il contenuto di CO2 risparmiata è notevole
e la probabilità di impatto ambientale sul sistema suolo/acqua è molto limitata.
29
2) Il sistema di riscaldamento/raffreddamento e produzione di acqua sanitaria del
Centro “Zastiti Me” è caratterizzato da tre collettori orizzontali a circuito chiuso.
La lunghezza di ogni tubo è 1200 m e il diametro è pari a ¾ per un bacino di 2100 m2
in totale. La capacità totale è di 97,8 kW (32,6 kW per ogni pompa) e l’area servita è
di circa 1600 m2.
Il sistema produce 10-30 kW di calore per m2 con la temperatura in entrata pari a.
55 °C e in uscita di 50 °C. Il risparmio di energia è significativo perché supera il 60%; il
costo totale dell’investimento è stato di circa 500.000 euro con un ritorno economico
di 10 anni.
Questo tipo di impianto è stato realizzato in una struttura per bambini con particolari esigenze, ma può essere utilizzato anche per creare condizioni termiche favorevoli
in stabilimenti serricoli.
I costi di manutenzione sono molto limitati, presentando un risparmio di energia
molto significativo. Questo sistema è più facilmente replicabile in contesti in cui vi
è una notevole inerzia termica e si possono inserire collettori orizzontali fino a 2-3
m di profondità. La Puglia presenta alcune aree molto favorevoli alla replicabilità di
questi sistemi geotermici, grazie alle condizioni climatiche, morfologiche e geologiche del territorio. Inoltre, in quasi tutto il territorio impianti di questo tipo possono
essere realizzati per avviare o favorire attività produttive.
La Puglia, ad esempio, vede la presenza di molte coltivazioni in serra, per le quali
uno sviluppo della tecnologia geotermica, con sonde verticali o orizzontali a circuito
chiuso, potrebbe essere particolarmente interessante sia per la semplicità di installazione sia per i contenuti costi di gestione.
3) Presso l’Hotel “Amalia” a Nea Tiryntha (Peloponneso) durante i lavori di ristrutturazione degli anni 2007/2008, è stato realizzato un sistema di riscaldamento/raffreddamento con un impianto GCHP a ciclo aperto. Questa applicazione è costituita
da due pozzi che prelevano acqua d’intrusione salina a 60 metri e da due pozzi di
reiniezione.
Le due unità dell’impianto presentano 352 kW di potenza nominale. I carichi di riscaldamento e raffreddamento dell’edificio sono 704 kWt e 566 kWp, rispettivamente. Per il raffrescamento le temperature in entrata ed uscita sono rispettivamente.
22/26 °C e 25/29 °C, per il riscaldamento invece 12/8 °C e 8/4 °C.
I punti di funzionamento per il riscaldamento sono 40 ° C e per il raffreddamento.
7 °C. Questo sistema permette di risparmiare circa 320 kg di CO2, il 70,5% di energia e
il 67,4% dei costi per una superficie totale di 8.900 m2.
Questo sistema a circuito aperto è dedicato al riscaldamento/raffreddamento di una
zona turistica estesa oltre 8.000 m2 richiedendo molta esperienza nella progettazione al fine di evitare gli impatti rilevanti sull’ecosistema. Inoltre, richiede un contesto
geologico/idrogeologico adeguato (falda poco profonda) per ridurre i costi di realizzazione.
La Puglia è sede di molte attività turistiche e commerciali, ma prima di avviare la
realizzazione di un tale sistema di condizionamento, è necessario considerare tutti i
limiti di legge per lo sfruttamento della risorsa.
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Fig. 12 - Alcuni passaggi dell’assegnazione dei pesi durante l’analisi SWOT per valutare la trasferibilità degli
impianti geotermici. In verde, l’impianto di “Zastiti me”, la best practice più facilmente replicabile in Puglia.
31
Capitolo 3
3
32
Nel complesso, l’analisi SWOT ha segnalato cinque importanti concetti di seguito
sintetizzati:
È necessario un regolamento regionale per l’installazione di impianti geotermici;.
è ancora assente una banca dati regionale degli impianti geotermici;
L’uso delle pompe di calore geotermiche è “ambientalmente” sostenibile;
È richiesta la promozione degli impianti geotermici, con circuiti chiusi sia orizzontali, sia verticali, dopo aver appositamente valutato i possibili impatti sul suolo e sulle acque;
È necessario rafforzare il ruolo esemplare degli impianti geotermici realizzati negli edifici pubblici al fine di garantire la diffusione delle best practice.
Accettabilità sociale dei sistemi GCHP: dati derivanti
dalla somministrazione di un questionario.
La crescita del mercato delle pompe di calore geotermiche, soprattutto con potenze medio-piccole, nel settore “condizionamento” sta pian piano decollando anche in
Puglia.
Il bacino di potenziali utenti di GCHP comprende principalmente il settore degli edifici residenziali, gli edifici scolastici, gli ospedali, le scuole e il settore produttivo.
L’analisi di carbonatiche è consistita in un “concept test”, un metodo sia qualitativo,
sia quantitativo, per valutare la sensibilità dei possibili fruitori all’introduzione di un
nuovo prodotto sul mercato dell’energia pugliese.
Il prodotto in questione è la tecnologia basata sulle pompe di calore per il raffreddamento/riscaldamento degli ambienti, utilizzando la geotermia a bassa e bassissima
entalpia.
Questa ricerca è stata indispensabile perché nessuna azienda entra oggi in un nuovo mercato con un nuovo prodotto senza una prova preliminare della validità di
quest’ultimo.
E’ stato, quindi, inviato un questionario ad un campione (sufficientemente ampio da
avere validità statistica) di potenziali utilizzatori (circa 80) scelti tra tecnici, professionisti ed aziende per rispondere ad una serie di domande su aspetti politici, tecnici
e sociali.
Le risposte devono essere considerate con cautela poiché gli utenti di un focus group,
o di un sondaggio, tendono a rispondere con maggiore entusiasmo di fronte alla proposta di nuovi prodotti, rispetto ad una concreta iniziativa. Tuttavia, questi questionari sono uno strumento utile per misurare il vero potenziale di inserimento delle
pompe di calore in Puglia.
A valle della sottomissione del questionario e dell’analisi dei risultati, è stato accertato che solo il 17,5% ha risposto mostrando un reale interesse verso le GCHP e, ulteriore importante dato, la maggior parte di questi potenziali utilizzatori (42%) ha
un’età media compresa tra 30 e 39 anni (Fig. 13).
33
34
Fig. 13 - Distribuzione del campione
interessato all’utilizzo di CCHP nei
range di età
I dati ottenuti dai questionari sono stati riportati in alcuni grafici che esprimono la
coerenza delle risposte dei soggetti intervistati per ciascun foglio tematico.
Per ogni domanda (indicata con un numero sull’asse delle ascisse) del questionario è
stata considerata la maggioranza delle risposte positive o negative.
Quando il maggior numero di risposte è stato “sì”, il valore del peso finale assegnato
è stato uguale a 1; viceversa, se la maggior parte delle risposte è stata “no”, il peso
totale assegnato è stato pari -1. Il peso risultante è stato pari a 0 nei seguenti casi:
a) il numero di risposte negative è equivalente al numero di risposte positive, b) la
maggioranza ha risposto “non so”; 3) la maggioranza si è astenuta. In ogni grafico è
stato lasciato di proposito un gap per evidenziare il passaggio dal “macro - livello” al
“micro-livello” per i vari argomenti. Infatti, per ogni settore, le domande erano riferite ad un contesto generale/nazionale (macro-livello), per poi passare ad una scala
locale delle conoscenze (micro-livello).
Nel foglio relativo al tema “Politica e legislazione”, il primo dato evidente è che il
campione si è espresso in blocco negativamente di fronte alla domanda n. 1 “La politica del governo sulle energie rinnovabili include anche impianti GCHP?”.
Alla scala del micro-livello tutti i potenziali utilizzatori si sono astenuti dal rispondere o hanno inserito risposte contrastanti.
Nel complesso (Fig. 14), la tendenza relativa alla conoscenza decresce passando alla
scala dell’informazione locale, perché il campione non conosce la procedura burocratico-normativa per installare impianti geotermici nel proprio territorio. Si osserva
che gli aspetti legislativi, relativi a questo settore energetico della Puglia, sono ancora poco definiti o sconosciuti.
Fig. 14- Trend riscontrato dalle risposte del Foglio “Politica e legislazione
Nel settore puramente economico, al macro-livello gli utenti hanno mostrato di conoscere in generale la possibilità di usufruire di sussidi e incentivi per affrontare
investimenti relativi alle GCHP. I potenziali utenti ignorano, però, gli Enti che stanziano questi fondi e le modalità di finanziamento nel tempo.
Alla scala del “micro-livello” le risposte sono molto contrastanti (Fig. 15). Ad esempio, alla domanda n. 22 (sulla facilità / difficoltà delle procedure per usufruire di sovvenzioni) gli utenti hanno risposto negativamente o si sono astenuti. In seguito, alla
domanda n. 23 (sui fattori che influenzano la decisione d’installazione un sistema GCHP), il campione ha assegnato valori in modo molto discordante. Nel complesso,
la tendenza generale mostra che la maggior parte delle risposte negative aumenta
nel micro-livello.
Fig. 15- Trend riscontrato dalle risposte del Foglio “Aspetti economici e
finanziamenti
Per l’ambito “tecnico/accademico/professionale”, gli utenti hanno mostrato una
maggiore coerenza, poiché il trend rimane completamente nel campo positivo. Nel
macro-livello si evince una maggiore percezione rispetto a quella che si riscontra dal
“micro”. Infatti, gli Enti e le Università non organizzano attività in merito allo sfruttamento dell’energia geotermica, aggiungendo che non sono presenti corsi sugli impianti tipo GCHP nei programmi di formazione e ignorano la presenza di professionisti e aziende del settore. Tuttavia, alla scala del micro-livello il campione mostra una
discreta conoscenza degli aspetti geologici della regione (Fig. 16).
35
Infine, il foglio dedicato alle attese e ai limiti individuati dal campione rappresenta
un valido supporto per poter migliorare e accrescere il mercato delle pompe di calore
geotermiche in Puglia (Fig. 18).
36
Fig. 16 - Trend riscontrato dalle risposte del Foglio “Aspetti tecnici e
professionali”
Questo trend è confermato anche dalle risposte che gli utenti hanno fornito nel foglio “Sensibilizzazione dell’opinione pubblica”. In tale ambito l’andamento della linea di tendenza è piatto, rimanendo completamente nel campo positivo (Fig. 17).
Tutti i potenziali utilizzatori conoscono i benefici e le condizioni di sostenibilità ambientale della geotermia a bassa entalpia; purtroppo però ammettono di non conoscere in maniera approfondita l’argomento. Si reputa che la spesa per gli investimenti iniziali sia alta, ma con costi annuali bassi se comparati alle fonti fossili. Il
campione ha dimostrato di essere molto favorevole ad un maggiore utilizzo della
risorsa, ma di pretendere una maggiore informazione.
37
Fig. 18 - Sintesi concettuale sull’accettabilità delle pompe di calore
sulla base dei questionari recepiti.
I tanti dubbi e le lacune nella conoscenza non facilitano l’incremento
degli impianti tipo GCHP.
Sono, di seguito, elencate le azioni che emergono come opportune per superare gli
attuali limiti riscontrati; ecco i punti da cui partire per le future sfide che vedono
protagonisti gli impianti con pompe di calore geotermiche:”
1. aumentare la consapevolezza dei potenziali utilizzatori;
2. programmare corsi dedicati alla formazione di tecnici specializzati;
Fig. 17 - Trend riscontrato dalle risposte del Foglio “Sensibilizzazione
dell’opinione pubblica”
3. porre molta attenzione ai potenziali impatti ambientali nel caso dei sistemi a
circuito aperto;
4. informare le Pubbliche Istituzioni;
5. migliorare e diffondere le informazioni sulla tecnologia;
6. omogeneizzare la normativa dove non è addirittura assente;
7. dare opportuna visibilità agli impianti già realizzati;
8. concedere incentivi regionali per ridurre i costi iniziali degli investimenti;
9. allineare le politiche energetiche a quelle del Nord Europa;
10. creare degli store dedicati alla promozione degli impianti geotermici.
IPA CBC ADRIATIC Project 028 code 2 ord.
LEGEND: Low Enthalpy Geothermal ENergy Demonstration cases for Energy Efficient building in Adriatic area
Capitolo 4
WP5
Action 5.4
Starting
Ending
Target audience
38
4
Informazione, formazione e diffusione delle buone
prassi: il metodo Legend Puglia
Con il progetto Legend, la Regione Puglia ha inaugurato un sistema integrato di diffusione delle buone prassi relative alla filiera dell’eco-risparmio attraverso un meccanismo integrato di formazione ed informazione con il coinvolgimento degli ordini
professionali dei geologi, ingegneri e geometri della Regione Puglia.
Le attività del progetto Legend prevedevano la realizzazione, in capo a ogni partner,
di un ciclo di seminari e workshop relativi agli interventi pilota che si andavano realizzando via via, al fine di aumentare la consapevolezza specifica dei benefici legati
alla geotermia.
La Regione Puglia ha scelto di adottare la metodologia della formazione-informazione più volte suggerita dalla Commissione Europea sia con la Strategia di Göteborg
sia con gli atti di indirizzo relativi alla formazione continua ed all’apprendimento
permanente integrandoli con le attività previste dal progetto Legend, di fatto “inventando” un metodo replicabile.
L’idea di “personalizzare” il ciclo di seminari interagendo con gli “addetti ai lavori” e
gli interessati, la famiglia degli stakeholders che nel settore della geotermia è tutt’altro che definita rispetto ad altri temi ambientali, è nata nel momento in cui il progetto Legend è entrato nel vivo della sua realizzazione. Infatti, l’innovatività della
materia e l’ampiezza degli aspetti ad essa legati, ha spinto il Servizio Provveditorato
ed Economato a proporre un percorso che vedesse protagonisti gli addetti ai lavori
ed il caso pilota che si stava realizzando a Le Cesine, nel Comune di Vernole (Lecce),
all’interno dell’area naturale protetta gestita dal WWF, coordinato dagli esperti della
materia e dai responsabili della Regione Puglia.
Knowledge fertilization to overcome market and policy barriers and for the diffusion of low enthalpy energy concept
1 cycle of capacity building seminars
May 2014
Sep 2014
Energy Managers - specialized stakeholders - enterprises, institutions
Ciclo di Seminari
Titolo
Coordinamento
Location
Bari-Villa Romanzzi
Carducci in
collaborazione con
ROBUR
Alberobello in
collaborazione con
EXPO AUS
Apertura
Chiusura
mag-14
14.00
18.00
8.5.2014
9.00
13.30
29.5.2014
1
L’ultima
frontiera
dell’efficienza Avv. G.E. Berlingerio
energeticanel riscaldamento
Ing. A. Mercurio
2
La geotermia a bassa entalpia come
strategia di efficientamento energetico Geol. Michele Chieco
degli immobili regionali
3
Pompe di calore geotermiche per
l’efficienza energetica negli edifici Avv. G.E. Berlingerio
pubblici: strategie, opportunità di Ing. A. Mercurio Ing. A.
finanziamento
e
procedure
Antonicelli
autorizzative
Masseria Le Cesine
9.00
18.00
4
Capacity Building e Best Practices
Avv. G.E. Berlingerio
Progetto Legend: l’impianto pilota della Prof.Francesco Tinti
Regione Puglia
Masseria Le Cesine
9.00
18.00
5
Geotermia a bassa entalpia, una
opportunità di crescita sostenibile per
la Puglia - La Lezione del caso pilota a
Masseria Le Cesine
Bari -Una Hotel Regina
9.00
18.00
Avv. G.E. Berlingerio
lug-14
ott-14
39
nov-14
29.7.14
21.10.14
28.11.14
Ciclo di Workshop
WP5
Action 5.3
Starting
Closing
Target audience
Knowledge fertilization to overcome market and policy barriers and for the diffusion of low enthalpy energy concept
3technical workshops
may 2014
Sept 2014
All major stakeholders and public/private catchments groups
WORKSHOPS
Apertura
Titolo
Coordinamento
Location
1
Start up dell'azione pilota
Cogeo srl
Masseria Le Cesine
15.00
Chiusura
17.00
2
Implementazione dei lavori e chiusura
cantiere
Cogeo srl
Masseria Le Cesine
14.00
16.00
3
Geotermia: tecnologie ed esperienze di
dott.
Michele
Chieco
Avv. G.E.
Berlingerio
incentivazione
Bari -Una Hotel Regina
15.00
17.00
mag-14
lug-14
ott-14
nov-14
29.7.14
21.10.14
Fig.19- Il programma dei seminari e workshop
L’obiettivo della formazione-informazione e diffusione delle buone prassi è stato raggiunto con l’inserimento del ciclo di 5 seminari 3 workshop sulla geotermia a bassa
entalpia nell’ambito delle materie oggetto di riconoscimento dei crediti formativi
per gli ordini professionali dei geologi, geometri ed ingegneri della Regione Puglia in
stretta collaborazione con le imprese del settore.
Le cinque giornate formative, tutte a titolo gratuito, si sono svolte declinando gli
aspetti squisitamente tecnici con quelli economici ed ambientali, spaziando sullo
stato di attuazione della legislazione ed approfondendo le tematiche geologiche e le
comparazioni tra i vari modelli di impianto esistenti.
L’obiettivo generale perseguito dalla Regione Puglia, con il ciclo di seminari e workshop
è sintetizzabile con la locuzione “consapevolezza delle risorse e degli strumenti”.
La difficoltà da superare era quella del metodo con cui interpretare un modello di informazione e diffusione delle buone prassi, senza annoiare per l’alto tecnicismo
che anima la geotermia o spaventare per l’innovatività del tema o creare illusioni
per la sua praticabilità.
28.11.14
40
La Regione Puglia ha cercato di fare di necessità virtù adottando le tecniche di comunicazione più moderne come la creazione di una community con il metodo classico
della visita guidata in cantiere, alternando momenti formativi frontali con dibattiti
e question time utilizzando anche le dirette streaming ed i video caricati su “you
tube”. In questo modo, la platea non ancora definita degli stakeholders della geotermia, è stata raggiunta ed aggiornata via via facendo proprie le osservazioni raccolte
durante il prosieguo dei lavori.
Non si è lesinata la rappresentanza politica nella partecipazione alle giornate formative, contribuendo al dibattito e recependo alcune indicazioni per al programmazione 2013-2020.
La combinazione dei seminari, dal carattere frontale e improntato alla didattica con
i workshop che hanno visto protagonisti gli addetti ai lavori e le imprese, in un conforto serrato sui costi/opportunità della geotermia sul territorio regionale pugliese,
ha condotto ad un lavoro di sintesi che apre una via lungo la filiera dell’eco-risparmio: la sostenibilità partecipata.
41
Fig. 21 - dibattito durante seminario del 29 luglio 2014 presso le Cesine
Fig. 20 - Convegno del 21 luglio 2014 con intervento (da destra) dell’Assessore allo sviluppo economico Loredana
Capone, il direttore dell’Area Politiche per la riqualificazione, la tutela e la sicurezza ambientale e per l’attuazione delle opere pubbliche ing. Antonello Antonicelli e la dirigente del Servizio Provveditorato Economato.
La scelta di “accreditare”, a titolo gratuito per gli interessati, le giornate di approfondimento, rendendole formative a tutti gli effetti, ha consentito l’incontro di domanda ed offerta lungo la filiera dell’eco-risparmio legato alla geotermia a bassa entalpia
rendendo la Regione Puglia protagonista di quel ruolo istituzionale proprio della governance partecipata delle risorse ambientali ed economiche.
Infatti, con il ciclo di seminari e workshop realizzato con il progetto Legend la.
Regione Puglia ha attivato un circuito virtuoso nei rapporti inter-istituzionali e professionali con gli addetti ai lavori e le imprese, andando innanzitutto a coprire un
gap informativo e stimolando il dialogo costruttivo.
Quando il Servizio Provveditorato ed Economato ha deciso di percorrere la via della formazione-informazione attraverso la tecnica dell’ “Embedded learning “che per
definizione è l’apprendere mentre si lavora” (Federighi, Torlone, Boffo, Commissione
Europea-Procurement procedure EAC/27/2008) non aveva previsto un effetto tanto
significativo, né tantomeno immaginava di inaugurare un metodo di lavoro per la
tutela delle risorse.
La necessità di scelte maggiormente consapevoli ha subito un accelerata dalla crisi
economica, al contempo la maturità degli utenti impone una differenziazione anche
nella scelta delle tecniche di comunicazione ed informazione.
Con il progetto Legend la Regione Puglia ha inteso offrire uno strumento operativo di
lungo periodo nella consapevolezza che la tutela delle risorse è un obiettivo di lungo
periodo. Il costante aumento di iscritti e la richiesta di disponibilità dei materiali ha
dimostrato nell’arco dei sette mesi di attività che la scelta era fondata.
Gli incontri hanno registrato un totale di soggetti formati e hanno consentito la creazione di una community virtuale di 901 iscritti. Sono stati coinvolti tutti gli uffici
tecnici della Regione Puglia., delle Provincia, le Camere di Commercio, I GAL, i GAC, le
42
Università della Puglia, tutti i Comuni e le Reti Comunali, gli enti pubblici non economici ed i Parchi Regionali e Nazionali pugliesi.
Il ciclo di seminari si è aperto l’8 Maggio 2014 a Bari, in collaborazione con la Robur,
azienda leader nel settore dell’ efficientamento energetico; il tema della giornata
“L’ultima frontiera dell’efficienza energetica nel riscaldamento” è stato sviluppato alternando vari interventi tra cui quello dell’ Avv. Gianna Elisa Berlingerio, Dirigente
del Servizio Provveditorato ed Economato della Regione Puglia dal titolo “Efficienza energetica: Roadmap delle strategie e dei piani di attuazione su immobili regionali: fondi FESR - POI-Energia - IPA Legend”. E’ seguita la relazione dell’Ing. Antonio.
Mercurio, RUP del Progetto Legend ed Energy Manager della Regione Puglia che ha
sviluppato il tema de “La sfida dell’efficientamento energetico degli edifici pubblici:
un caso concreto e misurato - Palazzo Agricoltura, Masseria Le Cesine”.
43
All’indomani dell’apertura del cantiere alla Masseria Le Cesine, si è tenuto il secondo
seminario dal titolo “Pompe di calore geotermiche per l’efficienza energetica negli edifici pubblici: strategie, opportunita’ di finanziamento e procedure autorizzative“ e il
primo workshop in cantiere con lo start up dell’azione pilota. Il 29 Luglio, la clemenza
del tempo ha consentito che parte della giornata formativa si tenesse all’aperto assistendo all’installazione di alcune sonde e alle fasi dell’analisi delle carote campionate durante gli scavi realizzati sul cantiere in fase di apertura e chiusura dei lavori, per
culminare con l’avvio del sistema di monitoraggio.
44
I lavori nel periodo tra Settembre e Novembre 2014 sono stati particolarmente intensi: i materiali raccolti e presentati ai convegni internazionali a cui ha partecipato la Regione Puglia illustrando le attività svolte ed in corso d’opera nell’ambito del
progetto LEGEND, come quello di Budva in Montenegro del 27 Settembre a quello di
Roma sul progetto VIGOR del 29 Settembre, hanno arricchito ad approfondito i temi
dei seminari successivi e stimolato il dibattito.
Il 21 Ottobre a Masseria Le Cesine, seminario e workshop hanno sviluppato il tema
“4° SEMINARIO LOCALE - Capacity Building e Best Practices - Progetto Legend:.
l’impianto pilota della Regione Puglia.”
In particolare, con l’intervento del prof. Tinti dell’Università di Bologna è stata presentata una panoramica dei lavori svolti per la realizzazione dei casi pilota nell’ambito del progetto Legend.
Il workshop in cantiere ha visto la chiusura dei lavori, formalmente consegnati
dall’impresa appaltatrice, Cogeo srl, il 7 Novembre successivo, per culminare con l’avvio del sistema di monitoraggio a cura dell’Università di Lecce.
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
A Bari, il 28 Novembre, presso l’Hotel Una Regina, l’Avv. Gianna Elisa Berlingerio e
il geologo Michele Chieco hanno coordinato rispettivamente il seminario ed il workshop nell’ambito del progetto Legend dal titolo “Geotermia a bassa entalpia, una
opportunità di crescita sostenibile per la Puglia. La lezione del caso pilota a Masseria Le Cesine” a cui erano presenti 428 uditori professionali tra geometri, geologi ed
ingegneri e ben 27 imprese operanti nel settore dell’energia sostenibile, 14 studenti
universitari italiani e 2 dottorandi rispettivamente di nazionalità serba ed albanese.
Seminario del 28 novembre a Bari


46
L’opportunità di utilizzare i fondi europei per incidere sui territori in maniera significativa nella logica di aumentare la consapevolezza di strumenti ed opportunità
coinvolgendo i beneficiari finali delle attività è un ‘opportunità per la Regione Puglia
stessa ed un modo di uscire dagli schemi in maniera costruttiva.
Dal punto di vista squisitamente comunicativo la Regione Puglia ha scelto di investire i fondi disponibili nell’ambito del budget dedicato alle attività di comunicazione e
disseminazione producendo tre gadget utili: un k-way, un elmetto di protezione per
cantiere ed una pen-drive con la raccolta delle pubblicazioni. A fronte della richiesta
superiore alle aspettative ha creato nell’ambito del sito della Regione Puglia riservato
all’Energy Management un apposita sezione da cui è possibile scaricare i materiali.
Infine, ha deciso di pubblicare sia in versione cartacea sia in versione on line il presente manuale con l’auspicio che possa essere utile per lo sviluppo della filiera dell’eco-risparmio attraverso la geotermia.
Tutti i materiali ed i filmati sono disponibili sul sito della Regione Puglia e del Progetto Legend raggiungibili di seguenti link:
Sito progetto Legend: http://www.legend-geothermalenergy.eu/
Sito Regione Puglia - Servizio Provveditorato Economato: .
http://www.regione.puglia.it/index.php?page=prg&id=42
5.
Lo scenario ambientale per l’introduzione dei sistemi
geotermici a bassa entalpia nelle aree protette
Nel presente capitolo si illustreranno diversi aspetti delle interazioni tra impianti
di geoscambio e aree ad elevata valenza ambientale ponendo infine l’accento sui
risultati dell’intervento pilota del progetto Legend e su elementi progettuali che possono aiutare ad orientare le realizzazioni verso sistemi realmente vantaggiosi per la
società e l’ambiente
5.1
Gli aspetti ambientali connessi allo sfruttamento diretto della
geotermia a bassa entalpia in termini di benefici e impatti
L’energia geotermica è generalmente indicata come una fonte di energia rinnovabile, rispettosa dell’ambiente e con un ruolo importante sia nel soddisfare i fabbisogni energetici, sia nel rispondere alle problematiche economiche ed ambientali
connesse all’utilizzo delle fonti fossili (Kristmannsdóttir e Ármannson, 2003; OECD/
IEA, 2011). Gli aspetti ambientali connessi al suo utilizzo, in termini di benefici ed
impatti sia naturali, sia in relazione allo sfruttamento della risorsa sono stati affrontati in diversi lavori scientifici che, in generale, ne evidenziano la sua compatibilità
ambientale. I benefici ambientali risiedono principalmente nei risparmi energetici
e in emissioni di gas serra (GHG) ottenibili. A supporto della dimostrazione di tali
benefici, la ricerca è principalmente orientata sulla determinazione degli effettivi risparmi, in termini di consumo di combustibili fossili ed emissioni di CO2 che si otterrebbero attraverso l’utilizzo delle tecnologie della geotermia per il riscaldamento e la
climatizzazione (Hanova e Dowlatabadi, 2007; Jenkins et al., 2009; Blum et al., 2010;
Bayer et al., 2012). Dal punto di vista del risparmio in emissioni di gas serra, Lund et
al., 2011 evidenziano che il solo uso diretto delle risorse geotermiche a scala globale,
previene il rilascio in atmosfera di circa 107 milioni di tonnellate di CO2 all’anno.
Tuttavia, una reale riduzione delle emissioni sarebbe ottenibile solo se tutti i nuovi
impianti geotermici andassero a sostituire i vecchi impianti alimentati da combustibili fossili e questi ultimi venissero dismessi (come avverrebbe nel caso di interventi
di rinnovo o ristrutturazione) (Bayer et al., 20’2). L’utilizzo dei sistemi con pompe di
calore geotermiche, se confrontato con i sistemi di climatizzazione convenzionali,
risulta vantaggioso non solo per i potenziali risparmi in emissioni di CO2, ma anche
in considerazione del loro minore contributo ad altre categorie di impatto ambientale, come ad esempio l’utilizzazione delle risorse naturali, quantificato nell’ambito
di studi di Life Cycle Assessment (Sanner et al., 2010). I risparmi energetici potenzialmente ottenibili sono un altro aspetto interessante che guida la ricerca sull’uso
di tali sistemi. A tal proposito numerosi studi sono stati condotti per stimare i tassi
di risparmio energetico ottenibili dagli impianti che utilizzano pompe di calore e
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48
dai distretti di teleriscaldamento attualmente in esercizio nei vari Paesi (Urchueguía
et al., 2008; Aslan et al., 2011). Sulla base di tali studi sono stati costruiti possibili
scenari di risparmio energetico (Yu e Chow, 2007; Gelegenis, 2009). L’utilizzo dei sistemi geotermici a bassa entalpia è considerato meno impattante e caratterizzato da
impatti di minore entità rispetto all’uso delle risorse geotermiche di alta entalpia e
alla produzione geotermoelettrica. Ciò riflette probabilmente la diversa natura degli
impatti relativi alle due tipologie di utilizzo. Nel caso degli utilizzi diretti, infatti, le
dimensioni impiantistiche, le profondità e gli spazi coinvolti nonché la natura e la
quantità di fluidi estratti, sono considerevolmente di entità minore rispetto a quelli
necessari per la generazione di energia elettrica da fonte geotermica (Rybach, 2003).
Tuttavia, tali sistemi possono modificare le condizioni ambientali del territorio circostante e i potenziali impatti su aria, acque superficiali e sotterranee, terreni e sistemi
ecologici potrebbero essere non trascurabili soprattutto in caso di una non corretta
progettazione, esecuzione e calibrazione degli impianti (Botteghi et al., 2012). Tutti i potenziali impatti e rischi necessitano, dunque, di essere adeguatamente presi
in considerazione. Nei sistemi con pompe di calore a circuito chiuso, nessun liquido
viene estratto o rilasciato in ambiente. Uno dei principali, seppur remoto in termini probabilistici, rischi connessi all’utilizzo di tali sistemi consiste nella fuoriuscita
di fluido termovettore in conseguenza di eventi accidentali o deterioramento degli
impianti. Nei climi più rigidi, il fluido anticongelante ideale deve essere: non infiammabile, stabile, economico, compatibile con gli altri componenti del sistema, non
corrosivo, non tossico, non inquinante e deve presentare buone proprietà di scambio
termico e bassa viscosità. Inoltre, per evitare il rischio di contaminazione da farbonati cheettori è necessario assicurare il punto di congelamento intorno a -10 °C. Nei paesi più freddi è utilizzato il glicole propilenico perché atossico e biodegradabile. Nei
climi meno rigidi è possibile utilizzare come fluido per il geoscambio semplicemente
l’acqua non additivata. In caso di utilizzi di fluidi anticongelanti, è però necessario
eseguire periodici controlli del circuito in quanto potrebbero verificarsi perdite importanti e continuate del glicole creando condizioni anaerobiche con probabile degrado della qualità delle acque sotterranee. Numerosi studi, dedicati alla valutazione
della biodegradabilità dei fluidi operativi e delle miscele utilizzate per migliorare le
prestazioni degli impianti e ai loro potenziali impatti, sono orientati alla riduzione di
tali rischi (Klotzbücher et al., 2007; Ilieva et al., 2011).
I sistemi con pompe di calore a ciclo aperto, in cui si realizza il prelievoarbonati
chessione di acqua in falda, destano maggiori preoccupazioni in termini di rischio
ambientale, dal momento che possono introdurre variazioni termiche nelle acque
sotterranee con conseguenti impatti sull’ecosistema (Brielmann et al., 2009, 2010).
In casi particolari, in cui sia prevista l’installazione di impianti a monte di aree
umide alimentate da acque di falda, l’analisi delle perturbazioni termiche indotte dall’impianto e la loro variazione nel tempo deve essere oggetto di studi molto.
accurati in quanto variazioni termiche, anche limitate, possono avere conseguenze
notevoli sugli ecosistemi impattati. L’impatto termico, che ad oggi rimane uno dei
più difficili da valutare, necessita di essere dunque adeguatamente regolamentato dalla determinazione di limiti e linee guida e che in alcuni paesi sono ancora in
evoluzione (Brielmann et al., 2009; Milenić et al., 2010). Nei sistemi a circuito aperto
sono molto più probabili anche le alterazioni chimiche legate alle variazioni RedOx
dell’acqua nel passaggio attraverso la pompa di calore ed ai fenomeni di lisciviazione
di oli, solventi e metalli presenti in superficie. L’utilizzo delle risorse idriche sotterranee nei sistemi con pompe di calore a ciclo aperto, così come in tutti i sistemi di
sfruttamento del calore geotermico, richiede misure di protezione speciale anche in
considerazione del legame diretto esistente fra diversi searbonati chet-mici - definiti
come i beni e servizi che gli ecosistemi forniscono gratuitamente all’essere umano
(Costanza et al., 1997) e le acque sotterranee. Il sottosuolo e le acque sotterranee infatti sono in grado di fornire importanti servizi quali la regolazione del ciclo idrologico
e la depurazione delle acque e, indirettamente, forniscono ulteriori benefici come la
protezione dall’erosione, dalle inondazioni e la regolazione del clima. Suolo e sottosuolo sono ugualmente importanti nel determinare qualità e quantità delle risorse
idriche sotterranee, ad esempio le zone umide, le foreste ed alcuni tipi di coperture/
usi del suolo forniscono servizi che sono cruciali per alimentare e sostenere le acque sotterranee (Petrosillo et al., 2009, 2010; Zurlini et al., 2012). Tale interdipendenza
deve essere sempre considerata nei processi decisionali (MEA, 2005), soprattutto nelle zone con limitata disponibilità di risorse idriche sotterranee o se queste sono sfruttate per esigenze prioritarie, quali l’approvvigionamento idropotabile. Questi ultimi
casi, come altri in cui sono presenti condizioni limitative/ostative, andrebbero disciplinati nell’ambito di un quadro legislativo complessivo, specifico per le realizzazioni
di impianti geotermici, che preveda anche appositi indirizzi tecnici e regolamentari
in corrispondenza di zone di protezione delle acque sotterranee e superficiali. Dal
punto di vista della sostenibilità ambientale, gli impatti legati alla realizzazione di
un impianto geotermico vanno verificati anche nel lungo periodo, affinché si possa
raggiungere un equilibrio termodinamico attraverso l’assestamento della temperatura del terreno su un valore accettabile e quanto più possibile simile a quello del
sottosuolo indisturbato (Chieco, 2011). Per quanto riguarda la stabilità a lungo termine della temperatura delle acque, ad esempio, sarebbe auspicabile che il sistema
a pompa di calore venisse utilizzato anche durante la stagione estiva per il raffrescamento degli ambienti. Questo aspetto, molto importante nel ciclo chiuso, diventa
determinante nel ciclo aperto. In questo modo le perturbazioni termiche dell’acqua
utilizzata, pompata di nuovo nel serbatoio sotterraneo con una temperatura minore
durante la stagione fredda, sarebbero parzialmente neutralizzate nell’arco dell’anno.
Infatti durante i mesi estivi l’acqua usata per il raffreddamento verrebbe re-iniettata
con un aumento della temperatura (Ungemach et al., 2007). Una gestione efficiente
dell’impianto, al fine di evitare l’eccessivo sfruttamento della risorsa (soprattutto se
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utilizzata da più utenti), permetterebbe al sistema di raggiungere un equilibrio che
può essere mantenuto a lungo termine, senza deterioramento delle prestazioni di
climatizzazione. Infine, per entrambi i sistemi, sia a ciclo chiuso che aperto, le operazioni di perforazione per la creazione dei campi pozzi richiedono una particolare
attenzione, dal momento che tali realizzazioni rappresentano modificazioni permanenti di acquiferi naturali, e che possono causare collegamenti accidentali tra diversi acquiferi. Inoltre solitamente durante la fase di scavo, all’interno dell’asta viene
pompato del fango bentonitico che, risalendo in superficie a pressione, evita il cedimento delle pareti del pozzo fungendo anche da lubrificante per la testa dell’asta e
consentendo di riportare in superficie i detriti di risulta.
Per tali ragioni, nelle operazioni di installazione di tali sistemi i vari aspetti geologici
idrologici e tecnici, devono essere considerati simultaneamente al fine di garantirne
la sostenibilità (Antonijevic e Komatina, 2011).
5.2 Il quadro di tutela delle aree protette
All’inizio del Novecento difensori della natura quali John Muir (1838 - 1914) e, alcuni
decenni dopo, Aldo Leopold (1886 - 1948) discutono sull’importanza di conservare gli
ambienti naturali e di salvaguardare il loro stato sia per il valore estetico della natura
e i suoi effetti sulla spiritualità e l’arte, e sia per il suo valore intrinseco che prescinde
dalla presenza dell’uomo, sia infine perché l’uomo, essendo parte dei sistemi ecologici, deve vivere in armonia con essi. E’ proprio in questi anni che prende piede l’idea
dei parchi nazionali e delle aree protette come strumento di conservazione effettiva
(Zurlini et al., 2012). A livello europeo, il principale riferimento normativo in materia di parchi ed aree naturali protette è rappresentato dalla Direttiva (CEE) 92/43 del
Consiglio, 21 maggio 1992, la cosiddetta “Direttiva Habitat” sulla Conservazione degli
habitat naturali e semi-naturali e della flora e della fauna selvatiche. Scopo della Direttiva Habitat è quello di promuovere il mantenimento della biodiversità mediante
l’individuazione di misure di conservazione e di tutela che tengano conto anche delle
esigenze economiche, sociali, culturali e delle realtà regionali e locali dei singoli Stati
Membri. Lo scopo è quello di mantenere o ripristinare in uno stato di conservazione
favorevole gli habitat naturali e seminaturali e le specie di flora e fauna selvatiche
(Consiglio dell’Unione Europea, 1992). La Direttiva, costruita intorno a due pilastri:
la rete ecologica Natura 2000, costituita da siti mirati alla conservazione di habitat
e specie e il regime di tutela delle specie, stabilisce norme per la gestione di tali siti
e riconosce inoltre l’importanza degli elementi del paesaggio che svolgono un ruolo
di connessione ecologica per la flora e la fauna selvatiche (art. 10). Gli aspetti rilevanti della Direttiva Habitat sono in particolare due. In primo luogo il carattere transfrontaliero della tutela della biodiversità, che viene attuata attraverso la rete Natura
2000. Il secondo aspetto importante è l’attenzione che la norma rivolge anche agli
habitat seminaturali, nei quali l’uomo ha contribuito a creare un equilibrio ecologico
importante, ad esempio attraverso le attività dell’agricoltura tradizionale, il governo
dei boschi e il pascolo. Di conseguenza anche la gestione delle aree seminaturali punta verso l’incentivazione delle attività tradizionali, l’allevamento a basso impatto, il
pascolo tradizionale, i metodi dell’agricoltura estensiva (APAT, 2006). La necessità di
rendere compatibile la crescita economica con la tutela del Capitale Naturale è diventata asse portante nella politica mondiale, spingendo amministratori pubblici,
forze sociali e mondo scientifico, a sviluppare strategie di conservazione, necessarie
alla mitigazione degli impatti antropici per la conservazione del paesaggio. Il problema della conservazione è quindi espressione di una realtà complessa dove esigenze sociali, economiche, etiche e scientifico-ecologiche, interagiscono spesso con
interessi contrapposti. In tale ottica le aree protette possono divenire uno strumento
efficace per realizzare la conservazione del paesaggio, con una prospettiva di sostenibilità che garantisca anche le esigenze dell’umanità. Spesso, infatti, i parchi e le aree
protette, tra le loro funzioni istituzionali assumono un ruolo di riferimento educativo per la comunità che ne è parte e per tutti coloro che li frequentano. Inoltre nella
loro gestione fra le varie strategie per garantirne la sostenibilità socio-economica vi
possono essere anche quelle finalizzate al miglioramento della fruibilità da parte del
pubblico in condizioni di eco-compatibilità (Zurlini et al., 2012). L’esempio di attenzione e rispetto ambientale può quindi espletarsi anche con la scelta di rendere le
proprie strutture quanto più possibile eco-compatibili, provvedendo ad esempio alla
realizzazione di azioni finalizzate all’efficientamento energetico per la riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera mediante introduzione di sistemi di climatizzazione alternativi ai convenzionali quali i sistemi con pompe di calore geotermiche.
5.3 L’esempio dell’impianto delle Cesine (Lecce)
La Riserva Naturale Statale “Le Cesine”, istituita con D.M. 13.8.80 del Ministero dell’Agricoltura e Foreste, è situata sul litorale adriatico pugliese a circa 20 km a sud-est di
Lecce, nel comune di Vernole. L’Oasi ha superficie pari a 348 ettari (gestiti dal WWF
Oasi) ed è inoltre compresa nella Zona Umida di Importanza Internazionale (Ramsar),
nel SIC (IT9150032) e nella ZPS (IT9150014), quest’ultima di dimensioni complessive
di 897 ettari. L’area presenta zone umide, ultima testimonianza di una serie di vaste
paludi che caratterizzavano la fascia costiera da Brindisi ad Otranto, alternate a macchia mediterranea, aree steppiche, rimboschimenti a pineta, aree boscate ed agricole.
La riserva, gestita dal WWF sin dal 1980, ha lo scopo di: - conservare specie animali
o vegetali, associazioni vegetali o forestali, singolarità geologiche, formazioni paleontologiche, comunità biologiche, biotopi, valori scenici e panoramici, processi naturali, equilibri idraulici, idrogeologici ed ecologici; - applicare metodi di gestione o di
restauro ambientale idonei a realizzare un’integrazione tra uomo e ambiente naturale, anche mediante la salvaguardia dei valori antropologici, archeologici, storici e
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architettonici e delle attività agro-silvo-pastorali e tradizionali; - promuovere attività
di educazione, di formazione e di ricerca scientifica, anche interdisciplinare, nonché
attività ricreative compatibili; - difendere e ricostituire dove necessario gli equilibri idraulici e idrogeologici. In tali aree possono essere promosse la valorizzazione
e la sperimentazione di attività produttive compatibili e sono vietati in particolare:
- l’esecuzione di nuove costruzioni e la trasformazione di quelle esistenti, qualsiasi
mutamento dell’utilizzazione dei terreni con destinazione diversa da quella agricola
e quant’altro possa incidere sulla morfologia del territorio, sugli equilibri ecologici,
idraulici ed idrogeotermici e sulle finalità istitutive dell’area protetta; - ogni forma di
discarica di rifiuti solidi e liquidi.
La realizzazione dell’impianto pilota finanziato dal progetto Legend, utilizzando la
geotermia a bassa entalpia in un antico edificio ed in una zona umida protetta con
un alto valore ambientale, economico, sociale, culturale e storico, vuole verificare e
dimostrare la sostenibilità della geotermia a bassa entalpia in una zona naturale
protetta; i sistemi GCHP sono generalmente noti per garantire un elevato livello di
protezione ambientale, ma va verificata la possibilità di dimostrare - promuovere
attività per garantire miglioramenti sensibili, anche in un contesto idrogeologico
complesso (Fig. 19).
Per questi motivi, gran parte del finanziamento è stato dedicato al monitoraggio delle interazioni tra le sonde e le acque sotterranee con lo scopo di valutare le migliori
tecniche di progettazione e realizzazione.
Fig. 19: La Masseria “Le Cesine” è localizzata sulla costa adriatica della provincia leccese, in un’”area umida”
sede di esemplari faunistici e floristici di speciale interesse per la conservazione.
La struttura consiste di una torre del XIV secolo, di un centro-visite, di una sala-conferenze e di alcuni uffici, per una superficie complessiva di circa 1000 m2. La struttura è di proprietà della Regione Puglia ed è gestita dal WWF (Fig. 20 a/b).
53
Fig 20 a/b: Due immagini della Masseria “Le Cesine”
L’impianto deve rispondere al fabbisogno energetico relativo al riscaldamento, al raffreddamento (da geotermico) e alla produzione di acqua calda sanitaria (da solare
termico). Le ore di lavoro approssimative sono 2.200, sulla base delle funzioni degli
edifici. I costi dei consumi energetici annuali indicativi per il riscaldamento sono di
7.920 €, mentre per il raffreddamento pari a 5.280 €.
Considerando solo il sistema geotermico si ottengo i seguenti benefici:
• Risparmio di energia stimato dopo l’installazione di GCHP uguale a 66,5 MWh/
anno
• Riduzione dei costi stimati dopo l’installazione di GCHP pari a 10,650 € / anno.
(~ 80%)
• Stima del risparmio di CO2 pari a 29,1 t CO2 / 12,5 E’T all’anno
• Tempo stimato di ritorno pari a 7,5 anni (sulla base di sonde + HP)
Per quanto riguarda gli aspetti progettuali si riporta un elenco delle principali caratteristiche e principi strategici (Fig. 21):
• integrazione con fonti elettriche e termiche rinnovabili;
• autoproduzione / distribuire la produzione / autosufficienza di energia elettrica
e termica;
• pompa di calore a compressione reversibile (pompe di calore ad assorbimento a
gas sono state escluse, per assenza di collegamento alla rete del gas naturale) ;
• GCHP dimensionata per coprire tutte le esigenze di raffreddamento e riscaldamento ;
• solare termico per la copertura dei fabbisogni di acqua calda sanitaria (ACS)
• l’impianto fotovoltaico dimensionato per coprire completamente il fabbisogno
elettrico ordinario.
Ogni anno il fabbisogno energetico della struttura è pari a Epgl = Kwh/Mc 59,98 e
l’energia prodotta per il riscaldamento dal geotermico è uguale a 26 kWt.
54
Inoltre, la Pompa di calore geotermica utilizzata presenta le seguenti caratteristiche
tecniche: -Pompa di calore geotermica acqua/acqua (Rhoss THHEY 122)
• Compressori scroll gas R410A
• Kit free cooling
• Raffreddamento Potenza = 27,94 kW (EER = 4.23, ESEER + = 5,84)
• Potenza termica riscaldamento= 26,50 kW (COP = 4.56)
• Potenza elettrica = 5kW
MODULI FOTOVOLTAICI
Collettori
solari
LEGENDA
1 Degasatore manuale
2 Vaso di espansione
3 Valovola tre vie
4 Impianto riscaldamento/reffrigeramento
5 Miscelatore termostatico
INVERTER
UNITA DI CONTROLO
alla RETE ELETTRICA
SONDA
AMBIENTE
Sistema di distribuzione
controlo
KIT GRUPPO
IDRAULICO
ACS
Pompa di
calore
ACCUMULO INERZIALE
Sonde
Geotermiche
Fig. 21: Schema progettuale
5.4 Modello geologico
L’area in cui ricade il sito “Le Cesine” è posizionata nel settore nord-orientale della
penisola Salentina, lungo il tratto di costa tra San Cataldo e Torre Specchia Ruggeri,
dove in affioramento sono presenti calciruditi, calcareniti e subordinatamente calcisiltiti organogene, di colore giallo chiaro, giallastro e rossastro nelle parti superficiali,
a tessitura tendenzialmente omogenea, massive, poco tenaci e con grado di bioturbazione che oblitera i segni dell’originaria stratificazione. Ad esse si intercalano, lungo
la successione, livelli di spessore variabile di sabbie limose e limi sabbiosi carbonatici
di colore bianco o giallo chiaro, sciolti o poco addensati. Questa unità deposizionale è
stratigraficamente riferibile alla Formazione di Uggiano la Chiesa, del Pliocene inferiore e medio che, in corrispondenza della Masseria in cui è stato realizzato il campo
sonde geotermico, raggiunge uno spessore di circa 84 m dal piano campagna.
Detta formazione poggia sull’unità riferibile alla Formazione di Leuca del Pliocene
inferiore, costituita da un’alternanza irregolare di calcari cariati di colore nocciola
violaceo, sabbie limose di colore grigiastro e calcareniti, il cui spessore raggiunge circa 25 m ed alla cui base è presente un livello di brecce calcaree riferibili alla “Breccia
di Leuca”.
La Formazione di Leuca poggia a sua volta sull’unità delle Calcareniti di Andrano del
Miocene superiore, formata da calcari, calcari marnosi e marne di colore grigiastro,
laminati, in cui sono presenti livelli centimetrici ricchi di gasteropodi. Alla base di
questa unità è presente un livello spesso circa 4 metri di argilliti verdastre con abbondanti lamellibranchi, gasteropodi ed echinodermi che segna il passaggio all’unità deposizionale miocenica della Pietra Leccese. Essa risulta costituita da calcareniti
e calcisiltiti di colore prevalentemente verde chiaro, con tracce di bioturbazione riempite da calcareniti di colore verde scuro. Lo spessore dell’unità è di circa 40 metri,
e nella parte bassa è caratterizzata da frequenti fratture sub verticali riempite da
materiale organico nerastro. Alla base della Pietra Leccese è presente un orizzonte di
argilliti marrone scuro di origine continentale, che segnano il contatto con la sottostante formazione del Calcare di Altamura, costituita da calcari micritici biancastri
con rudiste.
Il modello geologico descritto è stato definito sulla base delle analisi micropaleontologiche condotte sui campioni rocciosi prelevati dalle carote estratte nel sondaggio
a carotaggio continuo. Di stretta attinenza per la finalità progettuale comunque, è
risultata la sintesi litologica che è stata realizzata, che permette di distinguere le seguenti unità litologiche, a partire dal piano campagna.
Da 1 a 92 m di profondità: alternanza di calcareniti biodetritiche di colore giallastro
e giallo-chiaro, grossolane, con abbondanti frammenti di guscio di lamellibranchi,
molluschi ed alghe e di sabbie e sabbie-limose giallo chiaro e grigiastre sciolte o poco
coese. I livelli calcarenitici presenti lungo la verticale sono caratterizzati da grado di
cementazione variabile mentre i livelli sabbiosi evidenziano differenze cromatiche
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legate principalmente al differente quantitativo di frazione fine limosa. Lì dove risulta maggiormente abbandonante infatti, la colorazione delle sabbie tende al grigiastro.
Da 120 a 157 m di profondità: calcareniti e calcisiltiti di colore verde chiaro o più scuro a causa dell’elevato contenuto in glauconite con frequenti resti di sottili gusci di
echinidi e lamellibranchi. In alcuni livelli si presentano bioturbate. Nella parte bassa
sono presenti discontinuità sub-verticali lungo cui sono presenti sottili film di materiale nerastro.
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57
Fig. 22 - Cassette catalogatrici dei seguenti intervalli di profondità: 20-25 m; 30-35m.
Da 92 a 116,5 m di profondità: alternanza di calcari molto carsificati di colore biancastro e nocciola-violaceo, di sabbie limose e limi sabbiosi grigiastri con variabile grado
di coesione e di calcari biancastri compatti e tenaci di colore biancastro. Il grado di
carsificazione maggiore è presente in corrispondenza dell’intervallo 92-95 m.
Fig. 23 - Cassette catalogatrici dei seguenti intervalli di profondità: 90-95 m; 110-115m.
Fig. 25 - Cassette catalogatrici dei seguenti intervalli di profondità: 125-130 m; 130-135 m.
Da 157 a 162 m di profondità: argillite marrone scura con frustoli e livelli carboniosi.
Fig. 26 - Cassette catalogatrici dei seguenti intervalli di profondità: 155-160 m.
Da 116,5 a 120 m di profondità: argillite verdastra compatta e coesa con abbondante
contenuto fossilifero formato da sottili gusci biancastri, interi ed in frammenti, di
lammelibranchi, gasteropodi ed echinodermi.
Da 162 a 167 m di profondità: calcari biancastri a grana fine con frammenti e gusci di
rudiste.
Fig. 24 - Cassette catalogatrici dei seguenti intervalli di profondità: 115-120 m
Fig. 27 - Cassette catalogatrici dei seguenti intervalli di profondità: 160-165 m.
5.4.1 Circolazione idrica sotterranea
58
I rilievi compiuti in sito hanno permesso di dettagliare il complesso modello idrogeologico dell’area. La zona infatti risulta caratterizzata dalla presenza di tre acquiferi
sovrapposti.
L’acquifero superficiale è ospitato nei depositi calcarenitici e sabbiosi della Formazione di Uggiano La Chiesa, con grado di permeabilità medio per porosità d’interstizi
e risulta sostenuto alla base dal livello a bassa permeabilità di limi argillosi biancastri e giallo chiaro presenti tra 23 e 27,50 m di profondità. Le acque di questo acquifero sono dolci ed alimentano in modo costante i bacini retrodunari dell’area umida
presenti a valle.
L’acquifero intermedio invece, di modesta entità, è ospitato sempre nella stessa unità
calcarenitica riferibile alla formazione di Uggiano La Chiesa, ma in questo intervallo
caratterizzata da anisotropia sia verticale che orizzontale del grado di permeabilità,
che porta ad avere un frazionamento su più livelli della falda ivi presente. Essa localmente risulta confinata ed in pressione, tra la base del livello a bassa permeabilità di
limi argillosi posta a 27,50 m di profondità e le calcareniti fini verdastre mioceniche
presenti a 120 metri di profondità.
L’acquifero carsico profondo infine, risulta in pressione a 162,5 metri di profondità,
ospitato nei calcari mesozoici con elevato grado di permeabilità per fratturazione e
carsismo.
Per la definizione della complessa situazione idrogeologica presente nell’area in
cui è stato realizzato il campo sonde geotermico è stato necessario realizzare il censimento dei pozzi a scavo presenti nell’area, attrezzare le perforazioni con idonee
strumentazioni di monitoraggio, procedere con il rilievo topografico di dettaglio dei
punti della rete di monitoraggio così costituita e realizzare periodiche campagne di
misura piezometrica su tutti i punti censiti.
Nella immagine seguente si illustra la rete di monitoraggio così costituita.
Fig. 28 - Rete di monitoraggio idrogeologico per il campo sonde dell’impianto geotermico. Con PSn vengono
indicati i pozzi a scavo censiti nell’area, con Sn le perforazioni in cui sono state installate oltre alla strumentazioni di monitoraggio anche le sonde geotermiche e con Pn i piezometri realizzati per il monitoraggio delle
perturbazioni termiche indotte dal campo sonde.
Dai rilievi piezometrici eseguiti è stato confermato il quadro delle conoscenze emerse nelle fasi di progettazione ed approfondite durante la realizzazione del campo
sonde, ossia la presenza di tre acquiferi sovrapposti separati da zone impermeabili.
L’assetto idrogeologico e idrogeotermico riscontrato è da ritenersi ovviamente valido
per il sito e non si può escludere che possa variare a distanza da esso in ragione di
interconnessioni tra gli acquiferi per cause naturali o antropiche, tuttavia per opportuna precauzione in fase progettuale si è stabilito che a valle della realizzazione del
sistema di geoscambio dovessero essere ricostituite le locali condizioni idrogeologiche ante operam. Pertanto nella fase di completamento dei fori dove sono state installate le sonde e dei piezometri di monitoraggio, particolare cura è stata posta alla
cementazione dei tratti acquicludi del perforo al fine di non creare interconnessioni
tra le falde presenti.
5.4.2 Caratteristiche termiche dell’ammasso roccioso
Per la determinazione delle proprietà termiche principali delle rocce presenti lungo
la verticale del sito e che costituiscono l’ammasso roccioso interessato dallo scambio
termico con il fluido termovettore delle sonde sono state condotte analisi di laboratorio per la determinazione dei seguenti parametri: conducibilità termica; diffusività
termica; capacità termica. I valori sono riportati nella seguente tabella.
Litologia
Profondità
[ m da p.c.]
Conducibilità
termica
[w/mK]
Diffusività
termica
[m2/s]
Capacità
termica
[J/m3K]
Calcarenite .
tufacea giallastra
14
0.7344
0.4991 ∙ 10-6
1.4715 ∙ 106
Calcarenite .
tufacea biancastra
33
0.7451
0.4364 ∙ 10-6
1.7075 ∙ 106
Calcare .
Organogeno
63
1.8898
1.0915 ∙ 10-6
1.7314 ∙ 106
Calcarenite fine
verdastra .
(piromafo)
136
1.0703
0.6419 ∙ 10-6
1.6674 ∙ 106
Calcarenite .
limosa con .
sostanza organica
157
1.1034
0.6527 ∙ 10-6
1.6905 ∙ 106
Calcare micritico
con macrofossili
163
1.9771
1.1787 ∙ 10-6
1.6774 ∙ 106
Tabella 5 - Sintesi dei risultati delle prove termiche di laboratorio
59
Sono state inoltre realizzati due test di risposta termica (GRT - Ground Response Test)
per la valutazione della potenza termica estraibile da ogni singola sonda.
60
61
Fig. 29 - Strumento utilizzato per la prova GRT
Nella prima prova, eseguita con immissione di calore e quindi simulando il funzionamento estivo dell’impianto, protratta per circa 72 h, la resa termica media per metro lineare è risultata pari a 37 W/m, con una potenza complessiva della sonda di
7,4 kW. In considerazione della presenza di due sonde identiche quindi, la potenza
estraibile dal campo sonde in modalità di funzionamento estivo dell’impianto è di
circa 14,8 kW. Nella immagini seguenti sono riportati i grafici dei valori acquisiti durante la prova e la sintesi dei risultati in tabella.
Fig. 30 - Registrazione dei parametri durante la prova GRT con immissione di calore (funzionamento estivo)
Q media (m3/h) = 1.54
ΔT medio (°C) = 6.3
Lunghezza sonda (m) = 200
λ eff (W/m/K) = 5.4
Durata prova (h) = 72
Potenza media (kW) = 7.5
Potenza sonda (W/m) = 37
Rb (k/w/m) = 0.108
Tabella 6 - Sintesi dei risultati della prova GRT
Nella seconda prova invece, eseguita con estrazione di calore e quindi simulando il
funzionamento invernale dell’impianto, protratta per circa 74 h, la resa termica media per metro lineare è risultata pari a 27 W/m, con una potenza complessiva della
sonda di 5,4 kW. In considerazione della presenza di due sonde identiche la potenza
estraibile dal campo sonde in modalità di funzionamento invernale dell’impianto è
di circa 10,8 kW.
Nelle immagini seguenti sono riportati i grafici dei valori acquisiti durante la prova
e la sintesi dei risultati in tabella.
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5.4.3 Sistema di geoscambio
Le caratteristiche tecniche degli geoscambiatori presenti all’interno dei fori sono riassunte nella seguente tabella:
Fluido .
termovettore
Tipo sonda
Materiale
acqua potabile
doppia “U”
Polietilene .
40 mm
(PE 100)
Diametro
Spessore
Lunghezza complessiva dei tubi
geoscambiatori
Volume .
singolo tubo
3,7 mm
400 m
0,8 l/m
5.4.4 Monitoraggio del sottosuolo
Il campo sonde geotermico a servizio dell’impianto della Masseria “Le Cesine” è posizionato nel cortile della struttura ed è composto da due sonde geotermiche poste ad
una distanza di 8,50 metri l’una dall’altra.
In corrispondenza di ogni sonda inoltre, nella direzione di deflusso della falda superficiale, orientata con direttrice SW-NE, è presente un piezometro attrezzato con
dispositivi atti al monitoraggio delle perturbazioni termiche indotte dal suddetto
campo sonde (Fig. 33).
Fig. 31 - Registrazione dei parametri durante la prova GRT con estrazione di calore (funzionamento invernale)
Q media (m3/h) = 1.55 ΔT medio (°C) = 4.5
Durata prova (h) = 74
Lunghezza sonda (m) = 200 λ eff (W/m/K) = 8.4
Potenza media (kW) = - 5.4 Potenza sonda (W/m) = -27
Tabella 7 - Sintesi dei risultati della prova GRT
Rb (k/w/m) = 0.126
Fig. 32 - Ubicazione delle sonde geotermiche verticali e dei relativi piezometri di monitoraggio.
63
64
Il piezometro P1, posizionato a valle idrogeologica della sonda S1, da cui dista circa 6,5
m, ossia ¾ della interdistanza tra le sonde S1-S2, si spinge fino ad una profondità di
circa 167 metri dal piano campagna, ed è stato attrezzato con due tubi piezometrici
da 2”, al cui interno sono state installate catene termometriche con n.5 sensori di
temperatura e n.1 sensore di livello piezometrico. I sensori di temperatura sono stati
posizionati alle seguenti profondità: 7.0 m; 13.2 m; 22.0 m; 70.0 m; 159.0 m. Il secondo
tubo piezometrico risulta infine libero da attrezzature fisse, poichè sarà utilizzato per
la realizzazione di misure di monitoraggio dei parametri fisico-chimici delle acque di
falda nel corso del primo anno di funzionamento dell’impianto da realizzare con la
sonda multiparametrica.
Il piezometro P2 invece, posizionato a valle idrogeologica della sonda S2, da cui dista
2,15 m, ossia ¼ della interdistanza tra le sonde S1-S2, si spinge fino ad una profondità
di 25 metri dal piano campagna, attestandosi così nel solo acquifero superficiale, ed
è stato attrezzato con due tubi piezometrici da 2”, al cui interno sono state installate
catene termometriche con n.3 sensori di temperatura e n.1 sensore di livello piezometrico. I sensori di temperatura sono stati posizionati alle seguenti profondità: 5.5 m;
13.7 m; 22.0 m. Anche nel piezometro P2, il secondo tubo piezometrico risulta libero
da attrezzature fisse, poichè sarà utilizzato per la realizzazione di misure di monitoraggio dei parametri fisico-chimici delle acque di falda nel corso del primo anno di
funzionamento dell’impianto da realizzare con la sonda multiparametrica.
Nelle sonde invece, è presente un solo tubo piezometrico da 2”, posizionato tra i tubi
di mandata e di uscita. Nella sonda S1 sono stati installati n.1 sensore di temperatura
a 6.5 m di profondità e n.1 sensore di livello. Nella sonda S2 invece, sono stati installati n.1 sensore di temperatura a 184.0 m di profondità e n.1 sensore di livello.
Lo schema di installazione delle attrezzature presenti nei fori in corrispondenza delle sonde e dei piezometri è illustrata nella seguente immagine.
fibra ottica il cui ingombro, includendo anche il rivestimento protettivo, è di pochi
millimetri (fig. 34).
65
Fig. 34 - Fibra ottica avvolta al rocchetto con terminazione rinforzata mediante tubo di acciaio.
Poiché in letteratura sono presenti pochi dati su installazione di fibre ottiche in pozzi profondi, la scelta del tipo di fibra da installare è ricaduta su una fibra standard
(SMF 28) con un rivestimento di 900 micron per aumentare la protezione dagli agenti esterni e diminuire l’effetto di altri fenomeni quali il microbending che potrebbero
degradare il segnale.
Cavo di apertura
Sovraguaina
esterna in polietilene
Armatura in acciaio
corrugato
Elementi di
Tubo di conterinforzo in fibre nimento delle
aramidiche
fibre con gel
protettivo
≤ 24 fibre
Fig. 35 - Struttura del cavo in fibra ottica
Fig. 33 - Sezione schematica delle attrezzature nelle sonde (a sinistra) e nei piezometri (a destra)
Nel tubo piezometrico della sonda S2 infine, per la registrazione della temperatura
lungo la verticale di monitoraggio, in via sperimentale è stata installato un cavo in
Il cavo contiene dodici fibre, ma soltanto due di esse vengono utilizzate per la misura.
Il cavo è dotato di una serie di rivestimenti protettivi tra cui un armatura in acciaio
che gli conferisce un’elevata resistenza meccanica. Il processo d’interrogazione del
sensore prevede infatti l’illuminazione di una fibra da entrambe le terminazioni.
Prima dell’installazione, gli estremi delle due fibre sono stati collegati tra loro da un
lato del cavo e connettorizzati dall’altro, formando così un’unica fibra di lunghezza
pari al doppio della lunghezza del cavo. Il collegamento delle due fibre è stato ottenuto curvando l’estremità di una fibra sull’estremità dell’altra e fondendo le terminazioni mediante un arco elettrico. Il profilo ottenuto, a forma di U, risultando
te caduta nei giorni precedenti e durante le misure, che ha probabilmente generato
deflussi sotterranei nelle falde superficiali che hanno abbassato le temperature nella
prima parte del perforo. Le prove effettuate mostrano per la restante parte un buon
accordo con i log termici effettuati nello stesso sito con altre metodologie dimostrando l’opportunità di approfondire studi e sperimentazioni sulle potenzialità di utilizzo dei sensori distribuiti in fibra ottica per il monitoraggio dei sistemi di geoscambio.
20
19
Temperarura [°C]
66
estremamente fragile, è stato inglobato all’interno di un tubo metallico di diametro
leggermente superiore al profilo stesso e sigillato ad esso mediante adesivo epossidico resistente all’acqua ed ad alte temperature. Prima dell’installazione il cavo è stato
accuratamente calibrato in temperatura utilizzando una camera termostatata.
La fase d’installazione è durata circa 20 minuti e non sono stati riscontrati problemi
legati a eventuali restringimenti o occlusioni lungo l’intera lunghezza. Alle estremità della fibra sono disponibili due connettori necessari per il collegamento al sistema
d’interrogazione del sensore, il quale è stato posizionato in prossimità dell’imboccatura del pozzo.
Le rilevazioni del profilo di temperatura sono effettuate con una risoluzione spaziale
di circa 1m ed una accuratezza stimata sulla temperatura di ±0.5°C. La registrazione
delle misure ha avuto inizio dopo circa 16 ore dall’installazione della fibra, in modo
da garantire il raggiungimento dell’equilibro termico della fibra con l’acqua presente
nel pozzo.
18
17
16
15
0
50
100
Profondità [m]
150
200
Fig. 37 - Profilo di temperatura del pozzo in funzione della profondità con sistema termico spento
Fig. 36 - Posizionamento della fibra ottica.
Nella figura seguente è riportato il profilo di temperatura misurato in funzione della
profondità del pozzo. Durante la misura la pompa di calore era spenta. Come si può
osservare la temperatura cresce, a partire dalla temperatura di imbocco pozzo (circa
16°C), con l’aumentare della profondità. Ad una profondità di circa 100 m si osserva
un leggero avvallamento nel profilo, corrispondente ad una diminuzione di temperatura di circa 0.5°C. A partire da una profondità di circa 150 m la temperatura risale
fino a raggiungere circa 19°C in corrispondenza di una profondità di 174 m. A questa
profondità si riscontra una diminuzione di temperatura di circa 2°C su una lunghezza
di 20 m circa. Le temperature riscontrate sono state influenzate dalla pioggia batten-
Per una stima dei potenziali effetti termici di lungo periodo del sistema di geoscambio infine, è stata condotta una modellazione numerica, basata sul modello geologico ricostruito con le indagini in sito, utilizzando il codice agli elementi finiti Feflow
che è ormai divenuto uno standard internazionale per la modellazione di flusso in
mezzi saturi ed insaturi e la simulazione di trasporto di contaminanti e di calore.
Sia per quanto riguarda le ore di funzionamento dell’impianto che per la temperatura di ingresso alle sonde, i valori utilizzati per la modellazione rappresentano la condizione di massima cautela; infatti, all’interno dei range previsti dal progetto, sono
state prese a riferimento le ore massime di attività e la temperatura massima estiva
e minima invernale del fluido di mandata alle sonde.
I risultati della modellazione dimostrano efficacemente la sostenibilità dell’impianto, infatti dopo 10 anni di funzionamento nell’acquifero superficiale l’impatto termico già a 15 metri di distanza dal sito si stabilizza ad una temperatura superiore di
appena 1°C rispetto alla temperatura naturale di falda. Alla medesima distanza, nella falda profonda si osserva un’oscillazione compresa tra 0.3 e 0.9°C. Tali variazioni
sono evidentemente molto esigue e rientrano nel range delle stagionali variazioni di
temperatura della falda. La tendenza generale al riscaldamento dell’intero sistema
67
68
modellizzato è dovuta alle caratteristiche dell’attività simulata dell’impianto geotermico, che vede una prevalenza di condizionamento estivo rispetto al riscaldamento
invernale. Le variazioni termiche, a qualsiasi distanza, si esauriscono comunque definitivamente in pochi mesi dallo spegnimento dell’impianto. I risultati della modellazione con parametri così cautelativi induce ragionevolmente a ritenere che in condizioni reali, dato l’utilizzo non continuativo delle strutture cui è asservito il sistema
di geoscambio, le variazioni termiche a distanze superiori all’interasse tra le sonde
(8,5 m) si potranno considerare praticamente nulle.
5.4.5 Monitoraggio dell’impianto
• Costi del sistema di geoscambio (perforazione e sonde): € 21.200,00
• Costi del sistema a pompa di calore (pompa, collegamenti idraulici ed elettrici,
dispositivi accessori): € 17.500,00
• GRT: € 5.000,00
• Sistema di monitoraggio: € 29.300,00
• Costo di allestimento cantiere: € 4.000,00
Nelle immagini seguenti si illustrano le varie fasi di attività del cantiere per la realizzazione dell’impianto.
I parametri del sistema con GCHP che verranno monitorati in continuo sono:
• Risparmio di energia primaria [kWh];
• Risparmio di CO2 [t];
• Produzione di energia rinnovabile [kWh];
• Diminuzione dei costi e stima del periodo di ritorno dell’investimento;
I parametri di monitoraggio principali saranno:
• Temperatura di ingresso e uscita per ogni sonda;
• Portata per ogni sonda e al campo sonde con regolatori di portata;
• Consumo di energia elettrica della pompa di calore;
• Consumo di energia elettrica da altri dispositivi accessori (circolatori, valvole, ecc);
• Pressione di ogni ramo principale del circuito idraulico;
• Temperatura e umidità ambientale (4 sensori interni e 4 esterni).
• Aspetti economici
Per la realizzazione di questo sistema geotermico sono state affrontate le seguenti
spese:
• Costi di progettazione: molto bassi grazie all’utilizzo di personale interno con
esperienza in progettazione di tali impianti e competenze ambientali
• Costo totale del progetto: € 2.210,23;
Fig. 38 - Fasi di cantiere. Installazione delle attrezzature per la realizzazione dei fori (a). Fase di installazione
delle sonde geotermiche (b). Scavo nel cortile per l’inserimento dei collettori orizzontali dell’impianto (c).
Fase di chiusura del cantiere con il ripristino delle condizioni iniziali (d).
69
5.4.6 Criteri di sostenibilità ambientale nella progettazione di
impianti geotermici sulla base dell’esperienza del progetto
pilota
70
Realizzare un impianto geotermico ambientalmente sostenibile significa minimizzarne gli impatti ambientali negativi, massimizzarne quelli positivi e garantire che
la risorsa dello scambio termico con il sottosuolo possa essere utilizzata senza comprometterne la possibilità di uso da parte di fruitori vicini e generazioni future.
Potenziali
impatti
Alterazioni Utilizzo di un sistema a circuito chiuso; mantenimento delle condizioni idrodelle condi- geologiche antecedenti tramite cementazione
zioni di moto
delle acque
sotterranee
verso gli specchi d’acqua
Sistema di monitoraggio delle temperature del sottosuolo e delle acque.
sotterranee;
L’impianto di Masseria Le Cesine si propone quale progetto sperimentale pilota di un
modello di impianto sostenibile per le aree di elevato pregio ambientale e costituisce un progetto esemplare di intervento di supporto alla fruizione sostenibile delle
aree naturali protette in quanto consente il miglioramento del comfort termico delle
strutture a favore della destagionalizzazione.
Impostazione di soglie di disattivazione;
Utilizzo in doppia modalità (riscaldamento/raffrescamento). Il funzionamento in doppia modalità riduce i tempi di ripristino utilizzando il.
sottosuolo come “batteria ricaricabile”;
GRT in doppia modalità: immettendo calore nel sottosuolo ed estraendo.
calore dallo stesso (tramite immissione di acqua di circolazione nella sonda
pilota rispettivamente più calda e più fredda del sottosuolo circostante);
Cimentarsi con un progetto sperimentale complesso come quello delle Cesine ha
permesso di individuare criteri che consentono di progettare, realizzare e gestire un
sistema di geoscambio in modo sostenibile. Si è posta attenzione quindi alla valutazione degli impatti globali tramite l’analisi del ciclo di vita (LCA) e alla valutazione
e mitigazione degli impatti locali attraverso analisi del sito e scelte progettuali per
minimizzare gli impatti ambientali.
I criteri identificati non vanno assunti in maniera acritica nella progettazione ma
valutati attentamente caso per caso perché la realizzazione di tali tipi di impianto richiede un approccio decisamente sito-specifico e la conoscenza approfondita di tutti
gli elementi geologici, idrogeologici, climatici, impiantistici, ecc. è determinante per
l’effettiva utilizzabilità del sistema.
Si riportano di seguito alcuni criteri individuati da intendersi come esempi di linee
guida per definire la modalità di orientamento della progettazione alla sostenibilità
ambientale.
Scelte progettuali
Massimizzazione della durata del GRT per aumentare la significatività del
campione statistico di misure (ad es.: rilevamento profilo di temperatura
del terreno iniziale; estrazione calore dal terreno per 72 ore; tempo di riposo
del terreno con verifica del tempo di ripristino della temperatura iniziale;.
immissione di calore nel terreno 72 ore);
Riscaldamento
del .
sottosuolo e
delle acque .
sotterranee
Monitoraggio delle temperature a diversi intervalli temporali e a distanze
diverse dalla sonda durante il GRT;
Valutazione della circostanza che gli studi sui sistemi a sonde verticali a.
circuito chiuso realizzati negli ultimi 3 decenni evidenziano che nei sistemi
di piccola taglia (solitamente < 40 kW) gli effetti di breve termine durante il
funzionamento si risentono maggiormente a distanze inferiori ai 10 m; oltre
tale distanza le variazioni sul lungo periodo rispetto al terreno indisturbato
sono dell’ordine di 1 °C; le modeste perturbazioni termiche indotte si recuperano in tempi di ordine di grandezza pari ai tempi di esercizio;
Durante il GRT attenzione al monitoraggio del tempo in cui la perturbazione termica indotta dal geoscambio nel suolo e nelle acque sotterranee si
esaurisce al cessare dell’estrazione o dell’immissione di calore per verificare.
queste risultanze nei contesti pugliesi. La fase di riposo consente di verificare i tempi di ripristino nel breve termine ed acquisire i dati per la modellazione a lungo termine;
Valutazione, rispetto alla potenza termica estraibile, delle condizioni idrogeologiche del sito individuando la migliore strategia tra l’approfondimento delle sonde rispetto all’aumento del numero delle stesse tenendo conto.
degli effetti ambientali possibili;
Utilizzo per la progettazione di valori derivanti dall’esperienza di realizzazione di impianti calibrati sulle condizioni sito-specifiche utilizzandoli come
preliminari e cautelativi e privilegiando le indagini in sito
71
72
Posizionamento delle sonde secondo uno schema quanto più possibile “aperto” per favorire lo scambio di calore con un volume di terreno più ampio con
l’obiettivo progettuale di utilizzare il geoscambio producendo il minor imRiscaldamento patto possibile nel terreno in modo che, al cessare dello scambio, il sottosuolo ritorni nelle condizioni iniziali in un tempo rapido e confrontabile con
del .
sottosuolo e quello di utilizzo (rinnovabilità e sostenibilità). La previsione di un impianto
delle acque . di monitoraggio termico del sottosuolo è funzionale a tali valutazioni.
sotterranee
Dimensionare l’impianto ipotizzando il parziale funzionamento in free.
cooling per evitare immissioni di calore tramite l’attivazione della pompa di
calore quando non necessarie
Utilizzo quale fluido di circolazione di semplice acqua potabile non additiInquinamento
vata con fluidi o sali antigelo;
del suolo e del
sottosuolo
T di dimensionamento lontana dai limiti termici dei materiali usati
Integrazione con sistemi fotovoltaici e sistemi solari termici;
Utilizzo di
Energia Elettrica
Monitoraggio prestazioni energetiche dell’impianto per valutare le riduzioni di consumi ed emissioni;
Gestione intelligente dell’impianto in relazione alle condizioni climatiche e
all’uso delle strutture con telecontrollo
Posizionamento di sistemi FER elettrici e termici totalmente integrati nelle
strutture esistenti; usualmente gli unici componenti visibili di un impianto
Impatto visivo
a sonde geotermiche sono i pozzetti in testa sonda simili a quelli di tutti gli
altri impianti (elettrici, telefonici, idrici, fognari, ecc.)
Progettazione integrata geologica/ingegneristica
Complessità
ed
competenze
richieste dalla
interazione con Enti
progettazione
Gestori delle Aree Naturali Protette in caso di intervento in tali zone
• http://www.oics.it/index.php/tutte-le-news/2441-progetto-legend-ferrara-provincia-della-geotermia• http://m.provincia.teramo.it/aree-tematiche/europa/politiche-comunitarie/progetti/legend/view
• http://www.provincia.fe.it/download/Legend_ita.pdf?server=sd2.provincia.
fe.it&db=/intranet/internet.nsf&uid=5B10712D9BA8B532C1257BF2002A31F5
• http://www.regione.puglia.it/index.php?page=burp&opz=getfile&file=o-43.
htm&anno=xlv&num=91
• http://energia.regione.emilia-romagna.it/entra-in-regione/politiche-europee/
progetti-europei-1/legend-2013-low-enthalpy-geothermal-energy-demonstrationcases-in-adriatic-area
• http://altrimenti.wordpress.com/2014/04/01/impianti-geotermici-al-curie-di-giulianova-e-allistituto-tecnico-industriale-di-santegidio-alla-vibrata/
• http://www.agricolturamoderna.it/articolo/progetto-comunitario-legend-la-promozione-dell’energia-geotermica
• http://www.giulianovailbelvedere.it/news/2014/provincia/pro_imp_geo.htm
• http://www.teramonews.com/notizie-politica-teramo/27155-energia-geotermicanelle-scuole-della-provincia-in-arrivo-lavori-per-80000-euro-con-legend-.html
• http://www.inpubblico.it/teramo/11106-ambiente-impianti-geotermici-in-duescuole-teramane
• http://www.riservalecesine.it/news/217-seminario-e-workshop-presso-masseriale-cesine
• http://www.lopinionista.it/notizie/?p=149117
• http://www.asipress.it/notizia_dettaglio.asp?id=16381
Ulteriori indicazioni progettuali si possono derivare da documentazione disponibile
in rete. Si segnalano a titolo esemplificativo e non esaustivo i link seguenti:
• il sito del progetto GEO.POWER http://www.geopower-i4c.eu e due documenti disponibili per il download che hanno in comune il titolo “Prime indicazioni tecnico-prescrittive in materia di impianti di climatizzazione geotermica”:
• (Maggio 2011) Allegato III opuscolo “Geotermia a bassa entalpia: cenni introduttivi e iniziative in Puglia” http://reteambientale.minambiente.it/wp-content/uploads/2012/06/Regione-Puglia-Geotermia1.pdf
• (Novembre 2012) Documento VIGOR http://www.vigor-geotermia.it/images/
download/volumi/VIGOR-prime-indicazioni-climatizzazione.pdf
• http://www.regione.puglia.it/index.php?page=prg&opz=display&id=1696
• La rassegna stampa: http://www.legend-geothermalenergy.eu/it/wp-content/
uploads/sites/2/2013/05/Newsletter-locale_1.pdf
• http://www.wwfoasi.it/component/content/article/9-news/43-rn-le-cesine-al-viai-lavori-per-realizzare-l-impianto-pilota-di-climatizzazione-geotermica.html
• http://www.alberobellonotizie.it/2014/05/expo-aus-terza-ultima-sessione-architetture-in-pietra-secco-tradizione-innovazione/
• file:///C:/Users/utente/Downloads/brochure_alberobello.pdf
• http://www.robur.it/fiere/conferenza_l_ultima_frontiera_dell_efficienza_energetica_nel_riscaldamento
• http://tuttoformazione.blogspot.it/2014/10/4-seminario-locale-capacity-buildinge.html
• http://www.ambienteambienti.com/news/2014/10/news/energia-puglia-caponesu-progetto-ipa-legend-125641.html
• http://www.europuglia.it/index.php?option=com_content&view=article&id
=6996:progetto-legend-quinto-seminario-a-noicattaro-&catid=103:cbc-ipaadriatico&Itemid=219
73
• http://www.distrettoenergierinnovabili.it/der/s/geotermia-news/notizie/nuovoappuntamento-regionale-sulla-geotermia/
• http://www.newspuglia.it/sanita/694-fondi-europei-per-il-piano-di-energy-management-in-puglia.html
74
75
5.5 Lo studio LCA, impatto globale e supporto per le
decisioni
La metodologia di studio Life Cycle Assessment (LCA) è una tecnica per valutare in
maniera sistematica gli aspetti ambientali di un prodotto/servizio attraverso tutte
le fasi del suo ciclo di vita. Questo è un metodo standardizzato secondo normative
internazionali ( ISO 14040 e ISO 14044), quantifica gli impatti ambientali e fornisce
informazioni quantitative e qualitative per identificare e prevenire impatti negativi
durante le differenti fasi del ciclo di vita di un prodotto/ servizio; inoltre può costituire un supporto per l’ottimizzazione della progettazione nel momento in cui viene
utilizzato per confrontare prodotti/servizi che svolgono la stessa funzione.
Alla base delle metodologia LCA c’è un percorso iterativo articolato nelle fasi di definizione dello scopo e del campo di applicazione, fase in cui si definisce anche l’unità
funzionale dello studio stesso. La seconda fase è l’analisi di inventario, momento in
cui si quantificano gli elementi in ingresso ed in uscita in ciascuna fase del ciclo di
vita del prodotto/servizio. Nella terza fase di analisi degli impatti (life cycle impact
assessment) vengono valutati gli impatti rispetto ai danni sulla salute umana, danni
all’ecosistema ed alla ecotossicità e rispetto alla scarsità delle risorse. Nella quarta ed
ultima fase avviene l’interpretazione dei dati.
L’applicazione della metodologia LCA all’interno del progetto IPA Adriatic LEGEND
ha avuto lo scopo di rendere confrontabili gli impatti ambientali dei 10 progetti pilota, e di confrontare gli impatti generati dall’impianto precedentemente in esercizio
presso la Masseria “Le Cesine” rispetto a quelli generati dall’impianto geotermico a
bassa entalpia realizzato.
In particolare la Regione Puglia, in considerazione delle sensibilità ambientali caratterizzanti l’area di intervento, nonché delle esperienze ad oggi già acquisite in ambito geotermico e di LCA, ha voluto estendere l’oggetto ed il campo di applicazione
dello studio al funzionamento dell’intero impianto e le sue forme di approvvigionamento energetico in modo da valutare nella loro complessità e totalità gli impatti
derivanti dal sistema geotermico installato.
Fig. 39 - tavolo di coordinamento sulla LCA, Ferrara luglio 2014
L’avvio dello studio LCA è avvenuto a Ferrara nel mese di Luglio nel corso di un incontro di coordinamento con gli altri partner del progetto con i quali si sono condivise le
linee guida metodologiche per la conduzione dello stesso. Tale approccio metodologico, anche a causa della scarsa disponibilità di letteratura specifica, si è rivelato nel
tempo importante strumento di confronto per la buona riuscita dello studio e per la
validità in termini di affidabilità e certezza dei risultati. Queste sono state rielaborate e revisionate criticamente da tutti i partner nel corso della durata dello studio ed
attualmente costituiscono una base per futuri sviluppi di una eventuale normazione
regionale.
Lo studio ha analizzato l’intero ciclo di vita dell’impianto geotermico “dalla culla
alla tomba”, assumendo come unità funzionale sulla quale condurre l’analisi 1 MJ di
energia prodotta dall’impianto geotermico, energia utile a soddisfare il fabbisogno
termico dell’edificio valutato nell’arco temporale di 20 anni.
Sono stati definiti sei differenti scenari per l’elaborazione degli impatti ambientali
così come si riscontra dalla tabella 1, al fine di poter valutare gli impatti in differenti
condizioni operative, fornendo al legislatore regionale un utile supporto per la valutazione dei punti di forza e di debolezze dell’impianto dal punto di vista ambientale.
Particolare attenzione è stata prestata nella raccolta ed analisi critica dei dati relativi
alla fase di “core process” (dati primari) dalla cui qualità e valutazione dell’incertezza dipendono direttamente i risultati dell’analisi. L’attività è stata svolta utilizzando
apposite schede di “data collection” la cui compilazione ha coinvolto tutte le figure
coinvolte sia nella progettazione che nella realizzazione dell’impianto. Per quanto
riguarda i dati secondari, ovvero i dati riferiti alle fasi di upstream e downstream, si
sono utilizzati i dataset presenti nel database Ecoinvent v.2.2; mentre per la modellazione dei flussi si è utilizzato il SW GABI v.6. Tale scelta è stata condivisa dai partner
del progetto con i quali si sono condivise in maniera critica le scelte dei dataset e la
successiva analisi ed interpretazione dei risultati.
Per quanto riguarda i risultati, tutti espressi secondo la metodologia CML 2001- Apr.
2013 e ILCD, e la relativa interpretazione, si procederà da una visione di insieme per
poi procedere a successive analisi di dettaglio.
Fermo restando l’obiettivo principale di fornire al decisore elementi di valutazione in
merito agli impianti geotermici a bassa entalpia, l’analisi e l’interpretazione dei dati
76
dello studio sono state effettuate con molteplici finalità ed in particolare per:
Tab. 8 - quadro sintetico degli scenari utilizzati per la valutazione degli impatti
Come si evince dalla tabella di sintesi degli scenari, lo studio è stato articolato sia per
rispondere alle esigenze delle linee guida del progetto Legend, riguardanti principalmente l’impianto geotermico, e sia per rispondere alle richieste della Regione Puglia
che ha voluto estendere lo studio degli impatti ambientali all’intero impianto nel
rispetto del principio di autonomia energetica e complementarietà delle fonti energetiche. Tale scelta metodologica, come si vedrà di seguito, è risultata premiante per
i principi precedentemente descritti in relazione ai risultati ottenuti.
UP STREAM
CORE PROCESS
• comprendere le componenti dell’impianto maggiormente impattanti,
• valutare gli impatti ambientali connessi con la fase di utilizzo dell’impianto confrontando lo scenario tradizionale con quello innovativo (impianto a GPL Vs impianto geotermico),
• fornire al progettista elementi per la valutazione di scelte tecniche e tecnologiche
per i prossimi progetti similari.
DOWN STREAM
Fig. 40 - articolazione del flusso per lo studio di LCA
Fig. 41 - valutazione dell’incidenza di ciascuna fase di processo rispetto all’impatto totale dell’impianto
77
La figura 43 evidenzia come la scelta progettuale di autonomia ed integrazione energetica nello specifico caso risulta premiante dal punto di vista degli impatti.
I grafici che seguono sono il confronto fra lo scenario tradizionale costituito da una
caldaia alimentata a GPL e lo scenario innovativo (impianto geotermico). È importante evidenziare che il confronto fra gli scenari si riferisce al fabbisogno energetico del
fabbricato in un arco temporale di 20 anni quantificato in 3.414.528 MJ; è opportuno
precisare che lo scenario innovativo è stato valutato sulla base di differenti modalità
di alimentazione energetica considerando sia la fornitura del mix energetico italiano, sia la fornitura con certificati verdi sia con alimentazione energetica direttamente dall’impianto fotovoltaico integrato, questo al fine di avere una visione quanto più
esaustiva possibile.
78
Fig. 42 - incidenza di ciascuna fase rispetto alle categorie di impatto ambientale valutate
La figura 4 evidenzia la forte contribuzione nella maggior parte delle categorie di
impatto della fase d’uso rispetto alle altre fasi di vita dell’impianto.
Fig. 44 - confronto degli impatti ambientali globali dello scenario innovativo normalizzati rispetto allo
scenario tradizionale
Fig. 43 - Comparazione degli impatti ambientali a seguito della modifica del mix energetico utilizzato
dall’impianto
79
80
81
Fig. 45 - confronto fra scenario tradizionale e scenari innovativi articolato per categorie di impatto
Fig. 47 - confronto normalizzato fra scenario tradizionale e scenario innovativo relativo all’indicatore ODP
Fig. 46 - confronto normalizzato fra scenario tradizionale e scenario innovativo relativo all’indicatore GWP
a 100 anni.
Fig. 48 - confronto normalizzato fra scenario tradizionale e scenario innovativo relativo all’indicatore FAETP
82
83
Fig. 49 - confronto normalizzato fra scenario tradizionale e scenario innovativo relativo all’indicatore ADP
Fig. 51 - confronto normalizzato fra scenario tradizionale e scenario innovativo per l’indicatore HTP
Fig. 52 - confronto normalizzato fra scenario tradizionale e scenario innovativo per l’indicatore TETP
Fig. 50 - confronto normalizzato fra scenario tradizionale e scenario innovativo relativo all’indicatore EP
Come si evince dai grafici tutti gli impatti generati sono positivi ad eccezione dell’abiotic depletion (impoverimento delle materie prime). Su questo come sugli altri
indicatori si sono eseguite successive analisi per valutarne la causa ed è emerso che
tale impatto deriva dall’attività estrattiva di alcuni componenti dell’impianto FV
come si evince dalla figura 53.
84
ADP elements
Regione Puglia
IT_FV_mix
IT_mix
RER_mix
1,3
Abiotic Depletion elements [kg Sb-Equiv.]
1,2
1,1
1
,9
,8
,7
,6
,5
,4
,3
,2
,1
Total
CH: electric installation, photovoltai...
RER: aluminium, production mix, at ...
RER: photovoltaic panel, multi-Si, a...
RER: inverter, 10kW, at plant_MM
CH: transport, lorry 3.5-20t, fleet a...
Rest
Fig. 53 - analisi delle cause dell’impatto ADP articolata per componenti dell’impianto
Il progetto pilota realizzato dalla Regione Puglia presso la Masseria “Le Cesine” è il
risultato dell’equilibrio fra innovazione tecnologica e vincoli ambientali e naturalistici, e sicuramente può essere considerato quale punto di riferimento per i prossimi
interventi in zone particolarmente sensibili e delicate. I risultati dello studio LCA,
sebbene si riferiscano ad impatti globali, hanno evidenziato un impatto sostanzialmente positivo per tutti i parametri anche a seguito della ponderazione dei risultati
precedentemente riportati.
Lo studio svolto, in termini di linee guida e metodologia di conduzione dello studio,
fermi restando gli aspetti tecnologici ed impiantistici, può considerarsi un elemento
a supporto del decisore per definire le prossime politiche di governo per gli impianti
geotermici a bassa entalpia che si realizzeranno nella Regione Puglia.
6. Spunti finali di riflessione
L’esperienza sin qui descritta, dunque, dischiude nuove prospettive non solo in termini di contenuti relativi alla geotermia ma anche in termini di metodo.
La progettualità di ispirazione europea induce infatti all’applicazione di una metodologia che vede in una prima fase l’analisi degli scenari (tecnici, normativi, economici ed eventualmente sociali) nei quali si inserisce il caso di studio, condotta con
schemi confrontabili (benchmarc report; SWOT); in seconda battuta la realizzazione
del caso pilota attraverso la sperimentazione di nuove tecnologie; successivamente
il monitoraggio con lo studio dei dati raccolti sotto gli aspetti tecnici, ambientali ed
economici (es. LCA); ed infine la diffusione dei risultati sfruttando il valore esemplare dell’innovazione condotta in ambito pubblico (workshop, seminari, sito web,
pubblicazioni).
Lo stesso impianto di base ha seguito la Regione Puglia nella redazione del proprio
“Piano di azione per gli acquisti verdi” che, valutato il grado di diffusione di beni,
servizi e lavori con certificazione di eco sostenibilità (Criteri Ambientali Minimi) sul
territorio, si propone di aumentarlo auto-vincolandosi ad acquistare percentuali significative degli stessi per il fabbisogno proprio e degli enti strumentali. L’intenzione
è quella di promuovere in questo modo la ricerca, le professionalità e le produzioni
ecosostenibili nel mercato di riferimento. Naturalmente l’impatto di tale azione è
diverso a seconda del valore del fatturato dei beni, servizi e lavori individuati che
per alcune voci è da considerarsi nell’ordine delle centinaia di milioni di euro l’anno.
L’energia è uno dei beni oggetto di tale vincolo di eco-sostenibilità e, fra i tanti, è da
considerarsi forse il più significativo. Questo perché la ricerca di maggiore efficienza
energetica passa attraverso un sistema articolato di metodologie singolarmente replicabili in altri campi:
• analisi dei fabbisogni (con applicazione di software di monitoraggio continuo a
distanza);
• nuove tecnologie (geotermia, fotovoltaico, solare termico, co-generazione, ecc. realizzati e realizzandi presso gli edifici regionali - cfr. sito di Energy management
Regione Puglia - o anche auto ibride ed elettriche);
• nuove prassi contrattuali (es. EPC e gare specifiche); riorganizzazione e razionalizzazione (uso della videoconferenza; riduzione degli spazi utilizzati ad uffici);
• nuove norme d’uso (es. orari e date di accensione e spegnimento impianti).
Tutte metodologie integrate nel “Piano” di Energy management regionale in corso
di redazione che, peraltro, si propone come laboratorio di buone prassi riproducibili
sul territorio da condividere con i soggetti interessati e diffondere con diversi mezzi
di comunicazione.
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Il progetto Legend de “Le Cesine” si è collocato dunque in siffatto contesto con un
taglio di originalità: l’inserimento del sito in area protetta con tutto ciò che questo
comporta in termini tecnici e normativi.
L’attenzione della Puglia sull’efficientamento energetico emerge già dalle linee orientative del PEAR in corso di redazione nonché dai fondi stanziati allo scopo sull’asse
IV della programmazione 2014-2020; quella specifica sulla geotermia è legata alla
prossima approvazione del regolamento sugli impianti geotermici in Puglia.
L’auspicio finale specifico del progetto Legend realizzato è che il lavoro svolto possa
essere utile a chi approcci queste tematiche a scopo di studio scientifico, formazione professionale, applicazione su edifici pubblici e di produzione commerciale nella
prospettiva dello sviluppo di una “filiera” innovativa pugliese, adriatica ed europea.
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Dai dati ricavati nel corso del progetto “LEGEND - Low Enthalpy Geothermal
Energy Demonstration for Efficiency building in Adriatic area” (finanziato nell’ambito del programma comunitario di Cooperazione transfrontaliera IPA Adriatic
2007-2013 e condotto dalla Regione Puglia presso l’oasi naturale de “Le Cesine”),
che vengono dettagliatamente descritti in questa pubblicazione, emerge che
la Puglia rappresenta un “terreno fertile” per l’implementazione di tecnologie
geotermiche. È singolare pensare tuttavia che gli aspetti tecnici rappresentino
solo una parte della sperimentazione condotta. In realtà l’attuale e perdurante
congiuntura di crisi economica e sociale conduce a ripensare alcuni modelli di
produzione, sfruttamento e gestione delle risorse per il perseguimento di un
ventaglio di obiettivi. Fra questi assumono maggiore rilevanza da un lato la
tutela dell’ambiente attraverso l’abbattimento delle emissioni nocive; dall’altro
il risparmio sui costi di energia.
È per questo che, sulla scorta dei risultati del progetto Legend in Puglia e degli
altri impianti geotermici realizzati anche con i fondi del POI – Energia (parte
della fase sperimentale del proprio Piano di Energy management), la Regione
pone un’attenzione specifica sull’energia geotermica. A questo scopo è in corso di approvazione un regolamento regionale di dettaglio sulla realizzazione di
impianti geotermici in Puglia.
È di ancora maggiore interesse l’allocazione di circa 200 milioni di euro sull’asse IV della nuova programmazione (2014-2020) dedicati all’efficientamento
energetico sia degli edifici pubblici sia di quelli privati.
Tra i prodotti di LEGEND, è stato redatto il presente volume che si pone l’obiettivo di diventare un utile strumento per gli amministratori, per i tecnici, i
professionisti, i ricercatori, le aziende e per tutti coloro che vorranno approfondire la conoscenza sulle potenzialità dell’energia geotermica, in Puglia, specialmente nelle aree a maggiore valenza ambientale. La nascita di una “filiera”
che si specializzi sulla geotermia in Puglia, anche attraverso questo strumento,
consentirebbe l’approccio a mercati pubblici e privati, dentro e fuori dai confini
regionali.