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UTEEP - anno accademico 2016-2017
Perché le lezioni sulla Geotermia?
- Per mantenere vivo l’interesse sulla salvaguardia
dell’ambiente, contro l’inquinamento e l’effetto serra
- Per diffondere la cultura delle energie alternative
rispetto ai combustibili fossili, del risparmio
energetico e del rilancio economico attraverso la
green economy
- Per divulgare le conoscenze sulle potenzialità
geotermiche del veronese
www.geologiaveronese.it Relatore: Geol. Enrico Castellaccio
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…….. e la pianificazione energetica dell’Unione Europea ?
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Burden sharing: pianificazione energetica a livello locale con il sostegno
economico dell’Unione Europea che ha recepito la COP 21 - 2015
Burden sharing: la confrenza Stato-Regioni del 22 febbraio 2012
La burden sharing è il meccanismo di riparto degli obiettivi in campo energetico tra gli Stati
membri e mira sua volta a riproporre nei confronti delle Regioni la ripartizione energetica
sulla base della propria vocazione energetica.
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FONTI ALTERNATIVE
• SONO QUELLE FONTI , NON RINNOVABILI, ALTERNATIVE AGLI IDROCARBURI ( PETROLIO E DERIVATI , CARBONE , GAS NATURALE).
FONTI RINNOVABILI
• SI RINNOVANO IN TEMPI BREVI• SONO INESAURIBILI• SONO PRESENTI SU TUTTO IL PIANETA TERRA• HANNO UN IMPATTO AMBIENTALE RIDOTTO
..… alcune definizioni di partenza
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La sostenibilità del geotermico deve soddisfare:
l’ambiente – contro l’inquinamento e l’effetto serral’economia – energia a costi contenuti e innovazione tecnologica
il sociale – produrre occupazione e diversificare le fonti energetiche
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In Italia ogni regione deve sviluppare il proprio piano energetico che lo ripartisce a livello degli Enti locali che a loro volta dovranno predisporre un proprio Piano Energetico Provinciale e Comunale.
Secondo la BURDEN SHARING entro il 2050 l’Europa dovrà produrre energia quasi esclusivamente da fonte rinnovabile (percentuali riferite al 2012)
L’Unione Europea promuove una NUOVA ECONOMIA A BASSA EMISSIONE DI CARBONIO sostenendo economicamente progetti e obiettivi strategici
….. la pianificazione energetica a livello comunitario
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….. la pianificazione energetica della Regione del Veneto
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Per i comuni del Veneto gli obiettivi del Piano Energetico nazionale-regionale ripartiti nell’ambito della BURDEN SHARING per il 2020 sono i seguenti:
Strumenti di attuazione del Piano energetico regionale:
“Patto dei Sindaci”: incide sull’utilizzo e sul consumo dell’energia a livello locale nonché sull’efficienza energetica dei fabbricati e del comparto dei trasporti, riducendo la CO2
“PAES” - piano d’azione per l’energia sostenibile - sono premiate e finanziate azioni di miglioramento dell’efficienza energetica su edifici pubblici e la messa in opera di energie rinnovabili utili al territorio: teleriscaldamento di quartiere, riqualificazioni energetiche, illuminazione, geotermia, energie rinnovabili (= Piano Energetico Comunale)
“PAES congiunti”: fare sistema attraverso l’unione di diversi comuni
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Il contributo della GEOTERMIA – «l’energia del futuro»
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L’energia geotermica, come altre fonti energetiche rinnovabili, utilizza flussi di materia e di energia che già si verificano spontaneamente in natura
L’energia geotermica è una fonte energetica che si rinnova di continuo anche mentre viene utilizzata
Gli sfruttamenti geotermici rinnovabili non cambiano in maniera significativa i flussi di energia naturali che tendono a mantenersi inalterati per milioni di anni (attenzione alla deriva termica = perdita di efficienza)
L’intervento tecnologico determina sempre un impatto ambientale la cui valutazione deve partire dalla conoscenza delle condizioni indisturbate
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VANTAGGI degli impianti geotermici
Possibilità di applicazione ovunque sul pianeta
Produzione costante senza variazioni temporali
Bassi costi di gestione (riscaldamento/raffrescamento)
Versatilità con gli impianti ibridi (altre fonti)
Limitato impatto e bassa CO2 (cfr impianti eolici/gascarbone)
Sicurezza: assenza CO, fughe di gas; incendi
Possibilità di realizzazione di reti di teleriscaldamento
Sviluppo di un nuovo settore per la crescita d’impresa
Impianti ecologici: visibilità ecosostenibile, turismo termale
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…… i possibili impatti ambientali della geotermia tradizionale
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Inquinamento termico del sottosuolo per raffreddamento o riscaldamento.Il D.Lgs 152/2006 art. 74 – impatto sugli ecosistemi terrestri e acquatici
Modificazione della qualità idrica delle acque superficiali e sotterranee
Modificazione del regime delle falde acquifere sotterranee e loro depauparamento per pompaggio eccessivo (sovrasfruttamento)
Modificazione delle qualità geotecniche dei terreni (cedimenti, subsidenza, rigonfiamenti, permeabilità, porosità, ecc.)
Rischi idrogeologici (mescolamento tra falde), rischi chimici (uso di certi materiali)
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Lo 0,1% dell’energia termica
immagazzinata nella crosta
terrestre potrebbe soddisfare la
richiesta energetica mondiale
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Il calore geotermico del mantello è prevalentemente di origine radiogenica
(Th232, U235, 238, K40) mentre per il settore più profondo è di origine cosmogenica
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I più importanti sistemi geotermici sono localizzati
presso i margini di placca o gli assotigliamenti crostali
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L’energia racchiusa entro il pianeta fa sì
che la Terra sia un motore termico.
La crosta terrestre è costituita da materiali
a bassa conducibilità termica. Solo alcuni
contesti geologici sono favorevoli per
dissipare il calore verso l’esterno, quali i
margini di placca e i vulcani.
L’energia geotermica è
responsabile dei fenomeni
endogeni e ha creato i
presupposti per lo sviluppo
biologico del pianeta
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Elementi di dinamica endogena: la placca tirrenica = assotigliamento crostale
Il contesto geologico del bacino del
mediterraneo è molto favorevole per
disporre di elevati flussi di calore
provenienti dal mantello terrestre
T > 150 °C at 2 km
T > 100 °C at 2 km
Risorse sulla piattaforma <200 m (fasce retinate a colori)
Risorse su isole e Sea Mt. (cerchi)
Marsili SMt.
Vavilov SMt.
Campi Flegrei Deep DrillingProject
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14 sono i
vulcani attivi in
Italia che
risiedono sulla
placca tirrenica
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Il flusso geotermicoIl flusso geotermico è la conseguenza del principio di ristabilire
l’equilibrio termico. Il calore si sposta da zone a più alta temperatura,
interne al pianeta, verso quelle a più bassa temperatura (la crosta
terrestre): q = λ (T2 –T1)
Due sono i modelli fondamentali che condizionano lo spostamento del calore:
- conduzione (senza trasporto di materia)
- convezione (presenza di un vettore fluido di solito acqua o vapore)
La quantità di calore che dall’interno del pianeta giunge in prossimità
della superficie per poi irradiarsi verso l’atmosfera è 5000 volte
inferiore a quella che proviene dal Sole che è pari a 200-400 W/mq.
Il valore medio di q vale 63 mW/mq, ovvero compreso tra 50 e 120
mW/mq in Europa. A livello internazionale vale: 1,5 HFU
1 Heat Flow Unit = 42 mW/mq
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Eni-AGIP, 1972; Della Vedova et al., 2000
100 mW/m2
200- 400 mW/m2
20- 40 mW/m2
60-70 mW/m2
substrato veronese60-70 mW/m2
40 mW/m2
70 mW/m2
Il flusso di calore
proveniente dal
mantello determina
la ricarica termica
della crosta
terrestre
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I.R.C., 2012ENEL, 2007
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Eni-AGIP, 1972; Della Vedova et al., 2000
Il calore geotermico è
un’energia primaria
RINNOVABILE e COSTANTE
- Bassa entalpia t < 90 °C
- Media entalpia t = 90 - 150 °C
- Alta entalpia t > 150 ° C
Le risorse ad alta entalpia sono
legate alla risalita di corpi
magmatici che determinano
elevati flussi di calore
La presenza dei circuiti idrotermali
a media-bassa entalpia è talora
dovuta al normale gradiente
geotermico (30 °C/km) in contesti
geologici particolari:
es. il Veneto occidentale
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Lo sfruttamento geotermico attuale
I SISTEMI GEOTERMICI ovvero zone di accumulo di energia nella Crosta
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- SISTEMI GEOPRESSURIZZATI
- SISTEMI STIMOLATI (EGS)
- SISTEMI MAGMATICI
- SISTEMI IDROTERMALI
L’Italia è il primo paese in Europa per lo sfruttamento dell’alta entalpia e tra
gli ultimi per l’utilizzo della bassa entalpia
Sistemi magmatici
Sistemi magmatici
Sistemi geopressurizzati
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GEOSCAMBIO
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I SISTEMI IDROTERMALI serbatoi ad acqua dominante
Sono dominati dal moto convettivo dell’acqua
che, infiltrandosi a partire dalla superficie
all’interno di uno spazio confinato, si riscalda
progressivamente per il gradiente geotermico
e risalendo determina un trasferimento del
calore verso la superficie
o a profondità
economicamente
raggiungibili
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Le zone di particolare
interesse geotermico
sono quelle ove il
gradiente è superiore a
quello medio
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ADistretto termale della
pianura orientale12 comuni
BDistretto termale della pianura settentrionale
8 comuni
Segnalazione isolata di anomalia
geotermica
Il sistema idrotermale del
veronese
L’interesse economico può essere
rilevante ove la risorsa è vicina agli
impianti di utilizzo.
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In queste aree si ha
l’interazione tra il
normale gradiente
geotermico e un
favorevole contesto
geologico
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Geoscambio: utilizzo del calore a bassa entalpia
Sistemi a pompa di calore: a circuito aperto e a circuito chiuso
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Utenze potenziali della bassa entalpia
UTILIZZO BALNEO-TERAPEUTICO
TELERISCALDAMENTO
SERRICOLO
Alta EntalpiaMedia EntalpiaBassa Entalpia
Produzione d’energia elettricaClimatizzazione degli edifici
utilizzo termale, agronomico e
produttivo
90°C 150°C
Geoscambio
0°C
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UGI, 2012
T > 100 °C T = 15 - 100 °C T < 15 °C
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UNO SGUARDO SULLA GEOTERMIA DEL DOMANI
La sfida tecnologica del futuro
sarà lo sfruttamento interno del
pianeta per la produzione di
calore e di elettricità, quale
sorgente di energia, inesauribile
e costante.
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…… la transizione è possibile
Si stanno già sperimentando sistemi geotermici
avanzati (EGS) a profondità di alcuni chilometri
e in regioni adatte al teleriscaldamento urbano,
rendendo attuabili impianti di cogenerazione
(energia elettrica e calore) esenti da emissione
di CO2.
In Germania una prima serie di verifiche
evidenziano che il potenziale energetico delle
rocce cristalline calde della crosta profonda è
superiore ad almeno 600 volte il consumo
elettrico attuale del paese
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…. non fermiamoci alla buccia, «mangiamo» l’interno
- Siamo all’età della pietra per quanto
riguarda l’approvvigionamento
energetico globale;
- Lo sfruttamento delle risorse
energetiche della «superficie» altera
gli ecosistemi del pianeta;
- La «conquista della crosta inferiore»
dovrebbe essere l’obiettivo nelle
prossime centinaia di anni;
- L’interno del pianeta è in grado di
soddisfare tutte le richieste di calore e
di elettricità necessarie
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Enrico Castellaccio www.geologiaveronese.itwww.geotermiaveronese.it
Grazie per l’attenzione