Perché le lezioni sulla Geotermia?geotermiaveronese.it/onewebmedia/Lezione_1.pdf · responsabile dei fenomeni endogeni e ha creato i presupposti per lo sviluppo biologico del pianeta

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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 ?


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


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»


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


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


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

3/36


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


- 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


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


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.


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


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

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