Post on 16-Feb-2019
Risorse geotermiche di media e bassa temperatura in Italia.Potenziale, Prospettive di mercato, Azioni.
Sistemi di teleriscaldamento geotermici per aree ur bane: l’esperienza e le prospettive di sviluppo della rete di l’esperienza e le prospettive di sviluppo della rete di
Ferrara.
Ing. Fausto Ferraresi-Direttore-
Direzione Settore Teleriscaldamento HERA S.p.A
Ferrara, 22 Settembre 2010
agenda
� Il Gruppo HERA e il Teleriscaldamento
� Il Teleriscaldamento a Ferrara
� Stato di fatto
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� Sviluppo futuro
Il Gruppo HERA
HERAHERA (Holding Energia Risorse Ambiente ) è tra le prime Multiutility italiane nei
Settori Energetico, Idrico e Ambientale:
� nasce il 1 Novembre del 2002 dall’unione di 12 Aziende di Servizi Pubblici locali , compiendo una delle più significative operazioni di aggregazione realizzate in Italia nel settore delle public utility;
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in Italia nel settore delle public utility;
� ad oggi conta circa 2,5 milioni di Clienti Serviti ;
� opera in oltre 240 Comuni nelle Province di Bologna, Ravenna, Rimini, Forlì-Cesena, Ferrara, Modena, Firenze e Pesaro-Urbino;
� al suo interno operano circa 6.500 dipendenti ;
� da Giugno 2003 il titolo HERA è quotato in Borsa .
Il Territorio di Riferimento ed il Teleriscaldamento
Bologna
Ravenna
Modena
Imola
Ferrara
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TLR in esercizio
Rete TLR in progetto
Ravenna
Coriano (RN)
Pesaro
CesenaForlì
Imola
Faenza
Il Sistema di Teleriscaldamento “tradizionale”
Le strategie HERA per lo sviluppo del Teleriscaldamento
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TLR come strumento della Pianificazione Territoriale , in una logica di analisi e valorizzazione delle risorse energetiche presenti nel territorio.
SISTEMI ENERGETICI INTEGRATI
Il Sistema di Teleriscaldamento integrato
Cogenerazione
Solare termico Recupero industriale
Biomasse legnose
Geotermia
Termovalorizzatore
agenda
� Il Gruppo HERA e il Teleriscaldamento
� Il Teleriscaldamento a Ferrara
� Stato di fatto
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� Sviluppo futuro
Piano Cartografico del Sistema TLR di Ferrara – Stato di fatto
Sito Geotermia e WTEzona ovest
Città di Ferrara
Condotte principali di trasporto calore
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Il Sistema Energetico Integrato di Ferrara si avvale principalmente di tre tipologie di fonti:
� Geotermia;
� Recupero da WTE;
� Centrali termiche di integrazione e riserva a gas metano.
utenze TLR
Polo integrazione e riserva
c/o Ospedale S.Anna
CH4
Centrali Termiche di Integrazione e
Soccorso Bacino di utenza
Gas Metano
Geotermia
ET da Geot.
Sistema Energetico Integrato – Rete di Ferrara
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EE da WTE in RETE
- Energia rinnovabile e di Recupero -
Termovalorizzatore
Perdite di distribuzione
ET da WTE
Geotermia Rete TLR
SISTEMA AL 2010
POLO CASAGLIA
�� AnniAnni ’’6060,, localitàlocalità CasagliaCasaglia ::
durante la ricerca di nuovi giacimenti diidrocarburi, si scopre un bacino sotterraneodi acqua calda ad una profondità media di ca.2.000 m
La Fonte Geotermica – Un po’ di storia
�� AnniAnni ‘‘7070 ::
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Valorizzare la risorsa geotermica come fonte primaria per una rete di TLR a dimensione urbana
crisi energetica e valorizzazione delle fontirinnovabili
�� 19811981::il Comune di Ferrara avvia il
PROGETTO GEOTERMIA Scambiatore
Sorgente GEO
Mantello
Roccia
Condensatore
La Fonte Geotermica - Caratteristiche
Scambiatore di calore
Rete TLR
Il fluido geotermico è costituito da acqua calda a forte contenuto salino e allatemperatura di 100°C circa .
Il fluido cede energia termica alla rete TLR.
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Pozzo di prelievo 1
Pozzo di prelievo 2
Pozzo di re-immissione
di calore
Il fluido caldo viene pompato verso la superficie dalla profondità di circa 1.000 m attraverso 2 pozzi di prelievo.
Il fluido viene re-iniettato nel sottosuolo per garantire la stabilità geotecnica .
� Portata complessiva 400 mc/h
� Temperatura fluido geotermico 100-105 °C
� Temperatura fluido rete TLR:
Dati di esercizio dell’impianto geotermico
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� Temperatura fluido rete TLR:
- in mandata 90-95 °C
- in ritorno 60-65 °C
� Potenza termica nominale 14 MWt
� Energia prodotta circa 75.000 MWht/anno
La Fonte “WTE” (Waste To Energy)
Fin dalla prima predisposizione del “Progetto Geotermia”, si è consideratal’integrazione con il sistema di smaltimento RSU:
RIFIUTI SOLIDI URBANI ���� RISORSA ENERGETICA
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Si concretizza il SISTEMA ENERGETICO INTEGRATO
La realizzazione dell’impianto WTE è iniziata nel 1989, per andare a regime nel 1993.
Recentemente l’impianto è stato potenziato: da fine 2007 è entrato in esercizio il
nuovo impianto WTE .
Dati di esercizio dell’impianto WTE
� Capacità smaltimento autorizzata: 130.000 t
� Potenza elettrica in rete: 13 MWe
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� Potenza elettrica in rete: 13 MWe
� Energia elettrica in rete: 87.000 MWhe
� Potenza termica max per TLR: 29 MWt
� Energia termica per TLR: ca. 80.000 MWht
Le Fonti di Integrazione e Riserva
Sempre c/o il sito Geotermia, per gestire la variabilità giornaliera della domandadel bacino servito, vi sono
2 CENTRALI TERMICHE2 CENTRALI TERMICHE
(4+3 caldaie a metano)
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Potenzialità caldaie: 84 MWt
I serbatoi d’accumulo di integrazione e riserva (ca. 1.000 mc l’uno) hanno lo scopodi ridurre l’utilizzo delle caldaie durante i picchi giornalieri � ottimizzazionedell’utilizzo delle fonti rinnovabili e di recupero � riduzione del consumo di metano
Sito Geotermia e WTE
zona ovest
Città di Ferrara
utenze TLR
Condotte principali di trasporto calore
Le Fonti di Integrazione e Riserva
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Polo integrazione e riserva
c/o Ospedale
Per garantire l’equilibrio idraulico del sistema, sono state aggiunte ulteriori centraliintegrative , in posizione opposta rispetto al “sito Geotermia” � Centrale S.Anna
Potenzialità scambiatore: 10 MWt
S.Anna
Previsione esercizio Sistema TLR - 2010
Energia Termica tot. Prodotta: 177 GWht
Energia Termica da Geotermia: 74 GWht
Energia Termica di Recupero da WTE: 73 GWht
Energia Rinnovabile
83% del tot. (+25% vs 2009)
Benefici Sistema Energetico Integrato di Ferrara nel 2010
Nel 2010, il nuovo Termovalorizzatore è entrato in esercizio a pieno regime � maggiorerecupero di energia termica � miglioramenti dei benefici energetico – ambientali.
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Energia Termica di Recupero da WTE: 73 GWht
Benefici attesi per il 2010
NOx evitate: 48.537 kg +40% vs. 2009 (34.617)
SO2 evitate: 37.397 kg + 3 % vs. 2009 (36.413)
CO2 evitata: 40.221 t +38% vs. 2009 (29.112)
TEP risparmiate: 15.200 t +45% vs. 2009 (10.483)
83% del tot. (+25% vs 2009)
Risparmio Energetico equivalente a 57.100* Pannelli Fotovoltaici da 1 kW!
* calcolato in base al risparmio indicato dall’Autorità (Del. EEN 3/08, Scheda tecnica n.7) in 0,266 TEP/anno per kW fotovoltaico
agenda
� Il Gruppo HERA e il Teleriscaldamento
� Il Teleriscaldamento a Ferrara
� Stato di fatto
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� Sviluppo futuro
Sviluppo TLR previsto a medio termine
Volumetria attualmente servita da TLR:5.245.000 mc + Volumetria potenzialmente allacciabile:
ca. 3.800.000 mc
Volumetria potenzialmente servibile a regime:
ca. ca. 9.000.000 mc9.000.000 mc
(37.500 appartamenti equivalenti ���� circa il 40% degli appartamenti presenti nell’inter a città )
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(37.500 appartamenti equivalenti ���� circa il 40% degli appartamenti presenti nell’inter a città )
POLO ENERGIE RINNOVABILIPOLO ENERGIE RINNOVABILI
Nella logica dei Sistemi Energetici Integrati , per sostenere questo sviluppo, si staprogettando un nuovo sistema di produzione collocato nella zona Est della città .
Valorizzare al massimo le risorse del territorio
Piano Cartografico – Sviluppo Ferrara
Sito Geotermia e WTEzona ovest
Condotte principali di trasporto calore
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Comune di Ferrara
utenze TLR
Polo energie rinnovabili
Zona est di sviluppo
Nuovi collegamenti
Ipotesi di progetto
Si prevedono:
� Nuova fonte geotermica ( ���� progetto di ricerca METAGEO):
2 pozzi di prelievo + 1 di reimmissione per totale 14 MWt;
� Sistema Solare Termico (SDH),
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� Sistema Solare Termico (SDH),ca. 2 MWt di integrazione alla rete TLR;
� Sistema ORC di produzione energia elettrica,generatore da 1 MWe;
� 2+2 serbatoi di accumulo;
� 1 CT di integrazione e riserva,3 caldaie da 14 MWt.
CH4
Centrali Termiche di Integrazione e
SoccorsoBacino di utenza
Gas Metano
Geotermia
Rete di Teleriscaldamento
ET ET ET
Sistema Energetico Integrato – Proposta progettuale sviluppo Ferrara
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EE da WTE
in RETE
- Energia rinnovabile -
ET da WTE
Geotermia
Waste to Energy
Nuova Fonte Geotermica
- Polo delle energie rinnovabili -
CH4
Centrale Termica di integrazione e
riservaSolar District Heating
(integrazione)
Unità ORC
ET ET ET
EE da ORC
in RETE
POLO CANALBIANCO
POLO EST
Alla fine del 2008 HERA ha avviato un Progetto di Ricerca di Fonti Geotermiche ,con l’obiettivo di individuare potenziali serbatoi geotermici.
Potenziamento Geotermia – Il Progetto di Ricerca “METAGEO”
Il Progetto è stato sviluppato in collaborazione con Consorzio Ferrara Ricerche(CFR, ente di ricerca no-profit a partecipazione pubblico – privata), di cui fanno parte:
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� Gruppo Idrogeologico dell’Universitàdegli Studi di Ferrara (GIF);
� Servizio Geologico, Sismico e deiSuoli della Regione Emilia – Romagna(SGSS).
Zona Est di Ferrara oggetto della ricerca
Fasi del progetto
1a fase: ANALISI DATI ESISTENTI �
•Pubblicazioni di settore (CNR, UNIFE,…)
•Banca dati c/o Regione Emilia-Romagna – SGSS;
•Risultati perforazioni effettuate negli anni ’60;
• Indagini sismiche disponibili c/o il Ministero Sviluppo Economico, UNMIG di Bologna.
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2a fase: ANALISI DIRETTE �
•Monitoraggio con pozzi e piezometri;
•Prelievo ed analisi campioni d’acqua;
• Installazione di sonde di temperatura.
����
� Assetto idrogeologico
� Assettogeo–strutturale e geotermico
3a fase:REALIZZAZIONE MODELLO TRIDIMENSIONALE DELL’AREA
GG33
FERRARA EST
AREA INDAGATA
Dagli studi è emerso che sono
presenti DUE RESERVOIR.
Risultati
- Profondità tetto: ca. 650-800 m ;
- Temperatura: ca. 50-60°C.
� RESERVOIR “G2”
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GG22
GG11
- Temperatura: ca. 50-60°C.
- Profondità tetto: ca. 1600-1700 m ;
- Temperatura: ca. 80-90°C .
� RESERVOIR “G3”
La zona maggiormente favorevole per un eventuale sfruttamento per il TLR è quella
del Reservoir G3.
Il Teleriscaldamento ed il Solare Termico
Il SOLAR DISTRICT HEATING (impianto di teleriscaldamento solare) rappresentaun’applicazione su larga scala di una tecnologia a energia rinnovabile.
In Europa:
� In Svezia , Danimarca , Austria e Germaniaesistono impianti SDH che operano fin dai
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esistono impianti SDH che operano fin daiprimi anni ’80 a costi competitivi.
In Italia:
� Non esistono esperienze significative diimpiego del solare termico su reti TLR.
Al fine di accrescere la presenza “su larga scala” del Solare Termico nel Teleriscaldamento, nel 2009è stato avviato il Progetto “SDH-TAKE OFF”, promosso da numerose associazioni europee, tra cuifigurano anche AIRU ed Ambiente Italia � www.solar-district-heating.eu/IT
Il Teleriscaldamento e i Sistemi a Ciclo Rankine Organico (ORC)
Il generatore lavora come unanormale turbina a vapore pertrasformare energia termica inenergia elettrica attraverso ungeneratore elettrico.
Unità ORC
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A Ferrara, quando il sistema TLR non è attivo, si può alimentare l’unità ORC dallafonte geotermica per produrre energia elettrica.
Il generatore elettrico avrebbe una potenza netta di 1 MWe.
Da risorse geotermiche a mediaentalpia, tra i 90° e i 150°C si puòprodurre energia elettrica .
Risultati attesi
Città di Ferrara
Polo Ovest “CanalBianco”
Geotermia
Recupero da WTEPolo Est
Polo Energie Rinnovabili
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Con lo sviluppo di un Sistema Energetico Integrato sull’intero territorio urbano, si prevede:
�Energia termica tot. Prodotta: 289 GWh
�Energia Termica da Geotermia: 163 GWh
�Energia Termica di Recupero da WTE: 100 GWh
Polo Energie Rinnovabili
Energia Rinnovabile
91% del tot. (+ 32% vs. 2009)
Benefici Sistema Energetico Integrato – Emissioni prodotte*
21.302
55.919
8.894
57.431
7.708
94.968
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
[kg]
NOx
TLR
Sistematradizionale
0
36.413
0
37.397
0
45.628
20.000
40.000
60.000
[kg]
SO2
TLR
Sistematradizionale
30
8.894 7.7080
2009 2010 Medio Termine
0 0 0
02009 2010 Medio Termine
16.934
46.047
7.069
47.287
6.126
77.537
0
20.000
40.000
60.000
80.000
[tonn
]
2009 2010 Medio Termine
CO2
TLR
Sistematradizionale
7.270
17.754
3.035
18.236
2.631
30.568
0
10.000
20.000
30.000
40.000
[tonn
]
2009 2010 Medio Termine
Energia Primaria (TEP richiesti)
TLR
Sistematradizionale
* A parità di fabbisogno energetico, si considera l’Energia Termica prodotta con il TLR come sostitutiva di un Sistema Tradizionale costituito da caldaie a gas e gasolio.
Benefici Sistema Energetico Integrato – Emissioni evitate
Benefici ambientali e energetico – ambientali
NOx evitate: 87.260 kg +152% vs. 2009 (34.617)
SO2 evitate: 45.628 kg + 25 % vs. 2009 (36.413)
CO2 evitata: 71.411 t +145% vs. 2009 (29.112)
TEP risparmiate: 27.938 t +167% vs. 2009 (10.483)
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Risparmio Energetico equivalente a 105.000 Pannelli Fotovoltaici da 1 kW!
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
[kg,
tonn
]
NOx SO2 CO2 TEP risparmiate
2009
2010
Medio termine
Il Primary Resource Factor
� Per una corretta valutazione, è utile confrontare le diverse alternative del sistema
sulla base del contributo alla riduzione dell’uso di combustibili fossili
���� riduzione emissioni di CO 2.
� Bisogna avvalersi di un metodo che tenga conto dell’intero ciclo energetico, dalla
produzione alla fornitura (incluse quindi le perdite di trasporto).
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Criterio del Fattore di Energia Primaria PRF ( Primary Resource Factor )
Il Primary Resource Factor (PRF)
� è un indice che valuta il rendimento “globale” dei sistemi di riscaldamento eraffrescamento;
� si calcola come rapporto tra energia fossile richiesta ed energia consumata.
Il Primary Resource Factor
2,50
2,00
2,50
3,00
PR
F
33
1,30
0,60 0,580,44
0,23 0,20 0,17 0,09
0,00
0,50
1,00
1,50
PR
F
Boilerelettrico
Caldaia agas
metano
Ferrara(2009)
Amburgo Helsinki Stoccolma Brescia(2008)*
Goteborg Ferrara(Medio
termine)
Ferrara (2009)
Ferrara (Medio
Termine)
* Fonte: a2a s.p.a
Grazie per la Gentile AttenzioneGrazie per la Gentile Attenzione
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______________________________________________________Ing. Fausto FerraresiDirettore Direzione Settore Teleriscaldamento HERA S.p.A .via Cesare Diana 34 - località Cassana44100 Ferrara tel. 051.287994cell. 329.9075077fax. 051.287095e-mail. alessandra.fornasier@gruppohera.it