Forum “Speciale Qualenergia”: Il futuro a emissioni zero è già qui”

Un evento completamente dedicato ad una risorsa rinnovabile della grande tradizione italiana, dalle grandissime prospettive evolutive alla insegna della piena sostenibilità ed integrazione nei territori. Il 31 Marzo 2015 a Roma.

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La definizione della risorsa geotermica1. sono risorse geotermiche ad alta entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito superiore a 150°C utilizzabile per il teleriscaldamento e nella produzione elettrica;
2. sono risorse geotermiche a media entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito compresa tra 40°C e 150 °C, utilizzabile nella climatizzazione e nella produzione elettrica;
3. sono risorse geotermiche a bassa entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito inferiore a 40 C, utilizzabile nella climatizzazione e alla portata di tutti.

Le potenzialità mondiali

Attualmente con la geotermia si produce l’1% dell’energia mondiale. Il potenziale teorico è di 12 milioni di Zj, che sfruttabile con le attuali tecnologie per 2.000 Zj,mentre il fabbisogno energetico dell’intero Pianeta è di 0,5 Zj. Quindi con la geotermia disponiamo di 4.000 volte l’energia di cui necessiatiamo.

Inquinamento locale

Nelle Hawaii una centrale a ciclo binario ha avuto un incidente e ha emesso in atmosfera 12 kg di H2S (acido solfidrico) e ha giustamente avuto una multa da 24.000 $, la centrale geotermica a ciclo flash di Enel emette 120 tonnellate anno di H2S.

La realtà Italiana

In Italia abbiamo dei veri e propri giacimenti nemmeno troppo nascosti. Con le pompe di calore geotermiche, funzionanti a bassa Entalpia, con 1 kW di elettricità si riescono a ottenere 5 kW di climatizzazione perchè 4 kW provengono dal terreno e sono gratis. Il tutto senza influenza stagionale perchè al di sotto dei 10 metri di profondità la temperatura del terreno resta costante tutto l’anno, consentendo alla pompa geotermica di essere molto più efficiente delle altre pompe di calore che dipendono dalla variazione delle condizioni ambientali.

La realtà e le prospettive europee

Nel Rapporto JRC, partendo dalla geotermia a bassa entalpia e dalle pompe di calore geotermiche si evidenzia come attualmente in Europa si possa contare su di una potenza installata pari a 14.900 Mwth (corrispondenti a circa 1,2 milioni di unità), con i principali mercati europei localizzati in Svezia, Germania, Francia ed Austria. Una situazione che, secondo il rapporto, potrebbe fornire nuove interessanti prospettive di ulteriore sviluppo a patto di investire in migliorie tecnologiche finalizzate al miglioramento dei materiali costruttivi ed la qualità dei fluidi termici di scambio utilizzati. Passando poi al secondo ambito applicativo considerato, cioè quello degli “Usi Diretti del Calore”, sono contraddistinti prevalentemente da applicazioni di teleriscaldamento e termali, riguardarti porzioni territoriali, marcatamente più selezionate per particolare potenziale geotermico, necessitando di risorse più pregiate e quindi meno diffuse.

La fotografia attuale scattata dal rapporto, evidenzia una potenza installata in Europa corrispondente a circa 3 GWth, con una produzione di calore annuale di circa 27.600 Tj. In questo ambito i mercati principali, sono localizzati in Italia, Romania, Bulgaria, Ungheria, Francia, con prospettive di sviluppo legate principalmente a politiche ed investimenti di tipo regionale. Venendo poi al settore geotermoelettrico, proprio quelli legati alla produzione di energia elettrica con risorse ad alta entalpia, la maggior parte degli impianti di questo tipo (in termini di potenza), sono localizzati per la maggior parte proprio in Italia. A livello mondiale l’Italia, paese nel quale la geotermia e’ nata, ha purtroppo perso il primato in favore di Stati Uniti, Filippine e Indonesia (50% della produzione mondiale).

Elettricità e calore dalla terra

Sistemi di produzione di energia elettrica e termica, basato su un modulo con turbina ORC capace di generare simultaneamente energia elettrica e termica da fonti di calore a bassa e media temperatura (70-150 °C) sino ad oggi impensabili, utilizzando la tecnologia ORC, (Organic Rankine Cycle), che si caratterizza per l’utilizzo di sostanze organiche ad alto peso molecolare in luogo di vapore d’acqua, in cicli Rankine appositamente studiati che “sta aprendo finalmente una nuova era per una geotermia veramente sostenibile”.

I VANTAGGI DELLE DIVERSE TECNOLOGIE GEOTERMICHE

Media entalpia geotermica• L’Italia è ricchissima di giacimenti geotermici a media entalpia (Toscana, Lazio, Campania,Sardegna e altre aree spot).• L’utilizzo delle medie entalpie geotermiche è particolarmente vantaggioso e permettel’ingresso nel settore della produzione di energia elettrica alle piccole e medie imprese.• La conversione dell’energia geotermica a media entalpia in energia elettrica è oggi possibile solo attraverso l’applicazione dei cicli binari(ORC e/o Kalina);• Esistono ormai una vastità soluzioni impiantistiche e di macchine tale da soddisfare ogniesigenza con costi per KWh prodotto del tutto paragonabili e, talvolta, inferiori a quellicaratteristici dei cicli tradizionali utilizzati nelle alte entalpie, con basso consumo di suolo.• E’ possibile l’utilizzo di impianti di taglie diverse, da qualche decina di KW a una decina diMW, cosa questa che è ideale per lo sviluppo della democrazia energetica (generazionediffusa a filiera corta) e per l’ingresso del piccolo azionariato locale nel settore, base per lo sviluppo della Green Economy.

Le entalpie geotermiche medio-basse (t < 100°C),• Fino ad ora era possibile fare energia elettrica solo con temperature non inferiori ai 110°C, oggi, con l’avvento delle nuove macchine ORC prodotte da Electratherm(USA) è possibile fare energia elettrica a partire da temperature di 70°C.• Queste macchine, così come quelle prodotte dall’Italiana Exergy, sono di piccole dimensioni R richiedono inoltre basse portate di fluido: l’ideale per lo sviluppo della micro-geotermia cogenerativa .

Media entalpia geotermica: le piccole utilizzazioni• La ricerca nel settore dell’innovazione eco-compatibile ha permesso la realizzazione di macchine geotermiche così efficienti e parche dal punto di vista del consumo di suolo e della rumorosità da poter essere inserite in parchi pubblici e in giardini condominiali.• Il fluido di lavoro utilizzato (Honeywell R245fa) è atossico, carbon-free e non infiammabile, quindi anche nell’improbabile eventualità di una perdita non sussiste pericolo per la salute e per e per l’ambiente.• La piccola differenza tra la temperatura del fluido in ingresso e quello in uscita (~ 11°C) permette il suo utilizzo per il riscaldamento di serre e/o edifici prima della sua re-immissione nel serbatoio.• Massima profondità dei pozzi di alimentazione = 400 m (come qualsiasi pozzo civile o industriale), utilizzazione locale dell’energia elettrica prodotta e del calore (filiera cortissima).

Bassa entalpia• La bassa entalpia geotermica: le pompe di calore a scambio geotermico• Le migliori pompe di calore garantiscono un COP=4.9 (per ogni KWh elettrico consumato si producono 4.9 KWh termici).• Il fluido di lavoro utilizzato (Honeywell R245fa) è atossico, carbon-free e non infiammabile, quindi anche nell’improbabile eventualità di una perdita non sussiste alcun pericolo.• Massima profondità dei pozzi di alimentazione ~ 120 m (sufficiente per circa 100 mq), foro di piccolo diametro, riempimento del foro dopo la posa dello scambiatore, nessun consumo di acqua e di suolo.• Massima flessibilità del sistema di climatizzazione.• Massimizzazione della performance in congiunzione con tetti fotovoltaici (energia elettrica gratuita).• Sensibile riduzione dell’emissione di gas serra (cambiamenti climatici.• Basso costo di installazione (quanto il solo impianto di riscaldamento) e bassissimo costo di manutenzione.

PERCHÈ SVILUPPARE LA GEOTERMIA

Perchè e come aiutare lo sviluppo del settore della geotermia a media entalpia• Obbligo di totale re-immissione di fluidi e incondensabili, con controllo in continuo.• Obbligo di messa a disposizione di investitori locali o comunità locali della metà dell’investimento.• Obbligo di cessione alle pubbliche istituzioni della parte termica co-generata dagli impianti.• Percorsi autorizzativi semplificati in base alle dimensioni degli impianti.• Obbligo di risposta o diniego per la procedura delle piccole utilizzazioni geotermiche (non superiori a 200 KWe e/o 2 MWt) entro 90 giorni (con silenzio/assenso).• Mantenere le incentivazioni previste per la media entalpia e la micro-geotermia (piccole utilizzazioni)fino a completa utilizzazione delle risorse messe a registro.

Perchè e come aiutare lo sviluppo del settore della geotermia a bassa entalpia• La bassa entalpia per riscaldare e raffrescare conta oggi in Europa oltre 1,5 milioni di impianti.• In molti comuni italiani è del tutto liberalizzata e realizzabile con la semplice comunicazione, nel rispetto delle norme sull’escavazione dei pozzi ad uso civile ed industriale. Occorre quindi renderla libera in tutta Italia dato che si tratta del sistema di riscaldamento e condizionamento di gran lunga meno impattante per la salute umana, non solo rispetto al metano, ma anche al pellet o alla legna.• Diversa regolamentazione, ma sempre semplificata, se lo scambio avviene con acqua estratta dalla falda in aree, come quella di Milano, dove l’estrazione di acqua è indispensabile perché, a causa della risalita della falda, le stazioni della metropolitana si trovano sotto rischio di allagamento. Con la bassa entalpia Milano ha la possibilità di divenire carbon-free per la climatizzazione e, nello stesso tempo, di riuscire a tenere sotto controllo il livello della falda senza costi

DOMANDE E RISPOSTE SULLA GEOTERMIA

Potenzialità in Italia della geotermia divisa tra media e bassa entalpia?

A bassa infinita come in ogni luogo del mondo, la geotermia può semplicemente realizzare un paese che non usa il metano per riscaldare e raffrescare. Se la si fa in zone ricche d’acqua come Milano e scambi non in sonda ma prelevando l’acqua si riesce a penetrare anche negli spazi urbani più complessi e costruiti.

La geotermia a media entalpia come può essere utilizzata in Italia?

La media in Italia si può arrivare attualmente a fare circa 500 MW elettrici, suddivisi in impianti medio piccoli e altrettanti ne può fare anche la alta sempre a ciclo binario e con la reiniezione. Ma quando si parla di geotermia elettrica media e alta sono suddivisioni speciose per cui meglio dividere tra micro, piccoli, medi e grandi centrali elettriche in un range di temperatura tra 80 e 200 gradi

Quanti addetti ci sono sull’impiantistica ora? E quanti in futuro?

Attualmente è un settore da 3000 addetti in totale ha potenzialità per dieci volte, quindi 30mila addettitenendo conto che a fronte della paralisi italiana le imprese aprono impianti in tutto il mondo.

Quanti MW ci sono ora quanti ce ne potrebbero essere?

Oggi 800 MW elettrici e per la bassa abbiamo il dato europeo di 1,2 milioni di impianti installati. Per la elettrica il raddoppio (per capirsi 1000 MW di geotermia producono 7 volte rispetto 1000 MW di fotovoltaico e 6 volte rispetto all’eolico). Il doppio per la elettrica e da poche decine di migliaia possiamo portare a milioni gli impianti a bassa in Italia.

Fatturato oggi? E domani?

Oggi sopra il miliardo e mezzo per l’elettrico e vari miliardi per la bassa.

Possibilità export tecnologie italiane?

Già in pieno sviluppo.

Geotermia sostenibile e non. Differenze?

La geotermia sostenibile fa impianti a ciclo binario e reiniezione totale con dimensioni micro, piccole e medie. Quella insostenibile fa impianti ciclo flash e spara in aria acqua e inquinanti anche se con i filtri molte emissioni si sono ridotte e molto dipende da cosa si trova nel fondo.

Politiche per lo sviluppo della geotermia, quali sono quelle necessarie?

Per la bassa mantenere lo sgravio e basta e farla sposare con fotovoltaico e accumuli ma nel complesso non occorre altro che il mantenimento degli sgravi e rendere celeri i certificati bianchi per gli impianti industriali.Per la micro geotermia delle Green Machines fino a 200 Kw con pozzi massimo 400 metri ovvero le piccole utilizzazioni geotermiche occorre che le Regioni le autorizzino o le boccino in sei mesi. Oltre a ciò è necessario toglierla dai registri e darle un’incentivazione adeguata come si fa per le altre Fer, come le biomasse, le micro possono essere inserite sotto i condomini e in aree urbane. Per le medie alte entalpie a ciclo binario e reiniezione totale bisogna mettere un tempo massimo di due anni per iter, prevedere la donazione a prezzo simbolico della potenza termica in uscita dopo la produzione elettrica e mantenere ragionevoli incentivi come per le altre Fer. Per i grandi impianti bisogna prevedere solo nuove autorizzazioni a ciclo binario e reiniezione totale nessun incentivo ormai è necessario per i grandi impianti.

Fonti:• G.I.G.A. (Gruppo Informale Geotermia per l’Ambiente) www.gigageotermia.org• 

Ecquologia www.ecquologia.com• 

Fabio Roggiolani