Ambiente, Geologia, Geologia per le scuole

Geotermia: la situazione in Italia, previsioni di crescita, esempio progettuale

Concludiamo la nostra serie di articoli sulla Geotermia con questo che segue i due pubblicati nelle scorse settimane:

Dalla terra una fonte di energia: la Geotermia

Geotermia: Esplorazione – Utilizzazione delle risorse geotermiche – Impatto ambientale- Presente e futuro

Questa volta ci occuperemo della geotermia in Italia, approfondiremo lo studio sulla Campania e faremo una previsione di crescita della Geotermia. Concluderemo con l’esempio di una progettazione di un impianto geotermico ad uso domestico.

La geotermia: una nuova ricchezza per l’Italia

L’Italia rappresenta una zona straordinaria dal punto geologico e vulcanologico, per la presenza della crosta terrestre più sottile e perché al di sotto di essa si inabissa la piattaforma ionica, molto vecchia e pesante, sospinta dalla grande zolla africana. La piattaforma, inabissandosi, fonde e fa risalire magma in superficie, creando l’arco vulcanico delle Eolie e degli altri vulcani sottomarini. In effetti, la penisola italiana e i suoi mari è caratterizzata da almeno quattro grandi aree di calore sotterraneo:
• la prima è la Toscana, con i suoi campi geotermici di Larderello ma che si estende fino alla caldera di Bolsena e poi in mare per diversi chilometri;
• la seconda è quella dei Campi Flegrei, in Campania;
• la terza, molto grande (e ancora in parte poco conosciuta) è quella del Tirreno meridionale;
• la quarta è il canale di Sicilia, nell’area del vulcano sommerso Empedocle e di Lampedusa.

Lo studio geotermico del sottosuolo italiano è relativamente recente: nel 1976, sotto le pesanti ripercussioni dovute alla crisi petrolifera, l’allora Ministro dell’Industria Donat Cattin convocò i vertici di Eni e Enel per valutare in maniera puntuale il potenziale energetico del territorio italiano. Eni e Enel formarono così una joint venture e trivellarono per anni centinaia di pozzi sparsi sul territorio nazionale, mari compresi. Il risultato di queste prospezioni fu eccezionale, rivelando un’Italia geotermica ben più ricca di quella conosciuta fino ad allora e seconda solo all’Islanda. All’inizio degli anni ’90, il petrolio era tornato a livelli accettabili e la campagna di perforazioni si concluse, non esistendo più l’incentivo finanziario per continuare la sfida tecnologica e la ricerca di fonti di energia alternative dal sottosuolo.

Oggi però il quadro e’ ben diverso: con l’entrata in vigore del Protocollo di Kyoto e la crescente “sete” di energia, la geotermia sta conoscendo una nuova primavera: l’Italia è un paese geotermicamente caldo ed ha un potenziale talmente vasto da giustificare una scommessa tecnologica e di ricerca unica al mondo. In ballo c’è una fonte energetica continua e praticamente inesauribile che potrebbe fruttare l’indipendenza energetica della nazione.

Le aree geografiche italiane di interesse geotermico (vedi figura 1)

Mappa aree di interesse geotermico in Italia
Mappa aree di interesse geotermico in Italia

Allo scopo di definire dei parametri di prima approssimazione per la definizione di aree geografiche di interesse geotermico sono state definite per l’Italia le mappe tematiche geoidrologiche, quelle relative al flusso di energia termica e le carte delle temperature a 1000, 2000 e 3000 m.
Da queste elaborazioni è stato possibile ricavare una carta di sintesi che suddivide l’Italia in 4 categorie di interesse geotermico:
• Zona A: zone di interesse geotermico da alto a molto alto dove dovrebbe esistere almeno un acquifero a temperatura superiore a 150°C a profondità inferiore a 3km. Un’ulteriore suddivisione prevede nella categoria A1 i luoghi di maggior interesse per le ricerche per finalità elettriche e nella categoria A2 un minor uso geoelettrico ed un elevata potenzialità per usi diretti ad elevata e media temperatura. Tale area si estende in direzione NW-SE da Genova alle Isole Eolie.
• Zona B: zone di interesse geotermico medio dove dovrebbe esistere almeno un acquifero a temperatura compresa tra 90 e 150°C a profondità inferiore a 3 km. Un’ulteriore suddivisione prevede nella categoria B1 luoghi deputati ad usi prevalentemente ad usi diretti ad alta e media temperatura e nella categoria B2 per esclusivo uso diretto. Tale area si estende prevalentemente a ridosso dell’area A o in isolate manifestazioni.
• Zona C: zone di interesse geotermico basso o nullo dove dovrebbe esistere almeno un acquifero a temperatura compresa tra 30 e 90°C a profondità inferiore a 3 km. Un’ulteriore suddivisione prevede nella categoria C1 luoghi dove è possibile un esclusivo uso diretto e nella categoria C2 le aree che tranne casi sporadici non possano essere considerate adatte a uno sfruttamento geotermico. Tale area si estende prevalentemente nell’area Alpina ed Appenninica.
• Zona D: zone di interesse geotermico bassissimo o nullo dove non dovrebbero esistere acquiferi di interesse geotermico a profondità inferiore a 3 km.

Il ruolo dell’Istituto Internazionale di Ricerche Geotermiche

Lo studio della geotermia sul territorio nazionale è condotto dall’’Istituto Internazionale per le Ricerche Geotermiche, fondato a Pisa nel 1965 con il chiaro obiettivo di svolgere attività di ricerca sull’energia geotermica e sulle sue applicazioni in Italia. I settori di ricerca e indagine dell’Istituto sono prevalentemente connessi allo studio a 360° dei fluidi geotermici e della stretta relazione con le acque meteoriche e con l’idrogeologia del sito, nonché l’interazione tra fluidi e roccia ed interazioni geochimiche.

La Banca Nazionale Dati Geotermici

La Banca nazionale dei dati geotermici, redatta dall’Istituto Internazionale per le Ricerche Geotermiche, raccoglie su supporto informatico i dati caratteristici di sorgenti termali, manifestazioni gassose e pozzi di interesse geotermico.
La Banca è corredata da un GIS che permette di visualizzare le mappe con l’esatta indicazione della cartina indicante la posizione dei pozzi e delle sorgenti/manifestazioni, mediante simboli di diverso colore.
La cartografia comprende la carta d’Italia con 20 regioni e i confini delle province e 20 carte di regione con i confini comunali; sono poi disponibili per tutto il territorio nazionale le mappe a colori del flusso di calore alla superficie. Dalla cartografia risulta che per gli usi diretti del calore a medie temperature emergono le aree della Toscana e del Lazio per un settore di territorio di circa 40.000 km2, oltre alla zona degli Euganei Berici, la bassa pianura friulana, la Campania, la Sicilia sud orientale e sud occidentale ed infine parte della Sardegna.
La Banca dei Dati Geotermici per la Campania

La Campania si caratterizza dalla presenza di vulcani recenti e attivi e da numerose manifestazioni termali; assieme alla Toscana ed al Lazio è una delle regioni italiane più importanti dal punto di vista geotermico. La ricerca geotermica in Campania inizia negli anni ’50, nella zona dei Campi Flegrei e nell’Isola d’Ischia; negli anni successivi l’AGIP e l’ENEL svolgono ricerche prevalentemente indirizzate all’utilizzo elettrico in Campania individuando l’area di Mofete (NA) ad alta entalpia. La Banca Dati Geotermici riporta per la Regione Campania 98 pozzi e 56 sorgenti.
In provincia di Avellino i 9 pozzi censiti, prevalentemente ad elevata quota ed elevate profondità, sono stati realizzati dall’AGIP per ricerche di idrocarburi e dimostrano valori del gradiente geotermico della temperatura in accordo alla media (0,03 °C/m). Nella stessa provincia si contano 8 tra sorgenti termali e manifestazioni di acqua e gas con temperature media intorno ai 23°C. Anche dalle ricerche petrolifere svolte in provincia di Benevento derivano i dati relativi agli 8 pozzi censiti, anch’essi ad elevata quota e profondità, che non presentano anomalie del gradiente geotermico. In località Telese è presente una sorgente termale con manifestazioni di gas ed acqua. I 5 pozzi monitorati in provincia di Caserta derivano da ricerche petrolifere e geotermiche: in media il valore geotermico della temperatura appare in linea con il valore medio, fa eccezione il pozzo realizzato nell’apparato vulcanico di Roccamonfina (Sessa Aurunca) che presenta temperature al suolo anche intorno ai 50 C. Sono inoltre censite 5 sorgenti con temperatura media intorno ai 30 °C.
I dati relativi ai 7 pozzi della provincia di Salerno ancora una volta dimostrano una connotazione “fredda” dell’area ad eccezione della Valle del Sele, località Contursi Terme, con temperature al suolo intorno ai 40°C. Sono censite 8 manifestazioni di acqua e gas con temperature media di 25 °C.
Un discorso a parte merita la provincia di Napoli sede dell’Isola d’Ischia e dell’area dei Campi Flegrei: i numerosi pozzi censiti, 69, dimostrano una consistente anomalia geotermica con valori medi del gradiente geotermico della temperatura di circa 0,3 °C/m. Occorre inoltre sottolineare il consistente abbassamento della profondità media dei pozzi analizzati, nonché la notevole presenza di temperature elevate, da 30 fino a 90°C, anche in superficie. In questa provincia sono presenti numerose sorgenti, fumarole e manifestazioni di acqua e gas, alcune delle quali in mare, con temperature estremamente variabili, valore medio 58°C, con punte massime registrate alla Solfatara di Pozzuoli di 147°C.

Le risorse geotermiche della Regione Campania

Il territorio campano dal punto di vista idrogeologico può essere suddiviso, per grandi linee, in tre fasce (vedi Figura 2):

Mappa di interesse geotermico in Campania
Mappa di interesse geotermico in Campania

• la fascia costiera rappresentata dai distretti vulcanici e dalle grandi pianure. La permeabilità dei materiali ivi presenti risulta molto variabile e gli acquiferi sono interessati da più falde sovrapposte;
• la fascia intermedia con materiali ad alta permeabilità con circolazione idrica che interessa essenzialmente la parte basale degli acquiferi;
• la fascia interna con depositi argillosi-marmosi-arenacei poco permeabili.
Occorre evidenziare che la fascia costiera, compresa tra il Vesuvio a Sud e Roccamonfina a Nord, a causa dell’intensa attività magmatica e vulcanica, ancora attiva, è sede di un importante e diffusa anomalia geotermica che si manifesta con i suoi massimo valore nella zona dei Campi Flegrei e dell’Isola d’Ischia.
In conclusione si desume per la Campania un prevalente utilizzo diretto dell’energia geotermica nelle Aree di Roccamonfina, nei Campi Flegrei ed a Ischia ed infine ad Est di Napoli.

 

PREVISIONI DI CRESCITA DELLA GEOTERMIA IN ITALIA FINO AL 2030
Il potenziale geotermico dell’Italia

Le risorse geotermiche del territorio italiano potenzialmente estraibili da profondità fino a 5 km sono dell’ordine di 21 exajoule (21×1018 Joule, corrispondenti a circa 500 MTEP, ovvero 500 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio). Di esse, circa due terzi hanno temperatura inferiore a 150°C. Pertanto, le risorse a temperatura così alta (T>80-90 °C) da permettere la produzione di energia elettrica a costi oggi competitivi con quelli di altre fonti di energia si trovano solo in poche aree della fascia pre-appenninica tosco-laziale-campana, delle due isole maggiori e di quelle vulcaniche del Tirreno, in corrispondenza di zone caratterizzate da forti anomalie del flusso di calore. Tali zone sono ubicate quasi esclusivamente nel settore occidentale del Paese (vedi Figura 3).

Zone caratterizzate da forti anomalie del flusso di calore
Zone caratterizzate da forti anomalie del flusso di calore

Al contrario, le risorse di media e bassa temperatura (T<80-90 °C) adatte per una serie di usi diretti si trovano, oltre che in quelle ad alto flusso di calore sopra dette, in molte altre zone. Inoltre, con l’impiego di pompe di calore geotermiche, possono essere sfruttate risorse a temperatura inferiore (T < 30 °C), che esistono quasi dappertutto, anche a piccola profondità. Si può quindi dire che, per la presenza di risorse geotermiche di ogni tipo, con possibilità di sviluppo in molte e vaste zone del territorio nazionale, soprattutto per gli usi diretti, l’Italia ha una forte vocazione geotermica. Il suo potenziale può essere perciò valorizzato molto più di quanto fatto fino ad ora. Si tratta di risorse sostenibili, spesso rinnovabili anche alla scala dei tempi umani, compatibili ovunque con l’ambiente, ed ora economicamente convenienti a tutti i livelli di temperatura.

 

 

La geotermia nel quadro energetico nazionale al Dicembre 2010
Il consumo totale di energia in Italia nel 2010 è stato di 185 MTEP, di cui l’83% da combustibili fossili (petrolio, gas, carbone), il 5% da elettricità importata, ed il 12 % da fonti rinnovabili e non convenzionali di energia (soprattutto idroelettrica, eolica, fotovoltaica, da biomassa e geotermica).
La percentuale di queste ultime è passata dal 7% del 2005 al 12% del 2010, in parte a causa del diminuito consumo totale di energia (da 198 MTEP del 2005 a 185 MTEP del 2010) ed in parte per l’impulso dato in questi ultimi anni al loro sviluppo. L’energia geotermica, in particolare, è passata da 1,19 MTEP del 2005 ad 1,32 MTEP del 2010, per cui il suo contributo ai consumi totali di energia è aumentato nel periodo in esame da 0,6 a 0,71%.

L’aumento è dovuto soprattutto al maggior apporto degli usi diretti del calore, che sono passati da 0,2 MTEP del 2005 a 0,3 MTEP del 2010, con un incremento medio annuo dell’8,5%.

La produzione di energia geotermoelettrica, invece, pur essendo stata prevalente rispetto agli usi diretti, è aumentata nello stesso periodo da 0,99 ad 1,02 MTEP, con un tasso di incremento medio di appena lo 0,6% all’anno. Si è verificata quindi dal 2005 al 2010 una crescita complessiva della geotermia molto modesta rispetto al grande potenziale di cui l’Italia dispone, soprattutto per usi diretti.

Sviluppo della geotermia fino al 2030
Premesso quanto sopra, per vedere quale ragionevole contributo il calore della Terra può dare alla futura copertura dei fabbisogni nazionali di energia, e per lanciare quindi un Nuovo Manifesto della Geotermia Italiana con visione più ampia dell’altro simile “Manifesto” pubblicato dall’UGI quasi 5 anni fa, è stato impostato agli inizi del 2011 e recentemente concluso lo studio in oggetto, con tappe temporizzate al 2012, 2015, 2020, 2025 e 2030, in modo da poter fare periodici aggiornamenti.

In base allora alle caratteristiche geologiche del territorio italiano ed al tipo di risorse geotermiche esistenti fino a 5 km di profondità, considerando il probabile forte aumento dei prezzi dei combustibili fossili nei prossimi anni, e tenendo presenti i miglioramenti attesi dalla tecnologia di utilizzazione del calore terrestre, le stime di sviluppo sono state fatte, separatamente per la produzione di energia elettrica e per gli usi diretti, secondo i due seguenti diversi scenari di crescita:
Scenario I: trend di sviluppo economico-sociale corrente, uso di tecnologie di produzione quasi soltanto mature, e prezzi alla fonte del greggio al 2030 di 250 US $/barile (circa tre volte più alti, cioè, di quelli medi del 2010, che sono stati 80 US $/barile ≈400-420 /tonn);
Scenario II: trend di sviluppo economico-sociale trainato da scelte politiche forti in senso ecologico, uso di tecnologie di produzione non solo mature ma anche avanzate, e prezzi alla fonte del greggio al 2030 di 300 US$/barile (circa quattro volte più alti, cioè, di quelli del 2010).
Con queste ipotesi, partendo dallo stato al 2010, le

 Stime di crescita geotermia al 2030
Stime di crescita geotermia al 2030

possono essere sintetizzate (vedi figura 4) come si vede in Tab. A e Fig. II/A per l’energia geotermoelettrica, ed in Tab. B e Fig. II/B per l’insieme degli usi diretti. In questi ultimi è inclusa anche la quota parte di energia prodotta con l’impiego di pompe di calore geotermiche.
Sulla distribuzione regionale dell’energia prodotta si pensa che essa possa provenire fino al 2015 soltanto dalla Toscana, con un progressivo sviluppo anche in altre Regioni d’Italia a partire dalla seconda metà di questo decennio.
La quota parte di energia geotermoelettrica prodotta dalle altre Regioni può giungere nel 2030 al 18% nel caso dello Scenario I, ed al 25% nel caso dello Scenario II.
Per la frazione degli usi diretti alimentata da pompe di calore geotermiche, si stima una crescita progressiva, rispetto al totale degli usi diretti stessi, dai 1.700 TJ/a del 2010 a quasi 4.700 TJ/a nel 2020 ed a 15.000 TJ/a nel 2030 secondo lo Scenario II, passando così dall’attuale 13,5% a ~ 17% nel Dicembre 2030. Per il contributo specifico dei differenti comparti degli usi diretti (climatizzazione di ambienti, termalismo, usi agricoli, itticoltura, processi industriali ed altri usi minori), si stima per tutti un importante incremento in valore assoluto; ma la climatizzazione di ambienti, già al primo posto nel 2010 con il 38%, diventerà via via più importante fino a costituire nel 2030 oltre il 60% del totale.

 

Benefici attesi dallo sviluppo della geotermia fino al 2030
Tali benefici possono essere ricondotti a due gruppi principali: i) tecnici ed ambientali; ed ii)economico-sociali e scientifici.

1) Benefici tecnici ed ambientali
Dai valori esposti nelle Tabelle A e B per la produzione geotermo-elettrica e per gli usi diretti si evince che i benefici ottenibili con l’uso di risorse geotermiche fino al 2030 possono essere quantificati come segue.

a) Risparmio di petrolio equivalente:
– per lo Scenario I: 1,94 (1,31+0,63) MTEP nel 2020, e 3,35 (1,79+1,56) MTEP nel 2030;
– per lo Scenario II: 2,13 (1,39+0,74) MTEP nel 2020, e 4,44 (2,28+2,16) MTEP nel 2030.

Si nota così che il petrolio equivalente risparmiato con lo sviluppo degli usi diretti può giungere ad avere nel 2030, in entrambi gli Scenari, importanza economica quasi eguale a quella dell’energia geotermoelettrica. Pertanto, a seconda del maggiore o minore contributo che i sistemi geotermici non convenzionali potranno dare alla crescita dell’energia geotermoelettrica, è possibile che i ruoli di prevalenza tra queste due forme di utilizzazione del calore terrestre dopo il 2030 si invertano.

b) Riduzione di CO2 emessa:
– per lo Scenario I: 5,78 (4,14+1,64) MTonn nel 2020, e 9,76 (5,7+4,06) MTonn nel 2030;
– per lo Scenario II: 6,30 (4,38+1,92) MTonn nel 2020, e 12,82 (7,2+5,62) MTonn nel 2030.

c) Contributo alla copertura dei consumi totali di energia
Partendo dai 185 MTEP indicati per il 2010, ed ipotizzando che i consumi totali di energia primaria continuino a diminuire fino al 2015, ma che tornino poi a crescere negli anni successivi per giungere a ~ 200 MTEP nel 2020 ed a ~ 230 MTEP nel 2030, si ricava che il contributo complessivo della geotermia al risparmio di petrolio equivalente potrà aumentare dallo 0,71% del 2010 all’1% circa nel 2020 per entrambi gli Scenari, per giungere poi nel 2030 all’1,5% nel caso dello Scenario I ed al 2% nel caso dello Scenario II.

2) Benefici economico-sociali e scientifici
Oltre a quelli tecnici ed ambientali sopra detti, si stima che lo sviluppo della geotermia fino al 2030
possa dar luogo ai seguenti altri benefici.
a) Nuovi posti di lavoro fisso (laureati, tecnici, operai), giungendo gradualmente a:
– nel caso dello Scenario I: 50.000 persone/anno al 2020, e 100.000 persone/anno al 2030;
– nel caso dello Scenario II: 100.000 persone/anno al 2020, e 200.000 persone/anno al 2030.
b) Nuovi investimenti (spese di personale, pozzi di sviluppo, costruzione di macchinari ed attrezzature, ed ogni altra spesa di sviluppo ad eccezione di quelle del punto seguente):
– nel caso dello Scenario I: 300 Mfino al 2020, e 1.200 Mfino al 2030;
– nel caso dello Scenario II: 500 Mfino al 2020, e 2.000 Mfino al 2030.
c) Nuove attività di ricerca e sviluppo (in tutti i campi della geotermia, e specialmente in quello
della ricerca e sperimentazione dei sistemi geotermici non convenzionali di alta temperatura per produzione di energia elettrica):
– nel caso dello Scenario I: 100 Mfino al 2020, e 200 Mfino al 2030;
– nel caso dello Scenario II: 200 Mfino al 2020, e 400 Mfino al 2030.

In particolare, allo scopo di effettuare una sperimentazione ampia delle tecnologie di utilizzazione dei sistemi geotermici non convenzionali nelle peculiari condizioni geologiche del territorio italiano, e per poter quindi avviare entro 10-12 anni da ora il loro sviluppo per produrre energia geotermoelettrica a scala commerciale, è necessario perforare fino al 2020 da 10 a 20 pozzi di studio profondi 3÷5 km, ubicati in siti geologicamente diversi tra loro. In alcuni di tali siti dovrebbero essere anche installati gruppi geotermoelettrici pilota di diverso tipo con cui effettuare prove di produzione prolungate. Solo così potrà essere assicurata una ragionevole replicabilità delle condizioni di sfruttamento del serbatoio e di esercizio degli impianti di generazione dei sistemi in parola.
Misure necessarie per raggiungere gli obiettivi indicati
Gli obiettivi indicati dalle stime sono tecnicamente possibili. Esistono infatti in Italia sia le risorse geologiche e le competenze professionali per farlo, che i vantaggi economici ed ambientali che li giusitificano; ma non possono essere raggiunti senza attivare i due seguenti, concatenati, gruppi di misure.
1) Misure a livello nazionale ed istituzionale:
– forte impegno del Governo, dei partiti politici e delle istituzioni per varare misure atte a favorire lo sviluppo delle fonti di energia rinnovabile (FER) tra cui, in primo luogo, la geotermia;
– Piano Energetico Nazionale (PEN) con previsioni di sviluppo fino al 2030 di tutte le FER;
– incentivi certi e prolungati per le FER che hanno il minimo impatto ambientale;
– legislazione nazionale e linee guida specifiche per la formulazione di norme di sviluppo della geotermia secondo criteri omogenei tra le varie Regioni d’Italia;
– programmi di R&S nel settore delle FER, con “progetti finalizzati” per ciascuna di esse;
– per la geotermia, in particolare, è necessario realizzare entro il 2020 un progetto finalizzato speciale per lo sviluppo dei sistemi geotermici non convenzionali;
– campagne sistematiche di informazione pubblica per illustrare i vantaggi economici ed ambientali derivanti dall’utilizzazione del calore della Terra.
2) Misure a livello regionale e locale:
– Piano di indirizzo energetico in tutte le Regioni d’Italia, con quantificazione degli obiettivi per ciascuna delle FER. Per la geotermia, in particolare, ogni Piano dovrebbe poter contare su normative specifiche riguardanti lo sviluppo degli usi diretti;
– censimento su base regionale dei principali poli di consumo di energia per valutare la domanda di calore e quantificare la quota attesa dallo sviluppo della geotermia;
– studi comparati di mercato della domanda di calore a bassa temperatura;
– quantificazione della CO2 emessa dalle diverse fonti di energia per il riscaldamento degli ambienti;
– modifica dei vecchi impianti di riscaldamento in almeno metà degli edifici pubblici e loro sostituzione con impianti alimentati da FER, con priorità per quelli alimentati da calore terrestre;
– incentivi per l’installazione di impianti di climatizzazione geotermici nei nuovi grandi edifici;
– formazione di progettisti, installatori e manutentori di impianti di climatizzazione con pompe di calore geotermiche;
– campagne informative nelle scuole sulla natura ed i vantaggi dell’uso del calore geotermico.

CASO PRATICO: IMPIANTO PER l’installazione degli impianti di RAFFRESCAMENTO, RISCALDAMENTO, PRODUZIONE DI ACQUA CALDA ED ENERGIA AD USO DOMESTICO E PICCOLE AREE RESIDENZIALI (vedi figura 5)
APPROCCIO PROGETTUALE di un impianto

La scelta della tecnologia da utilizzare si deve basare sulla necessità di garantire un’assoluta autonomia alle strutture

Schema impianto geotermico
Schema impianto geotermico

in termini di gestione energetica degli impianti; pertanto il progetto deve prevedere l’utilizzo delle seguenti fonti rinnovabili:
– Energia geotermica a bassa entalpia per coprire il fabbisogno energetico invernale ed abbattere i carichi termici estivi;
– Energia termica prodotta per mezzo di collettori solari per coprire il fabbisogno di acqua calda sanitaria ed integrare il fabbisogno energetico invernale;
– Energia elettrica prodotta per mezzo di sistemi solari fotovoltaici per coprire l’intero fabbisogno energetico richiesto dalle pompe di calore dell’impianto geotermico e dalle altre utenze.

 

CRITERI INNOVATIVI

Sulla base di quanto sopra indicato i criteri innovativi sono:
– la possibilità di sfruttare, come sorgente a bassa temperatura a servizio delle pompe di calore geotermiche, un bacino d’acqua in condizioni di temperatura pressoché costante durante l’intero periodo dell’anno e con “DISPONIBILITA’ D’ACQUA” del tipo continuo. Il sistema più indicato è quello a “CIRCUITO APERTO” ovvero “OPEN LOOP”, utilizzando l’acqua di falda locale come mezzo di scambio termico diretto, tramite pozzi di emungimento e re-infiltrazione.
– la possibilità di rendere del tutto autonome le strutture dal punto di vista energetico, relativamente alle necessità derivanti dalla climatizzazione ambientale estiva ed invernale.
– la possibilità di abbinare molteplici tipologie di fonti rinnovabili: geotermia a bassa entalpia, solare termico con collettori fotovoltaici e solare elettrico con pannelli fotovoltaici.
– la possibilità di sfruttare il funzionamento in “FREE-COOLING” nelle mezze stagioni e nel periodo estivo in modo tale da ottenere un raffrescamento con l’apporto di una quantità di energia di gran lunga inferiore a quanto verrebbe richiesto da un impianto di tipo tradizionale.
– ll complessivo elevato coefficiente di “efficienza energetica” ottenuto mediante l’utilizzo delle suddette fonti rinnovabili.

 

OBIETTIVI POSTI

Il sistema sopra specificato permette di raggiungere i seguenti obiettivi:
– una buona regolazione delle condizioni di temperatura ambiente all’interno dei locali.
– rispetto del contenimento dei consumi per il raffrescamento estivo ed il riscaldamento invernale, con utilizzo di generatori a pompa di calore con parzializzazione del carico, di elettropompe elettroniche a portata variabile e di sistemi di termoregolazione per la variazione della temperatura dell’acqua necessaria a garantire determinate condizioni climatiche.
– copertura del fabbisogno di acqua calda sanitaria mediante collettori solari termici.
– rendere quasi nullo l’impatto ambientale dei nuovi impianti, in termini di inquinamento atmosferico e di contributo all’effetto serra globale, rispetto ad un impianto tradizionale dotato di generatori di calore a combustione interna e di condizionatori alimentati dalla rete elettrica nazionale senza il regime di scambio sul posto di energia elettrica per mezzo di pannelli solari fotovoltaici.

 

ACQUISIZIONE PARAMETRI

Anche poter procedere ad una corretta progettazione del sistema preventivato, è necessario acquisire conoscenza della fonte energetica primaria. Scegliendo di utilizzare l’acqua di falda con il sistema “OPEN LOOP” si rende necessario conoscerne tutte le potenzialità sia quantitative che chimico-fisiche. Pertanto, è opportuno procedere alla realizzazione di un pozzo di emungimento “Pilota” opportunamente condizionato; procedere all’esecuzione di prove di portata e di prelievi di campioni d’acqua per l’esecuzione di tutte le analisi di laboratorio, necessarie per acquisire le conoscenze chimiche e mineralogiche delle acque e procedere alle misurazioni della temperatura e del PH. L’acquisizione di tali parametri consentirà al progettista di dimensionare correttamente il sistema, sia per quanto riguarda il numero di pozzi occorrenti sia la loro profondità, di conseguenza il numero di pompe di calore, di scambiatori di calore e quant’altro occorre.