Questo studio descrive la valutazione geotermica effettuata nel sito di Bari e la proposta tecnico-eco- nomica per lo sviluppo di un progetto impiantistico relativo a risorse geotermiche a bassa entalpia per la realizzazione di un impianto di climatizza- zione dell'Istituto di Ricerca Sulle Acque del CNR (CNR-IRSA) localizzato nella zona industriale di Bari, mediante l'abbinamento di una pompa di calore con un impianto di prelievo e re-immissione di acqua dalla falda. Dal punto di vista della risorsa geotermica, la verifica delle condizioni di sottosuolo per la realizzazione dell'impianto e? avvenuta mediante indagini geologiche-geomorfologiche, idrogeolo- giche e la realizzazione di prove diagnostiche nel campo pozzi presente nell'area. Nel sito in esame la falda si rinviene alla profondita? di circa 12÷13 m da p.c., ovvero a poco piu? di 2 m sul livello del mare, con una escursione massima di circa 2.2 m misurata nel periodo di osservazione 2008-2010. La temperatura dell'acqua di falda e?, in quest'area, mediamente piu? alta rispetto alle zone limitrofe e pari a 19-20 °C. La conducibilita? elettrica, gia? elevata nei primi metri d'acqua, aumenta con un andamento a gradini con la profondita?, arrivando a toccare valori di oltre 7 mS/cm alla profondita? di 38 m sotto il livello idrico. Tale andamento e? legato al fenomeno dell'intrusione marina; questo giustifica una facies idrochimica clorurato-sodica dominante, nonostante la natura calcareo-dolo- mitica della roccia serbatoio. Dovranno essere verificate le prescrizioni che le autorita? prepo- ste indicheranno al fine di realizzare l'impianto progettato. Nel caso si dovesse utilizzare la por- zione interessata dal cuneo di intrusione marina dovranno impiegarsi materiali idonei per evitare corrosione e/o incrostazioni. Per la proposta impiantistica sono state valutate quattro diverse configurazioni impiantistiche uti- lizzanti due diverse tipologie di pompa di calore e a copertura differenziata del fabbisogno termico: o CASO 1: pompe di calore basate su un ciclo ad assorbimento acqua geotermica-acqua calda modulare ad assorbimento alimentate da gas naturale per la completa copertura dei fabbiso- gni termici dell'utenza; o CASO 2: pompe di calore basate su un ciclo ad assorbimento acqua geotermica-acqua calda modulare ad assorbimento alimentate da gas naturale per la copertura del 50% della potenza termica di punta dell'utenza; o CASO 3: pompe di calore con ciclo a com- pressione (acqua geotermica-acqua calda a compressione) alimentate elettricamente per la completa copertura dei fabbisogni termici dell'utenza; o CASO 4: pompe di calore con ciclo a com- pressione (acqua geotermica-acqua calda a compressione) alimentate elettricamente per la copertura del 50% della potenza termica di punta dell'utenza. Considerato il valore dimostrativo del progetto e a completamento della proposta, e? stata conside- rata anche la possibilita? opzionale di climatizzare l'edificio adibito ad officina ed impianto pilota tramite un impianto a pompa di calore con pre- lievo del fluido geotermico, utilizzando pompe ad assorbimento (opzionale CASO A) o pompe a compressione (opzionale CASO B). Le quattro configurazioni impiantistiche sono state dimensionate seguendo due metodiche diverse e cioe? o massimizzando l'utilizzo della risorsa geotermica (CASO 1 e 3) o minimizzando il costo capitale dell'intervento (nei CASI 2 e 4 sono stati proposti impianti a pompe di calore geotermiche integrati da impianti ad acqua calda alimentati da metano gia? presenti in Istituto). Per individuare le modalita? idonee di esercizio degli impianti proposti e valutare quindi i differenti quantitativi energetici ottenibili su base annua (energie prodotte e consumi di combustibile), sono state inoltre eseguite le quattro simulazioni del comportamento, confrontando inoltre i risultati ottenuti con la soluzione tradizionale presente. In particolare i quattro casi hanno presentato differenti risparmi energetici con valori di 30%, 28%, 44% e 42% rispettivamente per i CASI 1, 2, 3 e 4. In considerazione del valore dimostrativo dell'intervento proposto, e? stato analizzato il caso di realizzazione di un impianto con funzio- namento "full green", ottenibile solo nel CASO 3, in cui i fabbisogni termofrigoriferi sono inte- gralmente soddisfatti mediante l'impiego di pompe di calore alimentate elettricamente. Sono state considerate diverse possibilita? per ottenere il necessario quantitativo di energia elettrica da fonte rinnovabile (fotovoltaico, eolico e contratti dedicati di fornitura elettrica con garanzia dell'ori- gine dell'energia acquistata, escludendo un motore cogenerativo a olio vegetale, non proponibile data la taglia molto ridotta). L'impatto ambientale e? stato analizzato simu- lando le emissioni inquinanti e climalteranti per il caso della centrale convenzionale e per quattro casi degli impianti proposti. In particolare confrontando i risultati ottenuti tra il caso convenzionale ed i quattro casi si sono ottenuti per i CASI 1 e 3 minori emissioni di inquinanti rispetto ai CASI 2 e 4, cosi? come era da aspettarsi. La stima del costo di investimento per la rea- lizzazione degli impianti proposti e? di 312.000 EUR, 257.000 EUR, 293.000 EUR e 248.500 EUR, rispettivamente per i CASI 1, 2, 3 e 4. I costi gia? sono comprensivi della realizzazione di n.2 pozzi per impianto dal costo complessivo stimato in 150.000 EUR. L'analisi di fattibilita? economica eseguita ha utilizzato il metodo di attualizzazione del flusso di cassa generato dai progetti e cioe? valutando il VAN - Valore Attualizzato Netto, TIR - Tasso Interno di Rendimento ed il PRA - Periodo recu- pero attualizzato dell'investimento.
VIGOR: Sviluppo geotermico nella regione Puglia - Studi di Fattibilità a Bari e Santa Cesarea Terme.
Caputo MC;De Carlo L;Masciale R
2015
Abstract
Questo studio descrive la valutazione geotermica effettuata nel sito di Bari e la proposta tecnico-eco- nomica per lo sviluppo di un progetto impiantistico relativo a risorse geotermiche a bassa entalpia per la realizzazione di un impianto di climatizza- zione dell'Istituto di Ricerca Sulle Acque del CNR (CNR-IRSA) localizzato nella zona industriale di Bari, mediante l'abbinamento di una pompa di calore con un impianto di prelievo e re-immissione di acqua dalla falda. Dal punto di vista della risorsa geotermica, la verifica delle condizioni di sottosuolo per la realizzazione dell'impianto e? avvenuta mediante indagini geologiche-geomorfologiche, idrogeolo- giche e la realizzazione di prove diagnostiche nel campo pozzi presente nell'area. Nel sito in esame la falda si rinviene alla profondita? di circa 12÷13 m da p.c., ovvero a poco piu? di 2 m sul livello del mare, con una escursione massima di circa 2.2 m misurata nel periodo di osservazione 2008-2010. La temperatura dell'acqua di falda e?, in quest'area, mediamente piu? alta rispetto alle zone limitrofe e pari a 19-20 °C. La conducibilita? elettrica, gia? elevata nei primi metri d'acqua, aumenta con un andamento a gradini con la profondita?, arrivando a toccare valori di oltre 7 mS/cm alla profondita? di 38 m sotto il livello idrico. Tale andamento e? legato al fenomeno dell'intrusione marina; questo giustifica una facies idrochimica clorurato-sodica dominante, nonostante la natura calcareo-dolo- mitica della roccia serbatoio. Dovranno essere verificate le prescrizioni che le autorita? prepo- ste indicheranno al fine di realizzare l'impianto progettato. Nel caso si dovesse utilizzare la por- zione interessata dal cuneo di intrusione marina dovranno impiegarsi materiali idonei per evitare corrosione e/o incrostazioni. Per la proposta impiantistica sono state valutate quattro diverse configurazioni impiantistiche uti- lizzanti due diverse tipologie di pompa di calore e a copertura differenziata del fabbisogno termico: o CASO 1: pompe di calore basate su un ciclo ad assorbimento acqua geotermica-acqua calda modulare ad assorbimento alimentate da gas naturale per la completa copertura dei fabbiso- gni termici dell'utenza; o CASO 2: pompe di calore basate su un ciclo ad assorbimento acqua geotermica-acqua calda modulare ad assorbimento alimentate da gas naturale per la copertura del 50% della potenza termica di punta dell'utenza; o CASO 3: pompe di calore con ciclo a com- pressione (acqua geotermica-acqua calda a compressione) alimentate elettricamente per la completa copertura dei fabbisogni termici dell'utenza; o CASO 4: pompe di calore con ciclo a com- pressione (acqua geotermica-acqua calda a compressione) alimentate elettricamente per la copertura del 50% della potenza termica di punta dell'utenza. Considerato il valore dimostrativo del progetto e a completamento della proposta, e? stata conside- rata anche la possibilita? opzionale di climatizzare l'edificio adibito ad officina ed impianto pilota tramite un impianto a pompa di calore con pre- lievo del fluido geotermico, utilizzando pompe ad assorbimento (opzionale CASO A) o pompe a compressione (opzionale CASO B). Le quattro configurazioni impiantistiche sono state dimensionate seguendo due metodiche diverse e cioe? o massimizzando l'utilizzo della risorsa geotermica (CASO 1 e 3) o minimizzando il costo capitale dell'intervento (nei CASI 2 e 4 sono stati proposti impianti a pompe di calore geotermiche integrati da impianti ad acqua calda alimentati da metano gia? presenti in Istituto). Per individuare le modalita? idonee di esercizio degli impianti proposti e valutare quindi i differenti quantitativi energetici ottenibili su base annua (energie prodotte e consumi di combustibile), sono state inoltre eseguite le quattro simulazioni del comportamento, confrontando inoltre i risultati ottenuti con la soluzione tradizionale presente. In particolare i quattro casi hanno presentato differenti risparmi energetici con valori di 30%, 28%, 44% e 42% rispettivamente per i CASI 1, 2, 3 e 4. In considerazione del valore dimostrativo dell'intervento proposto, e? stato analizzato il caso di realizzazione di un impianto con funzio- namento "full green", ottenibile solo nel CASO 3, in cui i fabbisogni termofrigoriferi sono inte- gralmente soddisfatti mediante l'impiego di pompe di calore alimentate elettricamente. Sono state considerate diverse possibilita? per ottenere il necessario quantitativo di energia elettrica da fonte rinnovabile (fotovoltaico, eolico e contratti dedicati di fornitura elettrica con garanzia dell'ori- gine dell'energia acquistata, escludendo un motore cogenerativo a olio vegetale, non proponibile data la taglia molto ridotta). L'impatto ambientale e? stato analizzato simu- lando le emissioni inquinanti e climalteranti per il caso della centrale convenzionale e per quattro casi degli impianti proposti. In particolare confrontando i risultati ottenuti tra il caso convenzionale ed i quattro casi si sono ottenuti per i CASI 1 e 3 minori emissioni di inquinanti rispetto ai CASI 2 e 4, cosi? come era da aspettarsi. La stima del costo di investimento per la rea- lizzazione degli impianti proposti e? di 312.000 EUR, 257.000 EUR, 293.000 EUR e 248.500 EUR, rispettivamente per i CASI 1, 2, 3 e 4. I costi gia? sono comprensivi della realizzazione di n.2 pozzi per impianto dal costo complessivo stimato in 150.000 EUR. L'analisi di fattibilita? economica eseguita ha utilizzato il metodo di attualizzazione del flusso di cassa generato dai progetti e cioe? valutando il VAN - Valore Attualizzato Netto, TIR - Tasso Interno di Rendimento ed il PRA - Periodo recu- pero attualizzato dell'investimento.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
