Valutazione del potenziale di diffusione del teleriscaldamento efficiente su territorio nazionale
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A. Dénarié, F. Fattori, V. Cirillo, S. Macchi, V. Verda, M. Montrucchio
G. Spirito, M. Pozzi, M. Motta Dipartimento Energia “Galileo Ferraris”
Gruppo RELAB, Dipartimento di Energia
Valutazione del potenziale di diffusione del teleriscaldamento
efficiente su territorio nazionale
includendo sistemi di nuova generazione con fonti di calore di scarto e rinnovabile
02 ottobre 2020, incontro streaming
Executive summary - Potenziale tecnico economico 2
100% Scarto Industriale
350
CHP Gas
300
Solare termico Riduzione CO2
Geotermia settore civile
250
-5.7 MtCO2
- 10%
200
[TWh]
150
35% Riduzione
100 inquinanti
Minori
50 12%
concentrazioni
3% aree urbane
-
Domanda 329 TWh Domanda tecnicamente Scenario di minimo Teleriscaldamento
teleriscaldabile 114 TWh costo per il sistema 38 attuale 9 TWh
TWh
02.10.2020
Executive summary - emissione di inquinanti 3
L’uso del calore di scarto e rinnovabile attraverso impianti di teleriscalmento incide strutturalmente
sull’emissione di inquinanti in ambiente e sulla loro concentrazione nelle aree urbane
100.000 auto
1.000.000-4.000.000 auto
500.000-1.500.000 auto
02.10.2020
Diagramma di flusso del lavoro 4
DOMANDA INCONTRO DOMANDA OFFERTA
E OFFERTA
Stima e distribuzione spaziale Stima e distribuzione spaziale
in ambito residenziale e Allocazione spaziale delle fonti e delle fonti di calore e delle
terziario distribuzione spaziale dell’energia soluzioni individuali attuali
e delle emissioni evitate
02.10.2020
Mappatura della domanda 5
• Superfici abitazioni
• Gradi Giorno
• Epoca degli edifici
• Classe energetica
• Codici Ateco
FABBISOGNO NAZIONALE MAPPATURA fabbisogno
AGGREGATO distribuito sul territorio
02.10.2020
Domanda tecnicamente teleriscaldabile 6
Distribuzione interna
centralizzata
MAPPATURA fabbisogno
distribuito sul territorio
02.10.2020
Mappatura delle fonti 7
>90°C Alta temperatura
Siti industriali
Centrali termoelettriche
Depuratori
Waste-to-Energy
Fonti di calore 8
Geotermia
350
Depuratori
300 Waste To Energy
Recupero Industriale Alta T Biomassa
250
Recupero Industriale Bassa T
200
[TWh]
329
150
100 31
4
50 114
79
8
-
Domanda 329 TWh Domanda tecnicamente Calore di scarto 121
teleriscaldabile 114 TWh TWh
CALORE DI SCARTO RINNOVABILI
02.10.2020
Incontro domanda e offerta - approccio metodologico 9
[€/MWh] Estern.
Estern. Estern.
Capex
(C+O Ex)
Fonte
Fonte
(C+O Ex)
Distribuzione
Trasporto e
Opex
(C+O Ex)
Distribuzione
Trasporto e
(C+O Ex)
Impianto DH DH
individuale bassa densità alta densità
e.g. caldaia,
pompa di calore
02.10.2020
Incontro domanda e offerta - simulazione delle reti potenziali 10
AGGREGAZIONE TRIANGOLAZIONE ROUTING
Aggregazione delle sezioni di Calcolo del percorso stradale
Collegamento virtuale fra centri
censimento privilegiando la più corto fra i punti collegati
di aggregazione della domanda
domanda di calore e la virtualmente dalla
e fonti di calore di scarto
vicinanza reciproca triangolazione
02.10.2020Incontro domanda e offerta - ottimizzazione economica 11
Minimizzazione del costo totale del Sistema
Per ogni aggregato di domanda, il risolutore può scegliere se investire e
Re
te utilizzare soluzioni individuali oppure un sistema di teleriscaldamento,
di t quest’ultimo con fonti locali oppure delocalizzate
Calore di scarto ras
mi
ssio
ne
Ret
Teleriscaldamento ed
i di alternative individuali
str
ibu
zio
ne
Fonti locali, rinnovabili e non-rinnovabili Aggregato di domanda
02.10.202012
Fabb. termico
telerisc. [kwh/m22]
02.10.2020calore distribuito [TWh]
calore distribuito [TWh]
10,0
12,0
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0-
10
3979
02.10.2020
Roma
10
Torino -2
Milano 0
279
Brescia 20
Verona -3
0
68
Padova
40%
Bergamo 30
Napoli -4
0
34
Modena
Numero di comuni
Bologna 40
-5
Reggio Emilia 0
17
Trieste
50
Varese -6
0
14
Parma
Alessandria 60
Genova -7
0
16
Ravenna
20%
Cuneo 70
-8
Udine 0
4
• I primi 30 comuni il 40%
Monza
Ferrara 80
-9
0
6
Collegno
intervallo di energia [GWh/anno]
Mantova 90
Sassari -1
00
12
Cremona
10
Treviso 0-
11
Aosta 0
3
Rivoli 20
Pordenone 0-
40%
43
Piacenza 0
28
• I primi 3 comuni costituiscono il 25% del totale
22
60
-4
0%
63
0
10%
20%
30%
40%
50%
3
Risultati: Calore distribuito (aggregati comunali e provinciali)
Calore
13
distribuito [GWh]Risultati: provenienza del calore (aggregati provinciali) - 1/2 14
Calore da Calore da
recupero geotermia
02.10.2020Risultati: provenienza del calore (aggregati provinciali) - 2/2 15
Calore da Calore da
solare termico CHP
02.10.2020Analisi ambientali - approccio metodologico 1 16
STEP 1. Calcolo delle emissioni a livello provinciale:
1.1: indici di emissione per combustibili solidi, liquidi, gassosi
1.2: mappa delle emissioni di
CO
NOx
SOx
Organici volatili
PM
STEP 2. Valutazione delle concentrazioni nelle aree urbane per estrapolazione da
risultati di procedure di valutazione di impatto ambientale (simulazioni AERMOD),
sulla base di:
- emissioni totali
- condizioni di vento
- densità abitative
02.10.2020Analisi ambientali - Un focus sulla Pianura Padana 17
Concentrazioni medie annuali superiori ai valori
limiti stabiliti a tutela della salute
02.10.2020Analisi ambientali - Un esempio: Novara 18 L’elevata disponibilità di risorse territoriali rende possibile la realizzazione di un sistema di teleriscaldamento ad elevato utilizzo di calore di recupero/rinnovabile. A livello di impatto sulle concentrazioni di NOx, nel periodo invernale è possibile una riduzione media dell’ordine di 7 µg/m3, favorendo quindi la possibilià di rispettare i limiti stabiliti a tutela della salute 02.10.2020
Conclusioni 19
Situazione attuale
Scenario minimo costo per
• Strumento georeferenziato dettagliato e open sistema 9
38
• Nuovo metodo per valutazione potenziale 320
291
• Guardando al costo complessivo del sistema, il
Riduzione CO2
teleriscaldamento raggiunge una copertura settore civile
ottimale di 38 TWh -5.7 MtCO2
- 10%
Riduzione
inquinanti
Minori
concentrazioni
aree urbane
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