Geotermia e Biomasse
Nicole Tiberi
Created on March 21, 2022
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Transcript
CALORE DELLA TERRA
Geotermia e Biomasse
Fonti di Energia
Rinnovabili e non rinnovabili
Storia della geotermia
Indice
Fonti di Energia
Rinnovabile = buono?
L'Alternatore
Biomasse
Energia geotermica
Le fonti di energia
- Tutto ciò che fornisce energia
- Presenti nell'ambiente
- Due grandi gruppi: rinnovabili e non rinnovabili
LE FONTI RINNOVABILI
- Disponibili in natura
- Praticamente inesauribili
- Fonti alternative ai combustibili fossili
- Indispensabili per il benessere del nostro ecosistema e per la salute degli esseri umani
Energia idroelettrica
- maree e moto ondoso
- energia oceanica
- calore
- elettricità
- pannelli solari
Energia solare
Energia marina
- materie organiche
- combustibili o energia elettrica
- non inesauribile
- calore della Terra
- centrali geotermiche
Energia eolica
Biomasse
Energia geotermica
- acqua --> energia cinetica
- onde, cascate, fiumi
- centrali idroelettriche
- vento
- pale eoliche
Tipi di fonti rinnovabili
LE FONTI NON RINNOVABILI
- Sono risorse limitate che non si riproducono naturalmente
- Sono le più utilizzate per produrre corrente elettrica, riscaldare edifici e far funzionare macchinari e mezzi di trasporto.
Fonti nucleari
- uranio
- plutonio
Tipi di fonti non rinnovabili
- Produzione di circa 3,5 miliardi di tonnettate annue
- Principale fonte d'energia
Petrolio
Gas naturali
- produzione annua che oltrepassa di buona misura i 2300 miliardi di metri cubi
- elevati costi di trasporto
Carbone
- produzione che supera ogni anno i 4 milioni di tonnellate
- bassi costi energetici
- possibile conversione in liquidi e gassosi
+ Info
+ Info
+ Info
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IMPATTO AMBIENTALE DELLE FONTI RINNOVABILI
- Inesauribili, pulite e sicure
- Limitano le emissioni di CO2
- Prezzo vantaggioso
- Soddisfano la domanda di energia
- Garanzia di maggiore sicurezza nell'approvvigionamento
Pro
Contro
- Gli impianti esigono estese aree di installazione
L'Alternatore
- Statore
- Rotore
L'ALTERNATORE
L'alternatore è una macchina elettrica rotante che sfrutta i campi elettromagnetici come mezzo per trasformare l'energia meccanica in elettrica.
Come funziona
Il campo induttore e quello indotto ruotano sempre in sincornismo fra loro.Nell'induttore si crea un campo magnetico tramite bobine magnetizzanti
1° step
3° step
I conduttori attivi vengono tagliati dalle linee di forza del campo magnetico generando una f.e.m alternata indotta e prelevata quindi in corrente alternata.
2° step
Sfruttamento della legge di Faraday:converte l'energia meccanica fornita dal motore primo in energia elettrica
Ma come arriva l'energia a casa?
L’elettricità viene trasportata tramite le reti di trasmissione che attraversano tutta l’Italia per oltre 44mila chilometri e con le reti di distribuzione, che arrivano in modo capillare in ogni angolo del paese con oltre 500mila chilometri di linee Il cammino di un kWh elettrico verso la tua abitazione parte in grandi e piccole centrali, dove l’elettricità viene prodotta tramite un generatore elettrico, o alternatore. Questa viene quindi fatta passare in un trasformatore, che ne modifica i parametri di tensione (voltaggio) e corrente (amperaggio) secondo le esigenze.
Il trasformatore
- È una macchina elettrica che funziona solo in corrente alternata e viene usato per trasferire potenza elettrica da un livello di tensione ad un altro.
- Il trasformatore è costituito da un nucleo magnetico e da almeno due avvolgimenti.
- Gli avvolgimenti sono classificati in base al numero di spire, quello ad alta tensione (AT) con più alto numero di spire (a sezione minore) e quello di bassa tensione (BT) con un minor numero di spire (a sezione maggiore).
Le centrali producono energia con tensioni comprese tra migliaia e decine di migliaia di Volt, mentre il trasporto dell’elettricità avviene dapprima ad alta tensione, poi a media tensione e infine a bassa tensione. Vi è la necessità di elevare la tensione generata nelle centrali fino al valore adatto all’alimentazione delle linee di trasmissione e successivamente di abbassarla ai valori più opportuni per le diverse utilizzazioni.
+ Info
Il contatore, che è la “porta” attraverso cui entra l’elettricità, è anche la soglia dove terminano le competenze della società distributrice di energia. Dal contatore la corrente arriva fino agli interruttori che servono per accendere le lampadine e gli elettrodomestici.
Il vero viaggio
viene effettuato su tre distinte reti-in alta o altissima tensione-in media tensione-in bassa tensione fino ai contatori delle abitazioni
Energia geotermica
L'ENERGIA GEOTERMICA
+ Info
- Teoria della "tettonica a zolle"
Dove si trova?
Cos'è l'energia geotermica?
- Calore della Terra
- 3 °C ogni 100 metri
- Fonte stabile e costante
- Riduzione di emissioni inquinanti e CO2
Il vapore caldo del sottosuolo viene convogliato nelle turbine, che danno potenza al generatore
Dry Steam
Centrale geotermica
Processi di decadimento nucleare di elementi radioattivi Le acque riscaldate e i vapori vengono intercettati dai pozzi geotermici di estrazione Vapore convogliato in tubazioni (vapordotti) e inviato ad azionare una turbinaL'energia viene trasformata in energia meccanica
Centrale geotermica
L'asse della turbina collegato al rotore dell'alternatore, ruotando, trasforma l'energia meccanica in energia elettrica alternataVapore riportato allo stato liquido in un condensatoreTorre di raffreddamento raffredda il condensatore del vaporeL'acqua fredda viene utilizzata nel condensatore o reiniettata nelle rocce profonde
L'acqua calda del sottosuolo viene pompata in un serbatoio più freddo. L'improvviso cambiamento della temperatura crea vapore che dà potenza al generatore
Flash
L'acqua calda del sottosuolo viene pompata attraverso uno scambiatore di calore, che riscalda un secondo liquido che si trasforma in vapore
Ciclo binario
- Fonte verde e rinnovabile
- Produzione continua
- Produce maggiore quantità di elettricità
- Impianti silenziosi
- Assenza di processi di combustione
- Si può istallare anche a livello domestico
- Consumi bassi e costi di manutenzione minimi
Vantaggi
+ Info
Svantaggi
- Difficile individuare i giacimenti
- Impatto paesaggistico
- Odore sgradevole
- Larderello-Travale-Radicondoli
- Monte Amiata
del consumo interno lordo di energia elettrica
L'energia geotermica in Italia
- Settimo posto nella classifica dei dieci maggiori Paesi geotermici con una capacità pari a 944 MW
Potenziale capace di soddisfare oltre il
40%
- Sorgenti di acqua bollente
- Islanda e Parco Nazionale di Yellowstone (Wyoming)
- Potenti getti di acqua e vapore
Geyser
Manifestazioni naturali di geotermia
- Fenomeni di vulcanismo secondario
- Temperature dei gas tra i 100 e i 900 °C
- Il contatto con l'aria genera i caratteristici fumi
- Presenti in prossimità di crateri o fianchi dei vulcani.
Vulcani
Soffioni boraciferi
- Violente emissioni di vapore acqueo dal sottosuolo
- Temperature tra i 150 e i 230 °C
Fumarole
- Temperatura di fuoriuscita del magma: tra i 650 e i 1200 °C
- 9% dei vulcani = sottomarino
- 1500 vulcani in attività sulle terre emerse
+ Info
+ Info
+ Info
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L'energia geotermica nel mondo
Oltre il 27% dell'energia elettrica nazionale
Filippine
3.676 MW
USA
Storia della geotermia
Rapporto dell'uomo con l'energia geotermica
- Bisogno spirituale di credere in forze soprannaturali dimoranti nel sottosuolo
- Tali credenze assunsero in età romana forme di venerazione specifica verso divinità protettrici delle acque termali
Funzionale
Razionale
- Accumulo di osservazioni ed esperienze
- A partire dal 5° secolo in Grecia = formulazione delle prime teorie sulla natura e sulla genesi delle manifestazioni geotermiche
Religioso
- Balneologia termale
- Forme raffinate in epoca etrusca
- Raggiunse l'apice di diffusione nel 3° secolo d.C.
+ Info
+ Info
Sviluppo dell'industria chimica nella zona di Larderello
1828-29
Innovazione tecnologica: i lagoni a cascata
1827
Innovazione tecnologica: il così detto lagone coperto.
1818
Creazione della società di produzione di acido borico, da parte di quattro soci francesi
1812
Costituzione della prima società di produzione di acido borico
1777-79
Scoperta dell'acido borico
Sviluppo dell'industria chimica nella zona di Larderello
1925-1960
Progressivo ed accentuato decremento dei tenori di acido borico nei fluidi dei pozzi
1900-44
Diversificazione della produzione chimica
1842-1900
Notevole incremento della produzione di miscele boriche
1829-50
Rapido aumento della produzione di acido borico
1840-45
Innovazione tecnologica: la caldaia adriana.
Dr. Pietro Ginori Conti
Nominato nel 1903 Direttore Generale della Società Larderello avviò un programma di innovazione tecnologica volto ad ammodernare i processi produttivi dell'industria chimica.Le attività del programma riguardanti la possibilità di produrre energia elettrica da fonte geotermica si svilupparono secondo le tappe seguenti:
NASCITA E SVILUPPO INIZIALE DELL'INDUSTRIA GEOTERMOELETTRICA
1913
Entrata in esercizio della prima centrale geotermica del mondo, detta Larderello 1.
1908
Installazione di un nuovo motore geotermico
1905
Installazione di un motore geotermico prototipo a pistoni
1904
Organizzazione e messa in funzione del primo laboratorio geochimico mobile
1903
Inizio di ricerche e prove di laboratorio
NASCITA E SVILUPPO INIZIALE DELL'INDUSTRIA GEOTERMOELETTRICA
1940-43
Entrata in esercizio di 4 gruppi da 10MW ciascuno a Castelnuovo Val di Cecina .
1935-39
Entra in esercizio della prima grande centrale geotermoelettrica (Larderello 2)
1926-30
Installazione di vari gruppi a Castelnuovo Val di Cecina e Larderello 1
1923
Installazione a Serrazzano di un gruppo geotermoelettrico sperimentale da 23 kW
1914-16
Costruzione della prima linea elettrica al mondo alimentata da energia geotermica
Biomasse
Origine
L’introduzione a questo termine venne alla luce grazie allo zoologo tedesco Reinhard Demoll, il quale le identificò come “la quantità di sostanza costituita da organismi viventi per unità di superficie o di volume”
Cosa sono ad oggi ecome mai sono sostenibili
Ad oggi difatti con biomasse si intendono i materiali di origine organica utilizzate per produrre energie elettrica e termica
La combustione delle biomasse rilascia una quantità di CO2 in atmosfera pari a quella assorbita dalle piante nel corso della loro vita e pertanto minore rispetto il rilascio delle risorse di origine fossile.
Le biomasse sono classificate tra le risorse energetiche rinnovabili e alternative con un impatto ambientale più basso rispetto alle fonti di energia fossile
Comprendono processi chimici che permettono l’estrazione di oli vegetali grezzi e la loro successiva trasformazione in biocarburanti, come ad esempio il biodiesel.
Chimico-fisici
Comprendono processi che consentono di ricavare energia attraverso reazioni chimiche dovute alla presenza di enzimi, funghi e altri microrganismi che si formano nella biomassa.
Biochimici
Termochimici
Comprendono processi che per l’appunto si basano sull’azione del calore per permettere le reazioni chimiche necessarie a trasformare la materia energetica.
Processi di trasformazione delle biomasse:
- Oltre all’emissioni di CO2 la combustione delle biomasse rilascia anche altre sostanze inquinanti nell’atmosfera.
- Nel bilancio ambientale delle biomasse occorre considerare anche il trasporto dal punto di origine (foresta, ecc) a quello di consumo (centrale termica, ecc).
- A volte devono subire trattamenti preliminari per ridurre l’umidità residua.
Svantaggi
Vantaggi
- L’utilizzo per scopi energetici valorizza gli appezzamenti boschivi e forestali.
- Derivano dai prodotti della terra. Pertanto sono risorse rinnovabili.
- Possono diventare dopo un’opportuna raccolta differenziata e lavorazione una risorsa economica, andando anche a ridurre il volume dei rifiuti da gestire.
- La produzione di elettricità e calore tramite le biomasse riduce la domanda delle materie prime energetiche tradizionali (carbone, olio, gas).
L’impiego delle biomasse in Italia è finalizzato sia alla produzione di energia elettrica che di energia termica:-Nel primo caso si tratta di grossi impianti per la produzione e distribuzione di energia elettrica da combustione di biomasse appositamente progettatiti-Nel secondo caso si tratta dell’uso domestico delle biomasse – produzione di calore per le abitazioni, edifici pubblici, ecc. – tramite l’impiego di caldaie, stufe, camini appositamente studiati per l’uso delle biomasse.
In Italia
La Finlandia ad esempio è il leader mondiale nell’utilizzo di bioenergia, e al terzo posto in Europa nell’impiego delle fonti rinnovabili.In Finlandia, la bioenergia costituisce 25% del consumo primario energetico del paese, ed è basata, principalmente, sugli scarti combustibili del legno, in quanto l'industria forestiera è una delle attività economiche portanti della nazione.
La Finlandia
Come vengono sfruttate in Italia e nel mondo:
Utilizzo nei paesi industrializzati
3%
Fonti energetiche utilizzate dai paesi in via di svilippo
40-90%
Fabbisongo energetico totale nel mondo
15%
Rinnovabile = buono?
La lotta contro la Geotermia
+ Info
- il 43% dell'ammoniaca prodotta in tutta la regione Toscana
- quantità di CO2 superiori a quelle prodotte da una centrale a carbone
- mercurio, arsenico e anidride solforosa
In realtà la geotermia non è sempre energia pulita e rinnovabile
Le centrali geotermiche di Bagnore ad alta entalpia e tecnologia flash disperdono nell'aria:
+ Info
I rischi che ne conseguono sono:
- Inquinamento di eventuali falde acquifere intercettate nel percorso
- Rischio sismico
- Impatto paesaggistico con conseguente danno economico e d’immagine
- Subsidenza
Lorenzo Mancioppi
Nicole Tiberi
Eleonora Karruli
NilsKylberg
Our Team
GRAZIE!