Geotermia e Biomasse

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

+ Info

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

+ Info

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!