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rapporti - Rapporto di Sintesi

Progetto “Energia elettrica da fonti geotermiche” – Attività 2012

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Progetto “Energia elettrica da fonti geotermiche” – Attività 2012

Il Rapporto tratta delle attività riguardanti la produzione di energia elettrica da fonti geotermiche ad altaentalpia, le diverse modalità di produzione, le caratteristiche geologiche dei serbatoi, la modellistica associata per l’individuazione dei serbatoi potenzialmente più idonei allo scopo, gli effetti della re-iniezione dei fluidi condensati, anche a livello di sismicità indotta, l’impatto radiologico dell’utilizzo della fonte geotermica

L’obiettivo generale del progetto è stabilire quali siano i margini per un futuro sviluppo delle tecnologie di produzione di energia elettrica da fonte geotermica, considerando lo stato attuale dello sfruttamento delle risorse e il potenziale impatto sull’ambiente e la popolazione in termini di eventuale sismicità indotta e di rischio radiologico. A tal fine sono stati considerati aspetti fondamentali, quali l’esame critico delle indagini geologiche disponibili per individuare nuovi potenziali serbatoi idonei allo sfruttamento geotermico, lo studio dell’impatto delle operazioni di estrazione e iniezione di fluidi ai fini della sicurezza e della generazione di eventuale sismicità indotta, l’estensione del Sistema Integrato di Analisi Modellistica (SIAM) alle problematiche della produzione geotermica con specifico riferimento agli effetti locali legati alla estrazione/re-iniezione di fluido in formazioni geologiche eterogenee ed alle analisi di sicurezza e infine la valutazione del potenziale impatto radiologico di una tipica installazione per la produzione di energia elettrica da fonte geotermica. Per quanto riguarda la geologia, i risultati raggiunti nel periodo di riferimento coperto dal presente rapporto hanno permesso di individuare alcune zone potenzialmente idonee e di caratterizzarle dal punto di vista geologico, tettonico e sismico. Sono disponibili un primo censimento delle ricerche svolte nel sottosuolo per la definizione di modelli geologici di dettaglio adatti alla simulazione numerica e alla verifica delle potenzialità del campo geotermico, la caratterizzazione petrofisica delle rocce riguardo porosità e permeabilità del serbatoio e delle rocce di copertura, la presenza di faglie, il quadro di fratturazione delle rocce, i loro moduli elastici e le modalità di ricarica dei potenziali  serbatoi. La problematica legata alla sismicità indotta è stata affrontata operando un censimento delle operazioni di esplorazione dei campi geotermici svolte in Italia dall’ENEL, mettendo in evidenza le caratteristiche della sismicità rilevata e correlando il suo insorgere con i volumi di fluido iniettati e le pressioni di bocca pozzo. Di particolare importanza risultano le esperienze maturate nei campi EGS-Enhanced Geothermal System-, che hanno generato, in concomitanza delle iniezioni, fenomenologie sismiche avvertite dalla popolazione e che hanno portato alla sospensione del progetto. Per quanto concerne le attività di modellistica l’attività svolta ha comportato l’estensione del Sistema Integrato di Analisi Modellistica (SIAM), sviluppato da RSE nello scorso triennio di RdS, con l’obiettivo di esaminare i problemi specifici legati alla produzione geotermica come gli effetti dovuti alla produzione e re-iniezione di fluidi in serbatoi geologici eterogenei e alle analisi relative alla sicurezza. In particolare, il sistema SIAM, (originalmente sviluppato per la simulazione di CO2 e di stoccaggio di aria compressa in strutture geologiche), è stato integrato con moduli dedicati all’analisi fluidodinamica di fluidi generati nella produzione di energia da fonte geotermica, estendendo le equazioni di stato a condizioni di più elevata entalpia, considerando l’eterogeneità a livello locale dei materiali costituenti i serbatoi e modellando gli effetti legati alla fratturazione delle rocce. E’ stato anche sviluppato un modello dettagliato dedicato alle operazioni di re-iniezione/produzione, per valutare le condizioni di pressione e di portata a bocca pozzo. Infine sono stati estesi i modelli rappresentativi delle faglie ed è stata formulata matematicamente una modellazione del reticolo spaziale pienamente non strutturata (Voronoi 3D) che verrà introdotta in SIAM allo scopo di aumentare l’accuratezza delle valutazioni relative alla sicurezza e sostenibilità del processo produttivo. I modelli sviluppati ed i moduli aggiunti o modificati di SIAM sono stati validati con una serie di prove di funzionalità e su un caso dimostrativo a scala reale. Il potenziale impatto radiologico legato alle attività di geotermia ha considerato i rilasci di gas radioattivi naturali (radon) durante le diverse fasi di sfruttamento della fonte energetica, definendone i livelli naturali di base, e le modifiche indotte nelle fasi di prospezione geologica, realizzazione ed esercizio dell’impianto. Nel dettaglio l’impatto radiologico è stato definito prendendo in considerazione i diversi radionuclidi potenzialmente mobilizzati, le loro modalità di rilascio, di trasporto e di trasferimento all’uomo attraverso le catene alimentari, non trascurando aspetti quali le modalità di misura dei radionuclidi di interesse ed il calcolo della dose.

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