Rivista Environnement

TERRITORIO AL FUTURO

La tecnologia del teleriscaldamento è molto diffusa nel Nord Europa, ma da alcuni anni si sta diffondendo anche in Italia e nella nostra Regione.

RISCALDAMENTO A DISTANZA

di Diana Cout

Che cos’è il teleriscaldamento

Il Teleriscaldamento è il riscaldamento di utenze varie (civili, industriali, pubbliche,…) a distanza e prevede la delocalizzazione del punto di produzione del calore dal punto di fruizione (l’edificio). Ciò permette di utilizzare il combustibile in modo concentrato e tecnicamente più avanzato (mediante la combustione in caldaie a maggior rendimento, la cogenerazione di energia elettrica e calore, l’impiego di pompe di calore…), con vantaggio sia energetico sia ambientale.
Il distanziamento implica la distribuzione del calore (come acqua calda) attraverso una rete sotterranea.

La definizione del Ministero dell’Ambiente per indicare l’uso razionale dell’energia è l’operazione tecnologica con la quale si vuole raggiungere l’obiettivo di realizzare gli stessi prodotti o servizi (in quantità o qualità) con un minor consumo di energia primaria ed eventualmente con un maggior impegno di risorse di altro tipo (capitale, lavoro, materiali, ecc.) (www.minambiente.it).
La razionalizzazione energetica trova nei centri urbani uno dei maggiori bacini di intervento, per esempio con il teleriscaldamento, che si è rilevato adatto per interventi a scala di quartiere coordinati con la pianificazione urbana.
Alcuni esempi di città che hanno adottato la tecnologia del teleriscaldamento, a dimostrare che è ormai una realtà matura: Acqui Terme (Al), Alba (Cn), Bagno di Romagna (Fo), Bardonecchia (To), Bergamo, Bologna, Bolzano, Brescia, Casalecchio di Reno (Bo), Castelnuovo Val Cecina (Pi), Cesena, Como, Cremona, Ferrara, Genova, Imola (Bo), Impianti a biomassa (Tn e Bz), Mantova, Milano, Modena, Monterenzio (Bo), Monza (Mi), Morgex (Ao), Osimo (An), Parma, Pollein (Ao), Pré Saint-Didier (Ao), Reggio Emilia, Rimini, Roma, Rovereto (Tn), S. Dalmazio (Pi), San Donato Milanese (Mi), Sesto S. Giovanni (Mi), Torino, Varese, Verona, Vicenza, Villaggi aziendali ENEL (Pi, Gr), Voghera (Pv).

Come funziona

Esempio di rete di teleriscaldamento ramificata.

Un impianto di teleriscaldamento consiste sostanzialmente in tre elementi che lavorano in modo sinergico:

• la rete di teleriscaldamento;

• la centrale termica;

• le sottostazioni (presso le utenze).

I requisiti necessari per poter sviluppare una rete di teleriscaldamento sono i seguenti:

• assenza di dislivelli rilevanti;

• concentrazione delle utenze da servire;
• prevalenza di utenze di grosse dimensioni;

• utenze facilmente raggiungibili dalla rete di teleriscaldamento (strade accessibili e capillari);

• possibilità di revisione del sistema servizi sotterranei (cunicoli, fibre ottiche...).

La rete di teleriscaldamento

La centrale termica di Pré-Saint-Didier.

La rete di teleriscaldamento è costituita da due tubazioni appaiate che percorrono l’abitato fino a raggiungere capillarmente le utenze da servire. Sono generalmente in acciaio e coibentate per la riduzione delle dispersioni. La coibentazione è costituita da schiuma rigida in poliuretano e da una tubazione di protezione in polietilene ad alta densità (PEAD). In alcuni casi vengono utilizzate tubazioni in acciaio zincato, rame o ancora in materiale plastico coibentato (polibutene, polietilene reticolato) perché di più semplice posa nei percorsi tortuosi (di norma arrivano in cantiere sotto forma di bobine e si possono srotolare direttamente nello scavo).

Le tubazioni sono interrate, a circa 80 cm di profondità e possono dare luogo a due differenti tipologie di reti: ad anello o ramificata.
Le reti di teleriscaldamento ad anello formano un vero e proprio percorso circolare chiuso su se stesso; da questo si diramano gli stacchi per le utenze. I vantaggi consistono in una maggiore affidabilità in quanto ogni singola utenza è raggiungibile mediante due percorsi distinti. La contropartita è un maggior costo di investimento iniziale (tubazioni di diametro maggiorato e percorsi delle dorsali più lunghi).
Le reti di teleriscaldamento ramificate hanno la tipica forma a pettine: una dorsale principale unica che percorre nel modo più baricentrico la zona da servire. Un costo di investimento inferiore rispetto alla tipologia precedente non garantisce la ridondanza di un sistema ad anello. Questa tipologia è la più adottata, in quanto le interruzioni per guasti al sistema sono comunque ininfluenti al servizio reso perché evento assai raro. Inoltre eventuali problemi di perdite del fluido termovettore (acqua calda) sono rapidamente e puntualmente localizzati e risolti grazie ai sistemi ormai assodati di controllo e rilevazione guasti per tubi e diramazioni mediante cavi di controllo inglobati nella schiuma isolante.

Le sottostazioni

La sottostazione è l’elemento di interfaccia tra l’impianto di teleriscaldamento e l’utente finale. Generalmente, in caso di abitazioni già esistenti, viene installata al posto della vecchia centrale termica (che può essere o no smantellata) e non comporta alcun tipo di rischio o problema: all’interno della sottostazione scorre unicamente acqua calda. Non sono presenti fiamme, fumi e combustibili.
La sottostazione comprende l’insieme assemblato dello scambiatore di calore, delle valvole di intercettazione e regolazione poste sulle tubazioni in ingresso alla centrale, delle apparecchiature e dei dispositivi di gestione e contabilizzazzione dell’energia termica erogata. Queste centraline elettroniche di termoregolazione sono in grado di controllare e modificare i parametri principali per il confort da garantire all’interno dell’edificio. Inoltre sono dotate di avanzati sistemi di controllo a distanza, per poter comunicare in modo diretto ed istantaneo con il personale di controllo del sistema centrale e per poter contabilizzare l’energia termica erogata con sistemi telecontrollati, omologati ed affidabili.

La centrale termica

La produzione del fluido termovettore (acqua calda, acqua surriscaldata o vapore) è concentrata in un unico sito. Le tecnologie utilizzate possono essere le più disparate, ma tali da sfruttare al massimo l’energia del combustibile entrante nel sistema, in particolare attraverso sistemi ad elevatissimo grado di efficienza. Affiancano il sistema di produzione i gruppi di distribuzione dell’acqua calda (gruppi di pompaggio), i sistemi di regolazione del sistema e i dispositivi di sicurezza. Il tutto viene completato dalla componente intelligente del sistema, ovvero l’impianto d’automazione e controllo della centrale, della rete e delle sottostazioni. Questo coordina e gestisce tutta la centrale al fine che i componenti ivi compresi lavorino in modo sinergico. Vengono inoltre monitorizzati e registrati i consumi di centrale e l’energia ceduta alle singole utenze.

La scelta della tecnologia adottabile in centrale termica per la produzione energetica dipende dalla potenza della stessa, quindi dalle utenze allacciabili alla rete di teleriscaldamento. Questo influenza inoltre anche la scelta della fonte primaria di energia.
Le centrali possono dividersi in centrali termiche e centrali cogenerative. Le prime partendo da una fonte primaria producono unicamente il fluido termovettore necessario alla rete di teleriscaldamento, le seconde invece producono congiuntamente due effetti utili: energia termica (sotto forma di acqua calda, surriscaldata o vapore) e energia elettrica; da qui la denominazione “cogenerazione”, ovvero la generazione combinata: la prima che viene ceduta alla rete di teleriscaldamento, la seconda viene venduta alla rete elettrica nazionale oppure autoconsumata in siti limitrofi.
Si può dunque spaziare dai cicli combinati turbogas (centinaia di MW) ai motori cogenerativi (decine di MW) fino alle turbine a gas (centinaia di kW), per rimanere in ambito cogenerativo, mentre la produzione di sola energia termica può avvenire mediante caldaie a biomassa (fonte rinnovabile), caldaie tradizionali a metano, gasolio, olio vegetale.
La direzione attuale è quella di perseguire la soluzione cogenerativa, alla quale si affiancano caldaie tradizionali di soccorso, per aumentare la ridondanza del sistema stesso. Questo tipo di centrale termica viene poi generalmente completato da accumuli inerziali di fluido termovettore (acqua calda) per separare, per quanto possibile, le esigenze di produzione di energia termica ed elettrica dalle esigenze di assorbimento della rete di teleriscaldamento e quindi delle utenze. Il grande vantaggio che ne consegue è la possibilità di produrre energia (elettrica e termica) in centrale in modo continuativo e quindi con rendimenti migliori.
Le possibilità sono dunque numerose (tipologia, taglia di impianto, caratteristiche tecniche…). Le scelte devono essere effettuate in maniera accurata, partendo dallo studio del territorio, dall’analisi delle utenze, dalla disponibilità di risorse reperibili, dalle possibili connessioni a sistemi distribuiti (rete gas, rete elettrica…); solo adottando procedure rigorose e imparziali il sistema potrà svolgere al meglio la sua funzione e servire la collettività intera.

I vantaggi del teleriscaldamento

I vantaggi del teleriscaldamento sono numerosi: primo tra tutti l’ambiente. Sicuramente la situazione post teleriscaldamento produce una riduzione delle emissioni in atmosfera rispetto alla situazione precedente. Primo motivo il combustibile utilizzato che può essere rinnovabile (biomassa, biogas…), la tecnologia utilizzata che prevede impianti con rendimenti sempre più importanti: dalla cogenerazione ad alto rendimento alle pompe di calore, al recupero energetico da impianti industriali fino agli impianti più tradizionali (caldaie…). A produrre benefici ambientali è inoltre la gestione delle centrali di teleriscaldamento e il monitoraggio continuo delle emissioni al camino che devono rispettare normative sempre più stringenti. Tutti questi fattori permettono un risparmio dei TEP risparmiati, una drastica riduzione della CO2 prodotta, delle polveri sottili, degli NOx, del CO, degli SOx, dei CxHy.

Altri vantaggi risultano:

• l’autonomia - ogni singolo utente ha la più completa libertà di gestione del riscaldamento della propria casa;

• la praticità - con il teleriscaldamento si eliminano i problemi e le spese di manutenzione: la fornitura è un servizio come l’elettricità o l’acqua potabile;

• la sicurezza - in casa nessuna fiamma, nessun camino e niente fumi, solo acqua calda;

• l’affidabilità - nessun rischio di rimanere al freddo: un sistema di caldaie centralizzato costantemente controllato da personale specializzato;

• la semplicità - nessuna modifica all’impianto esistente, solo l’installazione di uno scambiatore di calore;

• aria più pulita - invece che centinaia di camini fumanti, solo il camino del teleriscaldamento, con un sistema avanzato di controllo delle emissioni;

• il risparmio - costa meno perché sfrutta al meglio l’energia e può recuperare calore da processi produttivi limitrofi alla centrale da mandare in rete;

• la diversificazione delle fonti - utilizzo di diversi combustibili, garanzia di mercati di approvvigionamento diversificati, possibilità di scelta della fonte energetica più conveniente e ambientalmente più sostenibile;

• le tariffe - sono personalizzabili in funzione delle esigenze del Cliente e generalmente inferiori rispetto ai tradizionali combustibili. Inoltre si paga quando si consuma.

Il teleriscaldamento nel contesto regionale

Attualmente in Valle d’Aosta sono presenti tre realtà utilizzanti il teleriscaldamento: l’area autoportuale di Pollein, il paese di Morgex e il paese di Pré Saint-Didier.
In tutti e tre i casi la centrale termica è costituita da caldaie a biomassa, nello specifico cippato di legna vergine e da impianti di soccorso (caldaie tradizionali) che garantiscono il servizio all’utenza in caso di avaria delle caldaie a biomassa principali.

Le caratteristiche tecniche dei tre impianti sono le seguenti.

Teleriscaldamento autoporto di Pollein

• Potenza termica da cippato di legna: 4 MW;
• Potenza termica da cogeneratore a biogas presso la discarica di Brissogne: 800 kW;
• Potenza termica da microturbina di cogenerazione a gas metano: 220 kW;
• Potenza termica di riserva a gas metano: 1,6 MW
• Anno di attivazione: 1999;
• Utenze servite: 15 (tutti edifici adibiti a terziario);
• Dati energetici stagione 2005/06: energia bruciata da cippato 6.931.475 kWh.

Teleriscaldamento di Morgex

• Potenza termica da cippato di legna: 9,5 MW;
• Potenza termica di riserva a gasolio: 6,5 MW;
• Anno di attivazione: 2000;
• Utenze servite: 210 (civili abitazioni, scuole, edifici pubblici) – futuro ampliamento a circa 300 utenze;
• Dati energetici stagione 2005/06: energia bruciata da cippato 22.264.450 kWh.

Teleriscaldamento di Pre’ Saint-Didier

• Potenza termica da cippato di legna: 4 MW;
• Potenza termica di riserva a gasolio: 2 MW;
• Potenza termica impianto di cogenerazione a gasolio connesso ad una pompa di calore per il recupero delle acque termali: 250 kW;
• Anno di attivazione: 2007;
• Utenze servite previste: circa 80 (civili abitazioni, scuole, edifici pubblici) .

Tutti gli impianti sono dotati di caldaie a cippato del tipo a griglia mobile con regolazione della combustione eseguita tramite P.L.C. utilizzando un controllo in catena chiusa che tramite la lettura dell’ossigeno e del CO ai fumi è in grado di eseguire l’analisi di combustione in continua e di regolare automaticamente l’aria comburente e la portata di combustibile agendo su ventilatori di aria primaria, secondaria e terziaria tramite inverter e sull’alimentazione a nastri e tramite spingitore del cippato.
Le caldaie a cippato sono inoltre dotate recuperatore di calore sullo scarico dei fumi (dai 250 ai 500 kW).
Il rendimento di combustione delle caldaie è mantenuto elevato nel tempo grazie alla pulizia automatica dei tubi fumo tramite aria compressa e sistemi ad ultrasuoni.
I fumi oltre ad essere filtrati da filtri a ciclone in uscita alle caldaie, subiscono un ulteriore filtraggio grazie a filtri elettrostatici dotati di piastre caricate elettricamente tramite un trasformatore a 5.000 V che attraggono le polveri in uscita e le scaricano nelle coclee di estrazione ceneri tramite appositi scuotitori temporizzati.