Sinergie tra teleriscaldamento e geotermia

La tecnologia Organic Rankine Cycle (ORC) rappresenta una soluzione all'avanguardia per lo sfruttamento efficiente delle risorse geotermiche. Questo articolo esplora le potenzialità dei sistemi ORC nel campo geotermico, con particolare attenzione alle loro possibili integrazioni con il teleriscaldamento urbano.

Applicazioni ORC in campo geotermico

I sistemi ORC hanno rivoluzionato lo sfruttamento delle risorse geotermiche grazie alla loro versatilità termodinamica e efficienza energetica in un ampio spettro di condizioni operative. La tecnologia si è dimostrata particolarmente efficace nella valorizzazione di risorse geotermiche con diverse caratteristiche termiche, aprendo nuove possibilità per la mitigazione dei cambiamenti climatici attraverso lo sfruttamento sostenibile di questa fonte rinnovabile.

Caratteristiche e vantaggi

I sistemi ORC si distinguono per la loro capacità di operare efficientemente con risorse geotermiche a diversi livelli di temperatura. Essi sono infatti in grado di produrre energia elettrica a partire da una risorsa con temperatura minima di circa 110-120°C. A temperature inferiori ai 110-120°C la produzione elettrica è sempre possibile sebbene con rendimenti più bassi, pertanto in questi casi si predilige la produzione di solo calore (come nel caso del teleriscaldamento). Al di sopra dei 120°C invece, l’assetto heat and power è sempre possibile, con diversi possibili layout di integrazione tra generazione di energia termica ed elettrica.

Il ciclo ORC, attraverso l'impiego di fluidi organici con temperature di ebollizione inferiori a quella dell'acqua, permette di raggiungere efficienze di conversione significative anche con sorgenti geotermiche a temperature moderate.

Prestazioni e affidabilità

L'architettura del sistema, basata su un ciclo termodinamico chiuso, garantisce prestazioni elevate e costanti nel tempo. L’impianto ORC è in grado di operare con controllo da remoto, garantendo disponibilità superiore al 98% e con requisiti di manutenzione minimi, assicurando una gestione efficiente dell'impianto nel lungo periodo. La robustezza intrinseca della tecnologia si traduce in una lunga vita utile dell'installazione, aspetto particolarmente apprezzato negli investimenti in campo geotermico.

Configurazioni di sistema

L'implementazione di sistemi ORC in campo geotermico può seguire diverse configurazioni, ottimizzate in base alle caratteristiche della risorsa e agli obiettivi dell'impianto. Nelle applicazioni reali, i sistemi ORC vengono implementati principalmente in due configurazioni: per la produzione di sola energia elettrica o in assetto heat and power.

Configurazione per sola produzione elettrica

Ottimizzata per massimizzare la generazione di energia elettrica, questa configurazione è ideale per siti geotermici ad alta temperatura o dove non esistono utenze termiche significative nelle vicinanze.

Configurazione Heat and Power

Permette lo sfruttamento della risorsa geotermica sia per la produzione di energia elettrica che termica. Particolarmente efficace quando integrata con reti di teleriscaldamento.

Integrazione con il teleriscaldamento

L'integrazione tra sistemi ORC geotermici e reti di teleriscaldamento rappresenta una delle applicazioni più promettenti di questa tecnologia, offrendo significative opportunità di ottimizzazione energetica e decarbonizzazione a livello di sistema.

Vantaggi dell'integrazione

L'abbinamento tra sistemi ORC geotermici e reti di teleriscaldamento consente di massimizzare lo sfruttamento della risorsa geotermica attraverso una gestione flessibile della produzione, La capacità di adattarsi alle variazioni stagionali della domanda, unita all'ottimizzazione dell'efficienza complessiva del sistema, permette di ottenere una significativa riduzione delle emissioni di CO₂.

Esempi di applicazioni Turboden

L'impianto di Holzkirchen in Germania rappresenta un caso esemplare di sistema ORC geotermico integrato con il teleriscaldamento. L'unità ORC, alimentata da una fonte geotermica a media temperatura, dimostra l'efficacia di questa tecnologia nella valorizzazione di risorse geotermiche per applicazioni combinate.

Similmente, l'impianto di Traunreut evidenzia come i sistemi ORC possano efficacemente sfruttare risorse geotermiche a temperature moderate (110-130°C) in configurazioneheat and power, adattando la produzione alle variazioni stagionali della domanda termica.

Prospettive future

Il continuo sviluppo della tecnologia ORC nel settore geotermico apre nuove frontiere di applicazione, con particolare attenzione alla cogenerazione ad alta efficienza e all'integrazione smart grid. Si osserva una progressiva evoluzione verso soluzioni capaci di sfruttare temperature sempre più basse, mentre l'integrazione con reti energetiche intelligenti e l'implementazione di sistemi di controllo avanzati stanno ampliando significativamente il campo di applicazione di questa tecnologia.

Conclusioni

I sistemi ORC rappresentano una tecnologia chiave per lo sfruttamento efficiente delle risorse geotermiche. La loro capacità di operare con un ampio range di temperature, unita alla possibilità di integrazione con sistemi di teleriscaldamento, li rende una soluzione ideale per massimizzare il valore della risorsa geotermica in progetti energetici sostenibili. Come dimostrato dalle numerose installazioni di successo in Europa e nel mondo, la scelta di un partner esperto in soluzioni energetiche con comprovata esperienza risulta fondamentale per garantire prestazioni ottimali e affidabilità nel lungo periodo.