STUDIO DI FATTIBILITÀ DI UNA RETE DI Studio di fattibilità di una rete di teleriscaldamento-teleraffrescamento a Termini Imerese

Passage from individual heating plant to District Heating is a common practice in many european countries. This way to supply users is very profitable if both a high energy demand and high density areas exist. In fact construction costs of the network represent the majority of total investment and running costs. That's the reason why District Heating is a barely attractive prospective in Sicily, so this kind of plant, operating in a Mediterranean climate, is worth to be studied only if particular conditions locally occur. The total investment is so big that investor might experience a long-term payback time if income from the energy sold to the users isn't high enough. The main drawback, for the site and its climate considered, is the heating season period which is quite short. In this situation, the plant is likely to run for few hours a year. However the aim of this study is to understand if all drawbacks involved can assess, without a proper analysis, whether the network isn't feasible also considering the available advantages. In the case-study there are three main aspects to consider, which may lead to an economically sustainable project: 1. Heat recovery from flue gas leaving the electric power plant, 5 km far from the town; 2. High population density in the inner town areas; 3. Heat will be also recovered in the summer and used to supply absorption chillers to satisfy the energy demand for space cooling. First step of this study is estimating the total thermal energy demand which involves an analysis of the typical residential urban users, whose methods will be shown in chapter 3. Afterwards, methods which led to create and design the District Heating and Cooling network will be exposed and discussed. Finally it will be treated how to recover thermal energy from exhaust gases released in the atmosphere by the mentioned electric power plant. The analysis moves forward different scenarios, involving different services supplied for users, number of users connected to the network and multiple running conditions. Simulation results will be compared to establish whether each scenario is economically sustainable and to asses the environmental impact over a twenty years time period.

Il passaggio dagli impianti di riscaldamento distribuiti al teleriscaldamento urbano e una pratica ormai consolidata in moltissime zone europee. Laddove è presente una forte richiesta di energia termica e nello stesso tempo sussiste un'elevata densità di popolazione tale pratica risulta alquanto vantaggiosa. Ciò e dovuto al fatto che i costi associati alla realizzazione della rete di distribuzione occupano una quota percentuale importantissima sul totale dei costi infrastrutturali e di esercizio. Per tali motivi il teleriscaldamento è praticamente assente nel territorio siciliano e può essere oggetto di studio solo se accompagnato da condizioni che sono localmente favorevoli alla creazione di tutta l'infrastruttura necessaria a servire le utenze presenti. Il capitale investito è molto elevato e se il ricavo proveniente dalla vendita di energia non è consistente si rischia un tempo di ritorno dell'investimento molto lungo e inaccettabile. La forte penalizzazione per la località oggetto di studio e soprattutto la breve durata della stagione di riscaldamento e, quindi, le ore di funzionamento annue potrebbero risultare molto poche. Ad ogni modo l'obiettivo è proprio capire se queste forti penalizzazioni possono in partenza decretare l'impossibilità della sostenibilità economica del progetto in opposizione agli aspetti favorevoli che localmente sussistono. Tali aspetti, nel caso preso in esame, sono principalmente tre: 1. Recupero del calore dalla centrale a ciclo combinato distante 5 km dal centro della città; 2. Elevata densità di popolazione nel centro urbano; 3. Implementazione di un impianto trigenerativo, attraverso chiller ad assorbimento con possibilità di sfruttamento del calore anche durante la stagione estiva. Lo studio verte innanzitutto sull'analisi delle utenze al fine di stimare il fabbisogno termico richiesto, i cui metodi verranno esposti più chiaramente nel terzo capitolo. In seguito verrà presentato il metodo attraverso cui è stata concepita e dimensionata la rete di teleriscaldamento e teleraffrescamento. Infine verrà trattata l'opportunità del recupero termico dai fumi di scarico della centrale termoelettrica. Tutto ciò verrà realizzato ipotizzando diversi scenari possibili, variando il numero delle utenze servite, i servizi offerti e le condizioni di funzionamento della rete. Si confronteranno, dunque, i diversi risultati ottenuti, relativamente alla fattibilità economica (Tempo di ritorno, Valore attuale netto, ecc.) e all'impatto ambientale, su un arco temporale di venti anni.