In una grande area urbana come Milano l’inquinamento atmosferico, nel corso degli anni, ha assunto una rilevanza sempre maggiore. Il continuo superamento dei limiti normativi della qualità dell’aria, imposti dal D. Lgs. 155/2010, in particolare con riferimento al caso del materiale particolato, ha fatto sì che anche le politiche energetiche siano state oggetto di crescente attenzione per la riduzione delle emissioni ad esse associate. In particolare, nel settore del riscaldamento urbano, un contributo importante al miglioramento della qualità dell’aria potrebbe arrivare dalla sostituzione progressiva delle caldaie domestiche con l’estensione costante della rete di teleriscaldamento fino a coprire l’intero fabbisogno termico urbano. Il lavoro di tesi ha inteso valutare con approccio modellistico i benefici sulla qualità dell’aria a Milano derivanti dal passaggio dalle caldaie domestiche al teleriscaldamento per due scenari di estensione della rete: il primo , in reale fase di attuazione, ipotizza l’estensione delle rete di teleriscaldamento secondo le possibilità derivanti dalle modifiche effettuate sugli scambiatori di calore del termovalorizzatore Silla 2, aumentando così le utenze servite per una superficie pari a 1 km2 nell’area Sud Ovest di Milano; il secondo, prospettabile nel lungo periodo, prende in considerazione l’eventualità di estendere l’attuale rete urbana di teleriscaldamento fino a formare una struttura ad anello che serva l’intera città. Le valutazioni si sono concentrate su NO2 e PM10, inquinanti particolarmente critici per il rispetto dei limiti di qualità dell’aria, con riferimento specifico ai livelli di concentrazione orari per l’NO2 e giornalieri per il PM10. L’approccio seguito ha come prima fase quantificato le emissioni annue di NOx e materiale particolato primario “evitate” grazie al passaggio da caldaie domestiche al sistema centralizzato di teleriscaldamento. La seconda fase ha stimato la diminuzione dei livelli di concentrazione derivante da tali emissioni evitate, ovvero le concentrazioni da sottrarre ai valori misurati per stimare lo stato di qualità dell’aria prefigurabile nel caso di passaggio al nuovo scenario. Con riferimento ad un periodo di tre anni le simulazioni modellistiche sono state condotte con il modello ISC3 sviluppato dell’EPA sulle base di dati meteorologici locali. Infine il confronto di entrambi gli scenari con la situazione reale e i limiti normativi ha permesso di quantificare realmente il beneficio ambientale della politica adottata. L’effetto dell’ampliamento della rete è stato positivo sui livelli di NO2 aumentando lo stato di qualità dell’aria in singole occasione ma senza mai rispettare i parametri normativi (media annuale e numero di superamenti annuali). Considerando il PM10 il beneficio del teleriscaldamento è stato poco significativo.

Impatto sulla qualità dell'aria dell'estensione della rete di teleriscaldamento urbano a Milano

PEPE, NICOLA
2012/2013

Abstract

In una grande area urbana come Milano l’inquinamento atmosferico, nel corso degli anni, ha assunto una rilevanza sempre maggiore. Il continuo superamento dei limiti normativi della qualità dell’aria, imposti dal D. Lgs. 155/2010, in particolare con riferimento al caso del materiale particolato, ha fatto sì che anche le politiche energetiche siano state oggetto di crescente attenzione per la riduzione delle emissioni ad esse associate. In particolare, nel settore del riscaldamento urbano, un contributo importante al miglioramento della qualità dell’aria potrebbe arrivare dalla sostituzione progressiva delle caldaie domestiche con l’estensione costante della rete di teleriscaldamento fino a coprire l’intero fabbisogno termico urbano. Il lavoro di tesi ha inteso valutare con approccio modellistico i benefici sulla qualità dell’aria a Milano derivanti dal passaggio dalle caldaie domestiche al teleriscaldamento per due scenari di estensione della rete: il primo , in reale fase di attuazione, ipotizza l’estensione delle rete di teleriscaldamento secondo le possibilità derivanti dalle modifiche effettuate sugli scambiatori di calore del termovalorizzatore Silla 2, aumentando così le utenze servite per una superficie pari a 1 km2 nell’area Sud Ovest di Milano; il secondo, prospettabile nel lungo periodo, prende in considerazione l’eventualità di estendere l’attuale rete urbana di teleriscaldamento fino a formare una struttura ad anello che serva l’intera città. Le valutazioni si sono concentrate su NO2 e PM10, inquinanti particolarmente critici per il rispetto dei limiti di qualità dell’aria, con riferimento specifico ai livelli di concentrazione orari per l’NO2 e giornalieri per il PM10. L’approccio seguito ha come prima fase quantificato le emissioni annue di NOx e materiale particolato primario “evitate” grazie al passaggio da caldaie domestiche al sistema centralizzato di teleriscaldamento. La seconda fase ha stimato la diminuzione dei livelli di concentrazione derivante da tali emissioni evitate, ovvero le concentrazioni da sottrarre ai valori misurati per stimare lo stato di qualità dell’aria prefigurabile nel caso di passaggio al nuovo scenario. Con riferimento ad un periodo di tre anni le simulazioni modellistiche sono state condotte con il modello ISC3 sviluppato dell’EPA sulle base di dati meteorologici locali. Infine il confronto di entrambi gli scenari con la situazione reale e i limiti normativi ha permesso di quantificare realmente il beneficio ambientale della politica adottata. L’effetto dell’ampliamento della rete è stato positivo sui livelli di NO2 aumentando lo stato di qualità dell’aria in singole occasione ma senza mai rispettare i parametri normativi (media annuale e numero di superamenti annuali). Considerando il PM10 il beneficio del teleriscaldamento è stato poco significativo.
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
29-apr-2014
2012/2013
Tesi di laurea Magistrale
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