Informazioni generali sul teleriscaldamento

Prima di iniziare a parlare del complesso di Binario vengono date alcune informazioni di tipo teorico in modo da avere le conoscenze di base per capirne il funzionamento. 

1.1   Definizioni e aspetti generali del teleriscaldamento

Il teleriscaldamento è una soluzione alternativa, rispettosa dell’ambiente, sicura ed economica per la produzione di acqua igienico-sanitaria e il riscaldamento degli edifici residenziali, terziari e commerciali.
Con tale termine si intende il riscaldamento a distanza di un quartiere o di una città che utilizza il calore prodotto da una centrale termica, da un impianto di cogenerazione o da una sorgente geotermica. In un sistema di tale tipo il calore viene distribuito agli edifici tramite una rete di tubazioni in cui fluisce l’acqua calda o il vapore[1].
Esso può essere definito anche come “Sistema Energetico Integrato” che deve assicurare un servizio al cittadino cliente, deve generare un risparmio energetico complessivo e deve garantire un piano industriale che assicuri una gestione economica sana e produttiva[2].

figura1: schema teleriscaldamento

Nella figura1 è rappresentato lo schema di un impianto di teleriscaldamento dove si notano le tre componenti fondamentali che  sono la centrale termica di produzione del calore, la rete di trasporto e di distribuzione ed infine le sottostazioni o sottocentrali.
Queste ultime sono situate nei singoli edifici da servire oppure nelle immediate vicinanze di essi e sono costituite da scambiatori di calore, che permettono di realizzare lo scambio termico tra l'acqua della rete di teleriscaldamento (circuito primario) che si trova ad una temperatura elevata e l'acqua del circuito del cliente (circuito secondario), senza che vi sia miscelazione tra i due fluidi.
Quindi la centrale termica ha il compito di scaldare l’acqua all’interno del circuito primario, la rete di trasporto ha il compito di distribuire tale acqua calda in corrispondenza delle sottostazioni dove scambierà il calore con l’acqua del circuito secondario (cliente) per riscaldare gli ambienti e per la produzione di acqua calda sanitaria. Alla fine di tale processo l’acqua si sarà raffreddata e tornerà nella centrale termica per ricominciare il ciclo.
Il teleriscaldamento (spesso indicato sinteticamente come TLR), elimi¬na, quindi, l’utilizzo da parte dell’utente del gas metano e del gaso¬lio, sostituendo così le tradizionali caldaie e bruciatori, posti all’inter¬no degli edifici, con ”sottocentrali di scambio termico”; tutto senza modificare né i restanti impianti in centrale termica né gli impianti di distribuzione interni all’edificio.
Si passa, quindi, dalla logica di acquisto del combustibile (gas o ga¬solio) ad una logica di acquisto del prodotto finale “calore”, assieme al quale vengono forniti i servizi di gestione, manutenzione ed assi¬stenza. Nel caso in cui allo scambiatore siano allacciate più utenze, presso ciascuna di esse è installata una apposita apparecchiatura che consente di gestire autonomamente le temperature dei locali e di registrare i relativi consumi.
Le dimensioni di un sistema di teleriscaldamento possono essere molto variabili, dal piccolo quartiere ad una intera città.
L'affidabilità del servizio è elevatissima, ed è possibile applicare il sistema ad intere aree urbane, rendendolo un vero e proprio servizio pubblico, come l'acquedotto o la rete elettrica cittadina. Tuttavia le varie utenze devono essere abbastanza vicine tra loro cioè concentrate in un’area ben definita ad esempio un quartiere o una zona commerciale o industriale o utenze pubbliche vicine tra loro come scuole e impianti sportivi.[1]
Affinché il teleriscaldamento sviluppi pienamente i suoi vantaggi energetici, è necessario che, per la generazione del calore, si utilizzi un sistema combinato, che produca contemporaneamente elettricità e calore. Alla produzione combinata di elettricità e calore si dà il nome di cogenerazione.
I sistemi di teleriscaldamento che utilizzano centrali a cogenerazione consentono il raggiungimento di una maggior efficienza energetica globale. Con questa tecnologia, infatti, la centrale è in grado di produrre energia elettrica e recuperare contemporaneamente l’energia termica che si sprigiona durante il processo termodinamico, che nelle centrali elettriche convenzionali viene disperso in atmosfera come “scarto”. Pertanto, a parità di energia utile prodotta, la produzione combinata di energia elettrica e termica (cogenerazione) consente un minor consumo di combustibile, massimizzando lo sfruttamento delle risorse immesse, come illustrato nella figura2. La figura indica come per ottenere la stessa quantità di energia utile finale (35 unità di energia elettrica e 50 di calore) sia necessaria una quantità di energia primaria pari quasi a 150 nel caso di produzione separata (con rendimento elettrico medio delle centrali termoelettriche pari al 38% e rendimento medio di generazione di calore con una caldaia pari all'87%), e sia invece sufficiente una quantità di energia primaria pari a 100 nel caso della cogenerazione (rendimento totale 85%, di cui 31% come rendimento elettrico e 59% come rendimento termico).[1]

figura2: schema cogenerazione[1]

Un possibile ulteriore sviluppo del servizio di teleriscaldamento è costituito dal servizio di raffrescamento estivo; un sistema di questo tipo, che produce contemporaneamente energia elettrica e calore in inverno, ed energia elettrica e freddo in estate, viene chiamato “sistema a trigenerazione”.
Infatti i sistemi cogenerativi applicati al settore residenziale o terziario soffrono il fatto che quasi certamente l’utenza termica richiede energia solo in un periodo limitato dell’anno, quando è necessario provvedere al riscaldamento degli edifici. Ciò significa che nei mesi più caldi bisogna tenere fermo l’impianto cogenerativo o farlo funzionare dissipando il calore prodotto; entrambe queste condizioni vanno a discapito della fattibilità economica dell’impianto e dell’efficienza complessiva.
Nel periodo estivo solitamente le utenze richiedono invece energia frigorifera (ovvero fluidi a bassa temperatura) per consentire il raffrescamento degli edifici. Tali fluidi freddi sono solitamente prodotti utilizzando cicli frigoriferi a compressione di vapore, all’interno di sistemi in cui un compressore viene azionato da un motore elettrico, con elevati assorbimenti di energia elettrica. Questo è il motivo per cui sempre più spesso nelle più calde giornate estive si raggiungono i livelli più alti dei consumi di energia elettrica, portando il sistema elettrico nazionale al limite della produzione e giungendo in certi casi al black-out.
Proprio per questo esistono in commercio sistemi frigoriferi ad assorbimento (chiller ad assorbimento) con i quali è possibile generare energia frigorifera utilizzando calore come sorgente principale di energia, anziché elettricità.
Tali sistemi si sposano certamente bene con un impianto cogenerativo giacché rendono possibile lo sfruttamento dell’impianto anche nei mesi estivi, ed il flusso termico prodotto dall’unità cogenerativa può essere impiegato per far funzionare il sistema frigorifero. Un sistema trigenerativo è dunque un sistema capace di produrre tre forme distinte di energia (energia elettrica termica e frigorifera), tutte intese come effetti utili, come si nota dalla figura3.

figura3: schema trigenerazione[3]

I sistemi di trigenerazione si basano quindi sulla stessa tecnologia di quelli cogenerativi, con l’unica limitazione che la temperatura del fluido vettore che alimenta l’assorbitore deve avere una temperatura superiore ai 90°C.[3]

1.2   Diffusione del teleriscaldamento

Il teleriscaldamento è molto diffuso nell’Europa del centro e del nord, nel Nord America e in Giappone, ed ha rappresentato per molti anni il sistema più diffuso in Cina e nei Paesi dell’Est (l’intero complesso del Cremlino è teleriscaldato). Il primo impianto di riscaldamento urbano nel mondo è stato quello di New York, risalente al 1876 (oggi la quasi totalità di Manhattan è teleriscaldata), mentre il primo impianto europeo è stato installato nel 1893 ad Amburgo. In Italia una tra le prime città ad introdurre il servizio di teleriscaldamento è stata Brescia, nel 1971, con un progetto di successo internazionale.
Nel 2007 i centri italiani grandi e piccoli che vantano questo servizio sono più di cinquanta, e le due città che sono da considerare come vero e proprio punto di riferimento del settore sono Brescia, dove circa il 60% degli edifici cittadini utilizza il teleriscaldamento, e Reggio Emilia, dove circa un terzo della città è tele riscaldata.
Dagli ultimi dati statistici disponibili, raccolti ed elaborati dalla Associazione Italiana Riscaldamento Urbano (AIRU), risulta che nel 2003 in Italia 53 città erano dotate di impianti di teleriscaldamento e la distribuzione geografica delle reti (figura4) mostra una concentrazione in quattro Regioni: Lombardia, Piemonte, Emilia Romagna e Veneto. Sono riportati inoltre in figura5 alcuni dati per quanto riguarda la potenza impegnata, la volumetria riscaldata e le sottocentrali d’utenza.

figura4: diffusione teleriscaldamento

figura5: dati diffusione teleriscaldamento

Si nota come l’affermazione del teleriscaldamento sia aumentata con il passare degli anni.
Purtroppo non sono pervenuti dati statistici inerenti a ricerche svolte negli anni successivi bensì solo qualche informazione di massima che si va ora a riportare. Da fonte AGESP Energia S.r.l. è pervenuto che alla fine del 2007 risultavano teleriscaldati, in Italia, edifici per una volumetria complessiva di circa 200 milioni di metri cubi, corrispondenti a 2 milioni di abitanti. La Lombardia, per esempio, con 88 milioni di metri cubi teleriscaldati, è al primo posto nella diffusione di tale servizio: Brescia offre il TLR dal 1973, alcuni quartieri di Milano dal 1991, Como dal 1989, Varese dal 1991, Mantova dal 1978 e Cremona dal 1985.
Attualmente, i centri urbani italiani, di grandi e piccole dimensioni, che installano reti di teleriscaldamento sono oltre un centinaio: il nuo¬vo servizio energetico è molto apprezzato dalle utenze che scelgono di abbandonare la vecchia caldaia condominiale. Ne è la prova inconfutabile il trend di crescita del servizio, con tassi compresi fra il 5% ed il 12% annuo(figura6).

figura6: volumetria totale teleriscaldata[4]

Il teleriscaldamento è, quindi, almeno nelle città del Nord Italia il siste¬ma di riscaldamento del futuro.[4]

1.3   Vantaggi e svantaggi del teleriscaldamento

Il teleriscaldamento risulta particolarmente adatto a riscaldare aree urbane ad elevata densità edilizia e permette di offrire al cittadino-utente una serie di vantaggi che spiegano l’elevata adesione al nuovo servizio ove questo viene proposto. L’allacciamento alla rete di teleriscaldamento è conveniente per gli edifici esistenti e lo è ancor più per le nuove edificazioni, in quanto evita l’installazione della caldaia a gas e, con l’entrata in vigore delle norme attuative del Decreto Legislativo n.192 del 2005, esonera dall’installazione di costosi impianti a fonti rinnovabili.
Rispetto al riscaldamento tradizionale, il TLR offre notevoli vantaggi, sia al cittadino-utente che alla collettività.

1.3.1 Vantaggi per il cittadino-utente

I vantaggi per l’utente sono molteplici e sono i seguenti:
• Assoluta sicurezza : poiché l’utilizzo del gas viene sostituito dalla fornitura di acqua calda che alimenta lo scambiatore di calore, si annulla il rischio di incendi per l’assenza di fiamme libere nei locali annessi agli edifici da riscaldare, si evitano i pericoli di avvelenamento da fumi ed i pericoli di scoppi per fughe di gas in quanto non è più presente la caldaia all’interno delle singole abitazioni.
• Tariffa “tutto incluso” : le compagnie che si occupano della fornitura del servizio si fanno carico della manutenzione ordinaria e straordinaria dell’intero impianto di teleriscaldamento, inclusa la sottocentrale di scambio termico installata presso l’utente, garantendo un servizio di Pronto Intervento24 ore su 24. Tutto senza alcun onere aggiuntivo a carico dell’utente che pagherà solo la tariffa calore stabilita in contratto.
• Continuità ed affidabilità del servizio : dato che il livello di affidabilità di una sottocentrale di scambio termico è notevolmente superiore a quello di una caldaia tradizionale, un utente allacciato al teleriscaldamento è meno soggetto a rischi di guasti ed interruzione del servizio di riscaldamento. Le sottocentrali di scambio termico, inoltre, sono di solito dotate di un sistema di telecontrollo e telegestione, che consente alle compagnie che gestiscono il servizio di individuare in tempo reale eventuali malfunzionamenti e di intervenire tempestivamente in modo che l’utente non avverta alcun disagio.
• Semplicità ed economicità : Una sottocentrale di scambio termico è una apparecchiatura molto più semplice di una caldaia a combustibile, quindi con il teleriscaldamento l’impianto termico dell’edificio si semplifica notevolmente. Non è più necessaria la caldaia, il serbatoio del gasolio(ove è ancora presente questo combustibile), la canna fumaria, le aperture di aerazione, e, pertanto, vengono meno i relativi costi per la manutenzione ordinaria e straordinaria.
• Costo più basso del calore : costo più basso del calore rispetto ai combustibili tradizionali. Il costo del servizio di teleriscaldamento è, ovunque in Italia, ancorato al costo del gas naturale, quest’ultimo stabilito dall’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas (AEEG). Di conseguenza la tariffa calore praticata dalle compagnie di fornitura del servizio rende il sistema di teleriscaldamento di gran lunga meno costoso rispetto al gasolio.
Ma non solo: grazie alla possibilità di concordare una tariffa calore calibrata sui propri consumi (la cosiddetta Tariffa Binomia, di cui si dirà nel seguito), con il teleriscaldamento l’utente può conseguire consistenti risparmi anche rispetto al costo del riscaldamento tradizionale a gas.
• Promozioni sui costi di allacciamento : le compagnie di fornitura del servizio propongono offerte vantaggiose a chi decide di allacciarsi alla rete di TLR durante la posa delle tubazioni.
• Massima fruibilità del servizio : L’utilizzo del teleriscaldamento è sempre possibile per tutti gli edifici: non sono richiesti particolari requisiti per i locali che ospitano le sottocentrali.
• Risparmi derivanti da semplificazioni amministrative : Con il teleriscaldamento non è più necessaria la figura del “terzo responsabile” e l’ottenimento del “Certificato di Prevenzione Incendi”, con conseguenti ulteriori risparmi economici per l’utente.
“Terzo responsabile”= è il soggetto al quale è possibile delegare la responsabilità relativa all’esercizio e alla manutenzione dell’impianto termico. Tale soggetto deve essere un tecnico o una ditta abilitata alla manutenzione degli impianti termici, in grado di decidere e di effettuare gli interventi necessari al contenimento dei con¬sumi energetici avendo idonea capacità tecnica, economica e organizzativa.
• Esonero dall’uso di “Fonti Rinnovabili” nel caso di nuovi edifici : Le norme regionali di attuazione del Decreto Legislativo n. 192 del 2005 prevedono l’obbligo, per le nuove costruzioni, di produrre almeno il 50% del fabbisogno di acqua calda sanitaria tramite fonti rinnovabili (ad esempio con pannelli solari). Le stesse norme esonerano da tale obbligo quegli edifici che si allacciano a reti di teleriscaldamento, in quanto questo servizio è considerato “assimilato a fonte rinnovabile”. Il risparmio economico che tale esonero comporta per il cliente è di notevole rilevanza, stante i costi ancora molto elevati delle fonti rinnovabili e le difficoltà di inserimento degli impianti nel contesto edilizio in costruzione. Senza contare, poi, i problemi di impatto visivo che quest’ultimi comportano.[4]

1.3.2 Vantaggi per la “collettività”

• Risparmio di energia primaria di origine fossile (gas e petrolio) : Grazie agli elevati rendimenti di trasformazione del combustibile primario ottenibili in centrale termica.
• Riduzione delle sostanze inquinanti immesse in atmosfera : Il teleriscaldamento urbano consente di utilizzare tutte le fonti energetiche disponibili, integrandole efficacemente; infatti nella centrale è possibile bruciare combustibili diversi a seconda della maggiore convenienza economica del momento e della disponibilità sul mercato. È anche possibile utilizzare il calore di recupero da vari processi industriali, da forni inceneritori di rifiuti, o da altre fonti energetiche rinnovabili, come le biomasse (sottoprodotti agricoli, scarti dell'industria, ecc.) o le falde geotermiche. In un impianto ben progettato, il camino della centrale di teleriscaldamento ha un impatto inferiore a quello prodotto dai camini delle singole case nella città.
· CO2 (anidride carbonica), responsabile dell’effetto serra e dei conseguenti cambiamenti climatici globali (il ricorso al TLR viene indicato come uno dei modi più efficaci per contribuire al rispetto degli obiettivi del Protocollo di Kyoto);
· Ossidi di zolfo (SOX) e ossidi di azoto (NOX), responsabili di danni alla salute umana e all’ambiente in quanto produttori di “piogge acide”;
· Ossido di carbonio (CO), responsabile di gravi danni alla salute umana;
· Particolato, sostanza in grado di danneggiare la salute dell’uomo e dell’ambiente urbano.
• Possibilità di attuare una razionale politica nell’uso delle fonti energetiche : Con ampia possibilità di adattamento alle mutevoli situazioni del mercato energetico nazionale ed internazionale.[1-4]

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Bibliografia
[1] M. Massa, M. Antinucci, M. Brolis, P. Tartarini, “Vademecum sulle tecnologie del risparmio  energetico : Teleriscaldamento”, a cura di Aess (Agenzia per l’Energia e lo Sviluppo Sostenibile di Modena).
[2] C. Artioli, “Incentivi per il teleriscaldamento: certificati verdi, bianchi e grigi”, Incontro sul teme del teleriscaldamento, Bomporto (Mo) 20 Febbraio 2007.
[3] Agenzia per il risparmio energetico di Ancona, A. Gambarotta, I. Vaja, “La cogenerazione”, a cura dell’ Agenzia per il risparmio energetico di Ancona.
[4] Agesp Energia Srl, “Il Teleriscaldamento: i principali vantaggi del teleriscaldamento”