Servizi a Rete TOUR Torino 2017

2. Mariachiara Zanetti
Teleriscaldamento ed emissioni locali
Professore Ordinario di
Ingegneria Sanitaria Ambientale

3. Stazione TO Rebaudengo
2016
PM10 NOx
Superamenti
limite
giornaliero
74 28
Concentrazione
media annuale
( limite =
40 μg/m3 )
37 70

4. Produzione di
energia elettrica;
10,7%
Teleriscaldamento;
3,2%
Impianti
residenziali; 5,9%
Trasporto su strada;
55,5%
Combustione
nell'industria;
19,4%
Altre sorgenti; 5,3%
Produzione di
energia
elettrica; 0,5%
Teleriscaldamento;
0,4%
Impianti
residenziali; 6,3%
Trasporto su strada;
80,6%
Combustione
nell'industria; 0,5%
Altre sorgenti;
11,7%
Emissioni locali a Torino ( Inventario Regionale 2010)
Particolato (PM10)
750 tonnellate
Ossidi di azoto (NOx)
8000 tonnellate

5. Teleriscaldamento = soluzione strategica per il riscaldamento residenziale urbano perché:
12 mln m3 = 6-8% nox
Teleriscaldamento: sì o no?
Rete TLR a
Torino
1. La centralizzazione della produzione energetica consente un
risparmio complessivo di energia primaria
2. Le emissioni unitarie delle grandi centrali sono minori degli
impianti residenziali
3. Le emissioni delle grandi centrali sono monitorate in continuo
e controllate dalle ARPA
4. A livello locale, le emissioni vengono decentralizzate rispetto
ai centri urbani

6. Secondo una nostra stima:
Un’estensione della rete TLR a Torino pari a 12 milioni
di m3 di volumetria abitativa (50.000 appartamenti da
80 m2) comporterebbe una riduzione delle emissioni
dagli impianti residenziali pari a:
• Il 10 – 15 % degli ossidi di azoto
• Il 3 – 5 % del particolato
Teleriscaldamento: sì o no?

7. Scopo: Definizione di una metodologia relativa alla valutazione delle conseguenze in termini di qualità dell’aria
dei flussi emissivi di inquinanti emessi da impianti energetici nelle aree metropolitane, con particolare riguardo
alle reti TLR
Il progetto di ricerca POLITO – IREN – AIRU
1. Definizione di una
metodologia generale
2. Applicazione al caso studio
di Torino

8. Valutazione ambientale delle reti TLR
1. Definizione del sistema e degli scenari
2. Raccolta dati ambientali ed energetici
3. Calcolo del bilancio energetico
4. Calcolo delle emissioni dispersione sul territorio
5. Elaborazione e confronto dei risultati
Fasi della metodologia

9. Metodologia - Definizione del sistema
Scenari a confronto:
Estensione attuale Estensione futura
• Situazione attuale vs. scenario pregresso
Come è cambiata la qualità dell’aria da quando c’è il TLR?
• Situazione attuale vs. scenario futuro
Come cambierebbe la qualità dell’aria se venisse installata o
ampliata la rete TLR?
Anno Volumetria estensione prevista (milioni di m3)
2017 2,75
2019 6,72
2021 3,10
TLR a Torino

10. • Caratterizzazione dell’area
• Meteorologia
• Geomorfologia
• Caratterizzazione del sistema energetico esistente
• Centrali di produzione
• Sistemi integrazione e accumulo
• Modalità di dispacciamento del calore
• Caratterizzazione delle utenze residenziali
• Parametri costruttivi degli edifici
• Impianti sostituiti e combustibili usati
Metodologia - Raccolta dati

11. Metodologia - Bilancio energetico ed emissivo
• Determinazione del bilancio energetico della rete su base oraria
• Richiesta di calore degli edifici
• Produzione delle centrali di cogenerazione
• Domanda di calore degli edifici stimata in base a
• Modelli di riferimento
• Misurazioni reali
• Definizione degli flussi emissivi orari a partire da
• Dati reali (centrali di cogenerazione)
• Fattori di emissione standard (edifici)

12. Modelli di dispersione
Metodologia - Calcolo degli impatti sul territorio
Modello di
dispersione
Pre-processore
meteo
Input meteo
& geofisici
Post-processore
Mappe di
concentrazione
Flussi emissivi &
parametri sorgenti
Un modello di dispersione è uno strumento matematico/informatico che cerca di ricostruire il più fedelmente possibile lo stato della
concentrazione dei vari inquinanti in un dominio di calcolo spazio-temporale di interesse.
I risultati della simulazione di dispersione vengono rappresentati in forma di mappe di differenza di concentrazione tra lo scenario attuale e
quello comparativo
Δ𝐶 = 𝐶𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑜 − 𝐶 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑒

13. Risultati attesi
Mappe di differenza di concentrazione di NOx, PM, CO, SO2
• Medie orarie
• Medie giornaliere
• Massimi orari sulla media giornaliera
• MAX differenza assoluta (condizioni peggiori)
• MIN differenza assoluta (condizioni migliori)

14. Metodologia – sviluppi in corso
• Stiamo lavorando ad ulteriori sviluppi della metodologia che permettano una più immediata valutazione degli
impatti ambientali da parte dei soggetti interessati (popolazione, amministrazioni)
• Abbiamo sviluppato un modello integrato su base MATLAB avente le seguenti funzioni:
• Analizzare e formattare i dati in ingresso
• Favorire la ripetizione della procedura di calcolo in seguito a cambi di
variabili o scenario
• Favorire una applicazione standardizzata per gli interventi di installazione
o estensione delle reti TLR in diversi contesti operativi

15. Conclusioni
1. Il teleriscaldamento cogenerativo rappresenta una valida opportunità per la mitigazione dell’inquinamento a livello locale.
2. Il progetto di ricerca che stiamo portando avanti riguarda la definizione degli strumenti e modalità operative per la
quantificazione degli impatti ambientali associati all’esercizio della generazione e distribuzione centralizzata.
3. La metodologia sviluppata è di primaria importanza per:
• Ottenere informazioni sulla sostenibilità locale di interventi di gestione o pianificazione energetica
• Implementare e rivedere le analisi di scenario, valutando diverse opportunità gestionali ed operative (es: localizzazione
delle centrali)

16. Mariachiara Zanetti
Gruppo di Ingegneria Sanitaria Ambientale
Dipartimento DIATI
Grazie
Deborah Panepinto
Marco Ravina