Capitolo 3: Introduzione alla risorsa geotermica Capitolo2: Ottimizzazione termoeconomica di sistema Capitolo 1: Introduzione alla termoeconomia Indice

Indice

Introduzione 1

Capitolo 1: Introduzione alla termoeconomia

1.1 Introduzione 5

1.2 Ottimizzazione termodinamica 6

1.2.1 Ottimizzazione termodinamica di un componente di impianto 7 1.2.2 Ottimizzazione termodinamica di un processo di scambio termico 9

1.3 Ottimizzazione termoeconomica 11

1.3.1 Ottimizzazione exergonomica 11

1.3.2 Definizione dell’equazione di bilancio di costo 13 1.3.3 Caratteristiche e funzioni del metodo SPECO 13 1.3.4 Definizione del principio F e del principio P 14 1.3.5 Relazioni tra costi di investimento ed exergia distrutta 16 1.3.6 Introduzione all’analisi exergoambientale (o exergoenvironmental

analysis)

18

Capitolo2: Ottimizzazione termoeconomica di sistema

2.1 Vantaggi dell’ottimizzazione termoeconomica di sistema 23 2.2 Obiettivi dell’ottimizzazione termoeconomica di sistema 24 2.3 Valutazione termoeconomica di sistemi energetici differenti 27 2.3.1 Analisi termoeconomica di una centrale termoelettrica a carbone 27 2.3.2 Analisi termoeconomica di un impianto a ciclo combinato 31 2.3.3 Analisi termoeconomica di un parco eolico da 100 MW 34 2.3.4 Confronto termoeconomico di un piccolo impianto idroelettrico con un

grande impianto idroelettrico

37 2.3.5 Analisi termoeconomica di due impianti geotermoelettrici 39

Capitolo 3: Introduzione alla risorsa geotermica

3.1 Caratterizzazione della risorsa geotermica 44 3.2 Gestione di un serbatoio a medio-bassa entalpia 45

3.2.1 Strategia di reiniezione 45

3.2.2 Test del tracciante 46

3.2.3 Simulazione numerica 48

3.3 Impatto economico della risorsa geotermica 53 3.3.1 Definizione e calcolo del Levelized Electricity Cost 54 3.3.2 Costo di investimento associato alla risorsa geotermica 59 3.3.3 Costo delle perforazioni nel settore oil & gas 60 3.3.4 Definizione degli indici di costo delle perforazioni 62 3.3.5 Componenti di costo dei pozzi geotermici 64

Capitolo 4: Analisi termoeconomica di casi studio

4.1 Introduzione allo sviluppo geotermico in Turchia 69 4.1.1 Impianto geotermoelettrico di Tuzla 70 4.1.2 Impianti geotermoelettrici di Aydin Salavatli 71 4.1.3 Impianto geotermoelettrico di Kizildere-Denizli 72 4.1.4 Impianto geotermoelettrico di Bad Blumau 73 4.1.5 Impianto geotermoelettrico di Valle Secolo 74

4.2 Introduzione alle variabili di costo 74

4.3 Analisi termoeconomica dei casi studio proposti 76 4.4 Valutazione dei costi delle perforazioni 82 4.5 Valutazione della portata e della potenza “modificata” 84 4.6 Analisi termoeconomica degli impianti geotermoelettrici di Momotombo e

Miravalles

87 4.6.1 Impianto geotermoelettrico di Momotombo 88 4.6.2 Analisi termoeconomica sull’utilizzazione del campo di Momotombo 89 4.6.3 Analisi termoeconomica dell’impianto geotermoelettrico di Miravalles 97

Capitolo 5: Analisi multicriteriale di un serbatoio geotermico a

media bassa entalpia

104

5.1 Introduzione all’analisi multicriteriale 104

5.2 Analisi delle variabili utilizzate 104

5.3 Simulazione numerica di un caso studio: Miravalles (Costa Rica) 110 5.3.1 Definizione del modello e dello stato imperturbato 110 5.3.2 Scenario 1: Estrazione reale di fluido geotermico e calcolo delle

temperature dei pozzi produttivi

115 5.3.3 Scenario 2: Estrazione modificata di fluido geotermico e calcolo delle

temperature dei pozzi produttivi

119 5.4 Differenze rispetto ad un serbatoio a vapore dominante 123 5.5 Analisi conclusive e proposte

Conclusioni

124 126

Ringraziamenti 128