Uno studio condotto a Leeds evidenzia come le gallerie ferroviarie possano essere una fonte di calore per le abitazioni. / Leeds study highlights rail tunnels as heat source for homes

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un nuovo studio dell'Università di Leeds ha dimostrato come le nuove gallerie ferroviarie potrebbero essere utilizzate come fonte di riscaldamento e raffreddamento per le abitazioni del Regno Unito.

Pubblicata sulla rivista Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Civil Engineering, la ricerca ha studiato il potenziale di sfruttamento dell'energia termica proveniente dalle infrastrutture ferroviarie sotterranee lungo il tracciato, ora abbandonato, della Fase 2b dell'HS2 tra Manchester e Crewe. Il gruppo di Leeds ha scoperto che i "tunnel energetici" lungo il percorso potrebbero essere utilizzati per generare tra 54 e 98 gigawattora di calore all'anno, sufficienti a riscaldare 5.000-6.000 abitazioni. 

I tunnel energetici funzionano rivestendo gallerie e stazioni con tubi che trasportano un fluido in grado di assorbire calore e di portarlo in superficie. Le pompe di calore utilizzano quindi questo calore per fornire riscaldamento o raffreddamento a basse emissioni di carbonio agli edifici situati sopra i tunnel o, se collegati ad una rete di teleriscaldamento, ad edifici ed abitazioni in un'area molto più ampia.

"L'implementazione di sistemi di riscaldamento e raffreddamento per le gallerie durante la costruzione porterebbe un duplice vantaggio: migliori collegamenti di trasporto ed, al contempo, riscaldamento e raffreddamento locali, più economici ed a basse emissioni di carbonio", ha affermato Fleur Loveridge, responsabile del progetto e professoressa di ingegneria geoenergetica presso l'Università di Leeds.

"L'estrazione del calore dal tunnel riduce anche la necessità di costosi sistemi di ventilazione per raffreddarlo dal calore che altrimenti si accumulerebbe."  

Sebbene la Fase 2b dell'HS2 non andrà avanti, il governo si è recentemente impegnato a favore della Northern Powerhouse Rail (NPR), che promette nuovi e significativi investimenti nelle infrastrutture ferroviarie del Nord dell'Inghilterra.  I piani della NPR includono una nuova linea che collegherà Liverpool e Manchester, seguendo in parte il tracciato del progetto HS2 poi cancellato. Secondo i ricercatori, è giunto il momento di iniziare a valutare come sviluppare nuove infrastrutture sotterranee, ad esempio sotto forma di tunnel energetici.

"La fase iniziale del progetto in cui ci troviamo attualmente è cruciale per valutare seriamente l'integrazione di un sistema di tunnel energetici, in vista della costruzione di nuove linee ferroviarie prevista per gli anni 2030", ha affermato il professor Loveridge.

“Se ulteriori indagini dovessero suggerire che questa soluzione non è adatta al progetto, ci sarà tutto il tempo per scartarla in una fase successiva della pianificazione. Ma per prendere una decisione consapevole, dobbiamo continuare ad esplorare queste possibilità, e l'unico momento per farlo è ora: proprio all'inizio, prima che vengano elaborati i primi progetti.”  

Nonostante i potenziali vantaggi derivanti dall'utilizzo di energia termica tramite tunnel, finora sono stati sviluppati pochi sistemi commerciali. Secondo il gruppo di Leeds, ciò è dovuto ad una combinazione di elevati costi iniziali, lunghi tempi di ammortamento, incertezze tecniche ed alla necessità di ridurre al minimo i rischi ed i ritardi nella costruzione. Si spera che il nuovo studio possa contribuire a risolvere alcune di queste problematiche ed ad infondere fiducia negli stakeholder, dimostrando che i tunnel energetici rappresentano ancora un'opzione valida.

"Il nostro studio dimostra che i tunnel energetici sono realizzabili se si adottano una pianificazione ed un'organizzazione adeguate", ha affermato l'autore principale, il dottor David Barns, ex ricercatore di Leeds ed ora in forza all'Università di Lund, in Svezia.  

"Abbiamo scoperto che il sistema può ripagarsi da solo grazie al risparmio energetico, ed il costo iniziale aggiuntivo è minimo se paragonato al costo di nuove linee ferroviarie: una spesa extra di circa lo 0,2%."  

ENGLISH

A new study from Leeds University has shown how new rail tunnels could be used as a source of heating and cooling for UK homes.

Published in Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Civil Engineering, the research investigated the potential to harness thermal energy from subterranean rail infrastructure on the now sc

rapped HS2 Phase 2b route between Manchester and Crewe. The Leeds team found that ‘energy tunnels’ on the route could be used to generate between 54-98 Gigawatt-hours of heat per year, enough to heat 5,000-6,000 homes. 

Energy tunnels work by lining tunnels and stations with pipes that carry fluid which absorbs heat and carries it to the surface. Heat pumps then use this heat to provide low carbon heating or cooling to buildings sited above the tunnels or – if connected to a heat network – buildings and homes across a much wider area.

“There would be dual benefits if tunnel heating and cooling systems were implemented during construction: better transport links along with home-grown, cheaper, low-carbon heating and cooling,” said project lead Fleur Loveridge, Professor of Geo-Energy Engineering at Leeds University.

“Extracting heat from the tunnel also reduces the need for expensive ventilation systems to cool it from the heat that would otherwise accumulate.”  

Although HS2 Phase 2b will not move forward, the government recently committed to Northern Powerhouse Rail (NPR), which promises significant new investment in rail infrastructure in Northern England. NPR plans include a new line connecting Liverpool and Manchester that follows part of the axed HS2 plan. According to the researchers, now is the time to start considering how new underground infrastructure could be developed as energy tunnels.

“The early project stage we’re currently in is the critical time to seriously consider integrating an energy tunnel system, with new rail lines due to be built in the 2030s,” said Prof Loveridge.

“If further investigation suggests this isn’t right for this project, there will be ample time to decide against it later in the planning process. But to make an informed decision, we need to continue exploring these possibilities – and the only time to do that is now: right at the very beginning, before the first plans are drawn up.”  

Despite the potential benefits of sourcing thermal energy via tunnels, few commercial systems have so far been developed. According to the Leeds team, this is due to a combination of high initial costs, long payback periods, technical uncertainties, and the need to minimise construction risk and delays. It’s hoped the new study can help address some of these concerns and give stakeholders confidence that energy tunnels are still be a viable option.

“Our study establishes that energy tunnels can be done if the right planning and arrangements are in place,” said lead author Dr David Barns, a former Leeds researcher now working at Lund University in Sweden.  

“We found the system can pay for itself through energy savings, and the additional upfront cost is small when compared to the cost of new railways: an extra spend of around 0.2 per cent.”  

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/leeds-study-shows-how-rail-tunnels-could-heat-homes?rcip=giuseppecotellessa%40libero.it&utm_campaign=Daily%20Bulletin%20-%20010626%20-%20Monday&utm_content=&utm_term=https%3A%2F%2Fwww.theengineer.co.uk%2Fcontent%2Fnews%2Fleeds-study-shows-how-rail-tunnels-could-heat-homes&utm_medium=email&utm_source=The%20Engineer