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Energia geotermica

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Energia geotermica 2017-04-03T13:32:11+00:00

Energia geotermica: l’energia che proviene dalla Terra

Si definisce energia geotermica quell’energia che viene generata mediante fonti di tipo geologico di calore e che può essere considerata una tipo di energia rinnovabile e alternativa, se la si valuta in tempi brevi. Questa energia si basa sui principi della geotermia, cioè sulla capacità di sfruttare il calore naturale del pianeta (cioè del gradiente geotermico) dovuto all’energia termica che viene rilasciata nei processi di decadimento nucleare naturale di elementi di tipo radioattivo come l’uranio, il potassio, il torio, che sono contenuti naturalmente negli strati della Terra.

L’energia geotermica è stata utilizzata per la prima volta per produrre elettricità nel 1904 ad opera di Piero Ginori Conti, che sperimentò  un generatore geotermico in Toscana, seguì la costruzione di centrali di questo tipo. Date le sue peculiarità, la geotermia la si può utilizzare sia per produrre energia elettrica che come fonte di calore, in base al processo di cogenerazione. L’energia di questo tipo può essere usata anche per produrre energia termica quindi, calore e acqua calda. L’energia geotermica oggi è solo l’1% della totale produzione di energia nel mondo, tuttavia il potenziale secondo gli scienziati c’è, si dice potrebbe da sola soddisfare il fabbisogno di energia per 4000 anni.

Principio geotermico

L’ energia geotermica è un tipo di energia che si può sfruttare senza danneggiare la Terra, infatti essa sfrutta il calore presente in tutti i casi negli strati profondi della crosta terrestre. Penetrando in profondità nella superficie della terra, la temperatura si fa sempre più elevata, aumentando di 30°C all’incirca per ogni chilometro. I giacimenti di energia sono tuttavia dispersi e oltre ad una certa profondità non è più possibile sfruttarla. Per estrarre e utilizzare il calore sprigionato dalla Terra è necessario andare ad individuare le zone con un anomalia termica positiva, cioè dove si concentra il calore terrestre: il serbatoio oppure il giacimento. Al fine di ottenere un riscaldamento ottimo viene di solito messa in atto un’azione di fluidi con temperatura bassa, mentre per ottenere energia elettrica si usano ad alte temperature.

Ci sono diversi sistemi geotermici, ma recentemente se ne sfruttano in modo industriale solo i sistemi idrotermali, che sono costituiti da formazioni rocciose di tipo permeabile nei quali l’acqua piovana e dei fiumi si infiltra e viene scaldata dalle rocce ad alta temperatura. Le temperature raggiunte sono comprese tra 50 -60°C e 100 o oltre.

Vantaggi e svantaggi

L’utilizzo di questa energia comporta vantaggi importanti:

  • l’inesauribilità a tempi brevi, se viene sfruttata in modo razionale ed è disponibile indipendentemente dal momento dell’anno e dall’ora del giorno;
  • minore inquinamento della Terra, anche se in piccola percentuale rimane pare, in particolare si emettono zolfo, mercurio, arsenico, perché questi sono presenti nei fluidi geotermali. Per questo motivo le aree che vengono utilizzate per produrre energia geotermica viene sottoposta a controlli annuali;
  • gli scarti di produzione si possono anche riutilizzare

Gli svantaggi sono:

  • I giacimenti a momento sono dispersi e in molti casi la profondità è tale da impedire lo sfruttamento degli stessi;
  • Gli odori emessi sono sgradevoli e gli impianti non hanno poco impatto sul paesaggio. L’odore è sulfureo, quindi poco sopportabile, sono necessari impianti di abbattimento del problema.

Sistema geotermico per produrre energia termica

Per produrre energia termica a partire dall’energia geotermica si utilizzano di solito pompe di calore. Queste riescono infatti a produrre energia termica per acqua calda corrente e per il riscaldamento. In certe zone particolari si presentano alcune condizioni nelle quali la temperatura del sottosuolo è maggiore della media, a causa di fenomeni vulcanici o tettonici. In queste aree calde l’energia può essere recuperata più facilmente. È un processo geotermico anche convogliare i vapori delle sorgenti di acqua del sottosuolo verso specifiche turbine per produrre energia elettrica e utilizzando poi il vapore acqua per riscaldare edifici, serre.

Per alimentare la produzione di questo vapore acqueo si ricorre in molti casi all’immissione di acqua fredda nelle profondità, un metodo utile per mantenere costante il flusso di vapore. In tal modo è possibile far lavorare a pieno regime le turbine e produrre calore in continuità. In questo caso sembrano promettenti gli sviluppi fatti in relazione all’energia geotermica, quando non viene sfruttata l’acqua di un territorio molto esteso,ma se ne trae solamente il calore.

Impianti geotermici

Gli impianti geotermici sono sostanzialmente delle centrali geotermoelettriche e si possono distinguere in differenti tipologie: a contropressione, quando il vapore preso dalla terra dopo essere stato sfruttato viene liberato nell’atmosfera; a condensazione, quando il vapore usato viene ricondensato e iniettato nel sottosuolo di nuovo, mediante un pozzo; a flash, quando vengono installate con fluidi cosiddetti a acqua dominante e hanno un separatore che distingue il vapore da avviare alla turbina e l’acqua che viene eliminata successivamente.

Le centrali geotermiche sono delle centrali che sono in grado di sfruttare il calore della terra quindi geotermico. Il flusso di vapore che proviene dal sottosuolo, liberato o canalizzato con perforazione geologica negli strati profondi, produce una tale forza da mettere in moto una turbina. L’energia meccanica di questa viene trasformata in elettricità con un alternatore. Nei sistemi geotermici con vapore dominante, si può produrre anche energia elettrica mandando il vapore, attraverso dei vapordotti, a una turbina connessa a un generatore di corrente. Se il fluido non arriva a una temperatura abbastanza alta, l’acqua calda può essere comunque usata per produrre calore, come nel caso di impianti di teleriscaldamento.

Oltre alla tecnologia a vapore diretto (direct steam) c’è un altro sistema che è detto binario (binary cycle) che prevede uno scambio del calore del fluido geotermico con un altro che va ad attivare le turbine. L’impianto binario costituisce una scelta idonea dal momento che il valore energetico del fluido è basso, cioè quando è inferiore a 180°C, mentre il sistema diretto è più efficace se la temperatura è maggiore di così. Con lo stesso fluido, l’impianto a vapore diretto ha vantaggi davvero significativi:

  • l’impatto sull’ambiente è minimo, dal momento che il quantitativo di fluido è minore per la produzione della medesima energia (meno pozzi e meno tubature quindi),
  • ha una struttura più compatta, quindi occupa meno territorio,
  • è meno rumoroso rispetto al binario perché ha meno torri refrigeranti e rispettivi ventilatori.

Tutte e due queste tecnologie non hanno grandi differenze per quanto riguarda il rilascio di emissioni nell’aria, poiché i gas separati vengono trattati.