Che cos’è l’energia geotermica?
Le fonti rinnovabili sono risorse che l’uomo sta cercando d’impiegare per produrre energia elettrica cercando di diminuire gli approvvigionamenti provenienti dal petrolio e da fonti fossili altamente inquinanti.
Tra queste una delle fonti rinnovabili maggiormente impiegate in Italia e anche nel resto dell’Unione Europea è la cosiddetta Energia geotermica. Nonostante questa sia meno conosciuta rispetto a quella solare o eolica, in realtà le sue potenzialità sono al quanto elevate.
Con energia geotermica s’intende l’estrazione e l’impiego dell’energia che viene generata dal nucleo terrestre.
Una delle energie da fonti rinnovabili utilizzate in Italia e largamente diffuse in Europa è quella geotermica. Questo tipo di energia si basa sui principi della materia geotermica, dunque si va a sfruttare il calore che la terra genera naturalmente, in quanto al centro di essa vi è un nucleo incandescente e che raggiunge temperature altissime. Il calore della terra, che viene rilasciato costantemente può essere sfruttato per creare energia elettrica, impiegabile successivamente al posto di quella tradizionale.
All’interno della terra e dei vari strati che la costituiscono si trovano diversi elementi in grado di produrre energia, ma non solo nel nucleo, nella crosta terrestre e nel mantello vi sono anche componenti radioattivi come il torio e l’uranio, che si creano naturalmente nel suolo terrestre.
Utilizzare l’energia geotermica dunque può permettere di ottenere un rifornimento energetico costante in modo completamente naturale e con fonti rinnovabili. Per mantenere però la rinnovabilità di quest’energia bisogna ricordare che una sorgente geotermica ha un tempo di vita breve.
Infatti, se questa viene sfruttata eccessivamente, nel tempo questa perde di valore, in quanto si rischia di indurre la diminuzione dell’anomalia termica positiva e quindi la fonte estratta non può essere più considerata realmente rinnovabile. L’anomalia si verifica a seconda dello sfruttamento e della quantità di energia che viene estratta mediante questo sistema.
Come funziona un impianto geotermico?
Gli impianti o le centrali geotermiche sono il sistema principale per riuscire ad estrarre il calore della terra e per trasformarla infine, in energia elettrica.
Al fine di ottenere energia elettrica pulita è possibile utilizzare due sistemi differenti le centrali geotermiche e gli impianti di geotermia a bassa entalpia.
Gli impianti per l’estrazione di energia geotermica a bassa entalpia, servono ad estrarre il calore della terra per poi climatizzare gli edifici o le abitazioni. In questo caso, si sfrutta lo scambio termico impiegando una pompa di calore e ponendola nel sottosuolo superficiale. Il calore che proviene dalla terra viene dunque inglobato all’interno di questa pompa che riesce poi a climatizzare gli ambienti
La pompa di calore per funzionare ha bisogno di energia elettrica, che però non viene attratta da quella geotermica, ma dev’essere messa in funzione da altre fonti di energia. Quindi gli impianti per l’estrazione di energia geotermica a bassa empatia, in realtà non servono a generare energia elettrica, ma permettono si sfruttare le condizioni della superficie terrestre per mantenere gli ambienti sempre a una temperatura costante, e dunque caldi d’inverno e freschi durante l’estate.
A differenza degli impianti a bassa empatia che servono alla climatizzazione degli ambienti, la centrale geotermica invece, serve a sfruttare le fonti di calore per ottenere energia elettrica. Per il corretto funzionamento di una centrale geotermica di solito si sfruttano le fonti di calore che vi sono nel sottosuolo, quindi si procede prima di tutto alla trivellazione del terreno, in questo modo il calore può essere portato in superficie.
Per permettere ciò è necessario che si abbia una turbina che permetta la trasformazione dell’energia meccanica del sottosuolo in vera e propria energia elettrica. In questo caso viene impiegato uno scambiatore di calore che serve per non compromettere la turbina. A seconda della temperatura dell’acqua è possibile sfruttare due sistemi differenti uno ad acqua dominante e una a vapore. Il sistema a vapore funziona attraverso una turbina, mentre nel secondo caso si utilizza l’acqua calda solo per il teleriscaldamento.
Fonti rinnovabili geotermiche: la storia e l’impiego negli anni
L’impiego del calore della terra in realtà ha origini al quanto antiche, durante l’epoca romana, questa veniva sfruttata principalmente per il rifornimento di acqua calda. Basti pensare che in Italia, come in diverse zone d’Europa vi sono fonti termali che veniva sfruttate sia a fini terapeutici sia a fini di rifornimento idrico.
Nonostante l’impiego delle fonti naturali della terra in epoca antica non riguardassero il rifornimento energetico, dato che ancora non si comprendevano le leggi dell’elettricità e non la si sfruttava, il calore e il valore di questo non erano certo sconosciuti all’uomo.
Infatti, nel 1827 a Lardello in Toscana s’iniziarono a sfruttare industrialmente le fonti termiche, all’inizio per l’estrazione dell’acido borico. Nel corso dell’ottocento queste divennero fonti per la produzione di acqua calda, e nel 1904 in Italia, gli impianti geotermici rudimentali vennero impiegati per produrre l’energia elettrica.
Quindi nel corso del ‘900 specialmente in paesi come gli Stati Uniti, l’Italia e l’Islanda s’inizio a dare valore all’energia geotermica e la s’inizio a utilizzare per la produzione naturale di energia elettrica.
I paesi che utilizzavano questa energia come possiamo notare non erano molti, ma questo era dovuto a una scarsa disponibilità di siti nei quali procedere all’estrazione del calore termico generato dalla terra. Al momento, l’energia geotermica infatti, costituisce all’incirca l’1% della produzione mondiale.
Il valore dell’energia geotermica secondo uno studio del MIT
Il MIT, uno degli Istituti Universitari di Tecnologia più famosi del mondo, con sede in Massachusetts ha dichiarato che il potenziale dell’energia geotermica mondiale è al quanto elevato. Il problema, per il quale questa fonte rinnovabile è scarsamente impiegata, dipende non dalle sue potenzialità, ma dai costi che ha la sua estrazione e manipolazione al fine di ricavarne energia elettrica.
Il MIT però conferma, che se vi fossero mezzi adeguati, si potrebbe grazie all’energia geotermica soddisfare il fabbisogno di energia elettrica per ben 4000 mila anni, senza dover impiegare nessun altra fonte rinnovabile. Al momento i maggiori produttori di energia geotermica sono gli Stati Uniti, le Filippine, l’Indonesia, il Messico e l’Italia.
Le tipologie di sorgenti geotermiche
Per l’estrazione di energia elettrica e lo sfruttamento di questa fonte rinnovabile esistono diverse tipologie di sorgenti che si possono adoperare. Le principali sorgenti geotermiche sono quelle: geopressurizzate, petrotermiche e idrotermiche.
Queste sorgenti sono differenti tra loro e prevedono diversi mezzi di estrazione. Le sorgenti geopressurizzate si trovano una profondità al quanto elevata, al fine di riuscire a procedere all’estrazione di una fonte maggiore di calore. Queste vengono posizionate tra i 2500 e i 9000 mila metri. A queste profondità nonostante le temperature dell’acqua siano basse, si riesce però a sfruttare le altissime pressioni che si generano nell’acqua. Infatti, le sacche che si creano a questa profondità sono ricche sia di gas naturali sia di agenti chimici, che però potrebbero essere nocivi per l’uomo.
Le sorgenti idrotermiche sono forse le più utilizzate, queste costituiscono infatti il 90% delle sorgenti impiegate per lo sfruttamento dell’energia geotermica. Gli impianti in questo caso raggiungono una profondità massima di 2000 metri e vengono impiantate nelle vicinanze di rocce ignee che sono in grado di riscaldare l’acqua sino a temperature elevate. Questa sorgente viene identificata con due sistemi differenti ossia a vapore o ad acqua dominante, a seconda dello stato dell’acqua e della pressione.
Le sorgenti petrotermiche, infine, servono a sfruttare l’energia prodotta da banchi di rocce presenti ad elevate profondità all’interno della terra. Mentre nei primi due casi gli impianti vengono realizzati in acqua, queste sono impiantate in assenza di acqua all’interno del terreno. Questo tipo di sistema, nonostante le moderne tecniche che permettono la trivellazione del terreno e la frantumazione della roccia, i costi per l’impiego di questi strumenti sono al quanto elevati.
Il potenziale della geotermia in Italia
L’Italia ha un alto potenziale nell’estrazione dell’energia geometrica, secondo uno studio sfruttando al massimo il territorio è possibile estrarre un’enorme quantità di energia. L’energia geotermica estratta in Italia ha una temperatura tra gli ottanta e i novanta gradi, per questo motivo è possibile estrarre da questa energia elettrica.
Oggi le principali zone nelle quali si estrae la maggiore energia geotermica per l’elettricità si trovano nella fascia pre-appeninica tra la Toscana, il lazio e la Campania, oppure in Sicilia, in Sardegna e nelle zone vulcaniche del Tirreno. In queste zone è possibile estrarre energia geotermica mediante risorse ad alta temperatura.
Invece per quanto riguarda le risorse a media e a bassa temperatura sono ideali per qualunque uso diretto, queste si trovano in varie zone dell’Italia, infatti sono rintracciabili anche a bassa profondità.
In genere in Italia, l’energia geotermica ha un forte potenziale, in quanto le risorse sostenibili e rinnovabili sono anche compatibili con l’ambiente circostanze. In generale, il problema dell’impiego esclusivo di questa tecnologia si riflette sui costi che sono al quanto alti.
I vantaggi e gli svantaggi dell’energia geotermica
I vantaggi dell’energia geotermica sono davvero molti, ma vi sono anche degli svantaggi nel suo impiego, vediamo insieme quali sono i principali.
La geotermia è una delle fonti maggiori di energia rinnovabili, queste fonti permettono di produrre una grandissima quantità di energia elettrica, al quanto superiore rispetto a quelle che si possono estrarre con l’energia eolica o con l’energia solare.
I vantaggi dell’energia geotermica, prevedono:
L’energia geotermica è del tutto indipendente, a differenza delle altre infatti questa non dipende dalla luce del giorno, dalla presenza o dalla assenza del sole, e nemmeno dalle condizioni del meteo. Ad esempio l’energia solare e quella eolica dipendono appunto dal sole, e dal vento. Quindi se le condizioni sono avverse non è possibile cumulare energia. L’energia geotermica invece è sempre disponibile, infatti la terra non smette mai di emettere calore.
Le centrali geotermiche hanno il vantaggio di rispettare al massimo l’ambiente, queste non inquinano e sono completamente sostenibili, e non presenta alcuna combustione nel processo. Questa non produce emissioni di anidride carbonica nell’aria né rilascia polveri sottili nell’aria.
Inoltre gli scarti di produzione delle centrali geotermiche è possibile riciclarli, in questo modo si favorisce il reimpiego ecologico, anche delle sostanze di scarto.
Gli svantaggi dell’energia geotermica
Oltre ad avere diversi vantaggi quest’energia però possiede anche degli svantaggi, infatti l’energia geotermica impiegata nel mondo è pari solo all’1% dell’intera produzione mondiale di energia. Il problema principale delle centrali idroelettriche oltre a necessitare di un’attrezzatura costosa, è anche difficile da estrarre. Questo succede perché i giacimenti che offrono una maggiore risorsa energetica, si trovano a profondità sotto il livello del mare o dell’oceano così profonde che diventa davvero difficile sfruttarla.
Infatti, quando si deve sfruttare l’energia geotermica è necessario controllare le zone che presentano un anomalia termica positiva. Solo in quelle zone sarà possibile trovare una forte concentrazione di calore terrestre, questo infatti viene impiegato come fonte principale dell’estrazione geotermica.
A differenza di altre fonti di energia che non danno problemi dal punto di vista olfattivo o estetico, gli impianti di estrazione per l’energia geotermica invece emette degli odori sgradevoli. Il forte odore deriva dal rilascio dello zolfo che fuoriesce inevitabilmente con i vapori derivanti dal calore della fonte termale. Questo è un problema specialmente per le persone che risiedono vicino ai siti, e che quindi potrebbero avvertire quest’odore sgradevole nell’aria. Il problema dell’odore, spesso viene risolto con impianti di abbattimento, che servono appunto a limitare il rilascio dell’odore sulfureo nell’aria.
Un altro svantaggio degli impianti geotermici è dovuto alla sua conformazione che rischia di deturpare il paesaggio. Infatti, gli impianti presentano innumerevoli tubature che possono deturpare il paesaggio, anche se ultimamente sono state adottate varie soluzioni tecnologiche che permettono di rispettare il contesto generale dell’ambiente che circonda l’impianto geotermico.
La geotermia negli impianti domestici
I principi della geotermia sono applicabili anche per produrre energia a livello domestico e residenziale. Questa tecnologia è stata sviluppata solo di recente e si sta diffondendo sopratutto negli Stati Uniti e nell’Europa Settentrionale. In Italia l’impiego della geotermia in sostituzione dell’impianto di riscaldamento è ancora poco noto.
Un impianto geotermico può fornire un’ambiente domestico davvero ideale, perché riesce a garantire il giusto calore durante l’inverno e frescura nel periodo estivo. Questa tecnologia impiegata a livello residenziale può fornire diversi vantaggi sia dal punto di vista ambientale sia economico.
Uno dei principali vantaggi dell’impianto geotermico dipende dal risparmio che si genera grazie alla sua doppia azione. Infatti, normalmente si utilizzano impianti di climatizzazione per l’estate e la caldaia per l’inverno, invece in questo caso è possibile riscaldare e rinfrescare con un unico mezzo.
Un impianto geotermico di riscaldamento prevede però un esborso economico al quanto considerevole infatti per un abitato sui centocinquanta metri quadrati, l’investimento prevede un costo di circa 20,000 mila euro che comprende sia il prezzo dell’installazione che quella della fornitura dell’impianto. Anche se i costi iniziali sono al quanto esosi, questi possono essere ammortizzati in pochi anni, in quanto il risparmio sull’impiego del gas è di circa il 60% sui costi totali.
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