L’energia geotermica ha origini lontane. Nel Paleolitico e presso gli antichi Romani veniva già utilizzata per riscaldarsi, cucinare e fare il bagno. Oggigiorno essa rappresenta una soluzione per ridurre la quantità di gas a effetto serra.
L’energia geotermica è una risorsa rinnovabile che fornisce un’importante quantità di energia elettrica in paesi europei e non, tra cui l’Islanda ( copre più del 90% del fabbisogno di riscaldamento dell’Islanda), il Salvador, la Nuova Zelanda, il Kenya e le Filippine. Ciononostante, questa energia resta indietro rispetto ad altre fonti rinnovabili. Analogamente all’energia idrica, l’utilizzo dell’energia geotermica è ridotto rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile come l’eolico o il solare. La sua diffusione è destinata ad aumentare? Continuate a leggere per scoprirlo.
Che cos’è l’energia geotermica?
Il termine geotermia deriva dal greco, poiché in greco geo significa “terra” e thermal “calore”; l’energia geotermica infatti è il calore prodotto dalla Terra. È una risorsa accumulabile per uso umano ed è rinnovabile.
Le risorse geotermiche sono serbatoi di acqua calda presenti naturalmente o creati artificialmente sotto la superficie terrestre, con temperature e profondità diverse. Questo è il luogo in cui il pianeta è più caldo. L’attrito e l’attrazione gravitazionale che si sono creati quando la Terra si è formata più di 4 miliardi di anni fa forniscono una modesta quantità di calore al nucleo.
Esistono diverse tecnologie geotermiche con vari livelli di sviluppo; quelle a uso diretto, come il teleriscaldamento, le pompe di calore geotermiche e il riscaldamento delle serre, sono ben consolidate.
Vantaggi e svantaggi dell’energia geotermica
Il principale vantaggio dell’implementazione dell’energia geotermica è quello ambientale poiché si tratta di una fonte naturale di cui beneficiano anche gli animali. I macachi, meglio conosciuti come scimmie delle nevi, per esempio che si trovano nell’isola giapponese di Honshu, sono famosi per fare il bagno nelle sorgenti calde vulcaniche locali.
L’energia geotermica è anche più conveniente di quella convenzionale, ma una volta costruita la centrale geotermica, la trivellazione e l’esplorazione di questi siti sono piuttosto costose, considerato che il costo di installazione dei sistemi geotermici è superiore a quello di altri sistemi. Tuttavia, nel corso del tempo, i sistemi geotermici garantiscono al proprietario dell’abitazione il riscaldamento e il raffreddamento gratuiti, oltre a un notevole risparmio sulle bollette energetiche.
Sono sempre disponibili, a differenza di altre fonti di energia rinnovabile come il solare e l’eolico, che hanno bisogno della luce del sole o del vento per essere più efficienti. Malgrado la sua accessibilità, la sua produzione è limitata alle aree vicine ai confini delle placche tettoniche.
Il ruolo dell’energia geotermica nella transizione energetica
L’energia geotermica può essere utilizzata per produrre energia elettrica, riscaldare e raffreddare gli edifici e per altri scopi, venendo tirata in superficie sotto forma di vapore e acqua calda presenti in natura. È una risorsa pulita e rinnovabile che può integrare altre fonti rinnovabili, come l’energia solare ed eolica. Tuttavia, è molto meno diffusa.
Per ottenere questa energia, si possono scavare pozzi nel terreno. I pozzi vengono utilizzati come fonte di vapore o acqua calda dalle strutture geotermiche per azionare le turbine che generano energia. Scoprite i 5 passi per generare elettricità dall’energia geotermica.
“È urgente smettere di sovvenzionare l’industria dei combustibili fossili, ridurre drasticamente gli sprechi di energia e spostare in modo significativo le nostre forniture di energia da petrolio, carbone e gas naturale a energia eolica, solare, geotermica e altre fonti di energia rinnovabile”.
Bill McKibben, ambientalista americano
Come viene prodotta l’energia geotermica?
Per accedere alle risorse geotermiche, si scavano pozzi profondi fino a un miglio o più nei serbatoi sotterranei. Queste risorse possono essere ottenute attraverso sistemi geotermici potenziati, che aumentano o sviluppano le risorse geotermiche attraverso una procedura nota come stimolazione idraulica, oppure grazie alla permeabilità naturale di calore, roccia e acqua. Queste risorse geotermiche alimentano turbine collegate a generatori elettrici.
Le centrali geotermiche sono di tre tipi diversi:
- Vapore secco – è il tipo più antico, che utilizza il vapore generato direttamente dalle fessure della terra per alimentare una turbina.
- Impianti flash – estraggono acqua calda ad alta pressione dal sottosuolo e la combinano con acqua fredda a bassa pressione. A sua volta, questo genera vapore che alimenta una turbina.
- Impianti binari – utilizzano acqua calda passata attraverso un liquido secondario con un punto di ebollizione inferiore a quello dell’acqua. Una turbina è alimentata dalla trasformazione del fluido secondario in vapore. Le future centrali geotermiche saranno probabilmente principalmente impianti binari.
5 passi per generare elettricità dall’energia geotermica:
1. Trovare la fonte
Il primo passo consiste nell’individuare una risorsa geotermica adatta, che di solito si trova vicino a vulcani attivi o inattivi, sorgenti calde o geyser. Una delle regioni geotermiche più attive del pianeta è l’Anello di Fuoco che circonda l’Oceano Pacifico.
2. Pozzi di perforazione
Una volta identificata una risorsa geotermica, viene perforato un pozzo nel terreno per accedere al serbatoio geotermico. La profondità del pozzo dipende dalla temperatura e dalla pressione del serbatoio.
3. Il vapore fa girare la turbina
Il fluido geotermico viene pompato dal pozzo e passa attraverso uno scambiatore di calore. Lo scambiatore di calore funziona come il radiatore di un’automobile, trasferendo il calore dal fluido geotermico a un fluido secondario, che può essere un fluido di lavoro come l’isobutano o l’anidride carbonica supercritica. Il fluido secondario viene vaporizzato dal calore del fluido geotermico.
4. La turbina alimenta un generatore elettrico
Il fluido secondario vaporizzato scorre attraverso una turbina, collegata a un generatore. Quando la turbina gira, genera elettricità nel generatore. Il fluido secondario viene quindi raffreddato e riportato nello scambiatore di calore per essere nuovamente riscaldato, completando il ciclo.
5. L’elettricità viene erogata
Un trasformatore esterno step-up riceve la corrente elettrica dal generatore. Dopo aver aumentato la tensione del trasformatore, la corrente elettrica viene trasmessa alle abitazioni, agli edifici e alle aziende attraverso le linee elettriche.
L’energia geotermica in Europa e nel mondo
Secondo TWI Global, il più grande produttore di energia geotermica al mondo e il più grande sviluppo geotermico al mondo, si trovano a The Geysers, a nord di San Francisco, in California (nonostante il nome, non ci sono geyser, l’energia è tutta vapore anziché acqua). Altri impianti più diffusi si trovano in Indonesia, Filippine, Turchia, Nuova Zelanda, Messico, Kenya, Italia, Islanda e Giappone (The Global Economy, 2000-2020).
L’energia geotermica sta aumentando la sua popolarità, ma è ancora indietro rispetto alle altre fonti rinnovabili. Tuttavia, molti Paesi hanno il potenziale per svilupparla. Secondo uno studio europeo, oltre il 25% della popolazione dell’UE vive in aree direttamente idonee al teleriscaldamento geotermico (GeoDH). Con i sistemi GeoDH in funzione in 22 Paesi europei, tra cui Ungheria, Polonia, Slovacchia, Slovenia, Repubblica Ceca e Romania, dove le reti di calore esistenti sono ben sviluppate, esiste un potenziale significativo nell’Europa centrale e orientale.
Il futuro dell’energia geotermica
L’energia geotermica è la quarta fonte di energia rinnovabile, dopo quella solare, eolica e idroelettrica, con un potenziale di crescita da 16 miliardi di kWh nel 2021 a 47,7 miliardi di kWh nel 2050. Molti la considerano una componente essenziale del futuro energetico verde del mondo. Le risorse geotermiche possono essere utilizzate per generare elettricità in qualsiasi tipo di sistema, dalle vaste reti di trasmissione continentali interconnesse all’uso in loco in comunità remote e piccole o in strutture autonome. Ciò significa che sicuramente un numero maggiore di Paesi incorporerà questo sistema, sia in Europa che in altri continenti.
