Che cos’è la geotermia

In campo energetico, quando si parla di geotermia, ci si riferisce alla possibilità di sfruttare il calore di determinati sottosuoli “caldi” per la produzione di energia (elettrica o termica) per usi civili. Mediamente l’interno della terra emana 0,065 Watt per ogni metro quadro di superficie. In alcuni punti del pianeta la prova del calore interno terrestre si manifesta apertamente: è il caso delle terme o dei soffioni (geyser). Le particolari condizioni geo-litologiche di queste zone, permettono infatti all’acqua calda di falda di venire in superficie in fase liquidi o vapore.

Tipologia di impianti

In base alla temperatura dell’acqua di falda è possibile utilizzare il calore geotermico nei seguenti modi:

1. 1. la temperatura dell’acquifero è elevata (sopra i 300 gradi). Si sfrutta direttamente il vapore generato nella falda incanalandolo direttamente nelle sonde collegate ad una turbina di tipo Rankine, per produrre energia elettrica. Questo tipo di impianti vengono denominati “a vapore dominante”;
   2. la temperatura dell’acquifero è compresa tra i 200 e i 300 gradi. In questo caso l’impianto è governato da una centrale detta “a separazione”, in quanto una parte dell’acqua calda di falda, una volta arrivata in superficie, passa allo stato vapore per l’abbassamento di pressione; la restante quantità di acqua viene pompata di nuovo nel sottosuolo. Questa tipologia di impianti vengono definiti “ad acqua dominante”
   3. la temperatura dell’acquifero è inferiore ai 200 gradi. In questo caso non si ha la possibilità di generare calore direttamente con l’acqua di falda, quindi viene utilizzato un impianto definito “a ciclo binario” che, per mezzo di uno scambiatore di calore, sfrutta il calore dell’acqua di falda per surriscaldare un secondo fluido vettore e farlo evaporare al fine di attivare la turbina per la produzione di energia elettrica;
   4. la temperatura dell’acqua di falda è compresa tra gli 80 e i 90 gradi. In queste condizioni il fluido è utilizzato per il riscaldamento diretto delle industrie o delle utenze civili tramite una centrale di teleriscaldamento;
   5. esistono delle condizione in cui c’è disponibilità di calore a basse profondità ma non si ha la possibilità di trasportarlo in superficie. In questo caso si utilizza una tecnica chiamata Hard Dry Rock: si scava un serbatoio sotterraneo in modo che il calore della roccia possa riscaldare un volume di fluido che potrà essere facilmente prelevato con dei semplici pozzi.

La bassa entalpia

Le tecnologie sopra elencate necessitano di caratteristiche “straordinarie” , che vengono a presentarsi solo in limitatissime zone del pianeta (il Lazio e la Toscana rientrano fra queste).

Ad ogni modo esiste la possibilità di sfruttare tutti i sottosuoli per fini energetici, cioè riscaldamento – raffrescamento degli edifici e produzione di acqua calda (sanitaria o per usi industriali).

Infatti il sottosuolo terrestre è caratterizzato da un primo tratto (da 0 a 10 metri di profondità) che risente delle escursioni termiche giorno/notte e delle stagioni; un secondo tratto (da 10 a 100 metri di profondità) che non presenta oscillazionei termiche: la temperatura è costantemente compresa tra i 12 e i 14 gradi; infine, oltre i 100 metri, la temperatura del sottosuolo aumenta di circa 3 gradi per ogni 100 metri di profondità.

La tecnologia che sfrutta questa proprietà dei terreni a basse profondità e basse temperature, per differenziarla dalla geotermia vera e propria, è definita geotermia a bassa entalpia.

Libri
Geotermia e pompe di calore – Savino Basta, Fabio Minchio

Link utili
Energy research