Nozioni generali Tecnologie di utilizzo Applicazioni Quadro del settore Notizie sulla energia geotermica
Nozioni generali
 L'energia geotermica è costituita dal calore contenuto all'interno della Terra, che nelle zone più profonde può raggiungere i 4.000 °C. Esso trae origine dal residuo calore primitivo del pianeta e dalle reazioni nucleari legate al decadimento radioattivo di alcuni materiali terrestri (uranio, torio, potassio, ecc.).
Per gli usi industriali ed energetici con energia geotermica si fa riferimento oggi al calore endogeno disponibile fino a profondità di 4-6 km, benché le attuali tecnologie di perforazione consentano di raggiungere profondità anche di 10 km.
L'energia geotermica può essere considerata inesauribile; si propaga per conduzione nelle rocce compatte e per convezione in quelle permeabili e fratturate, affluendo in superficie con un gradiente di temperatura medio di circa +3 °C ogni 100 metri.
La Terra è quindi un immenso serbatoio di calore: si calcola che l'energia termica contenuta entro i primi 5 km sia equivalente a circa 500.000 volte gli attuali fabbisogni mondiali. Si tratta però di energia fortemente dispersa e solo raramente recuperabile in condizioni economicamente vantaggiose. Per contro ha la caratteristica di essere relativamente costante nel tempo, priva di fluttuazioni meteorologiche (diurne o stagionali) e, cosa che più interessa dal punto di vista economico, può concentrarsi in zone caratterizzate da anomalie termiche (vulcanesimo secondario), ove può raggiungere livelli di temperatura industrialmente sfruttabili. In tali zone l’acqua di falda viene riscaldata dal calore geotermico e resa disponibile (in modo naturale oppure grazie a perforazioni artificiali) sotto forma di fluido più o meno caldo (più raramente anche vapore surriscaldato) utilizzabile per scopi termici (riscaldamento) o per la produzione di energia elettrica, a seconda della temperatura e delle caratteristiche del fluido stesso.
|
Tecnologie di utilizzo
 Sonde geotermiche
E’ un sistema d’utilizzo della risorsa
geotermica di scarsa profondità e bassa
temperatura (lo sfruttamento della
risorsa è conveniente già da 12°C). Si
basa sull’evidenza che, già oltre i 20
metri di profondità, la temperatura del
sottosuolo è costante e non dipende più dalle escursioni termiche nè giornaliere
nè stagionali. Le sonde geotermiche verticali (SGV)
sono degli scambiatori di calore installati
in perforazioni, in prossimità dell’edificio
da riscaldare, che vanno dai 50 fino ai
400 metri di profondità.
Un fluido è pompato all’interno di un circuito
chiuso all’interno di uno o due tubi
di polietilene a forma di U; lo spazio vuoto
è riempito con una miscela di bentonite e
cemento che assicura un buon contatto
termico tra i tubi e la parete della perforazione.
Le perforazioni, realizzate in prossimità
dell’edificio da scaldare, hanno un diametro
di 10-15 cm ed al termine dei lavori,
non rimane nulla di visibile in superficie.
Le SGV possono essere installate in
quasi tutti i tipi di formazioni rocciose: il
numero e la profondità delle perforazioni
sono determinati in base al volume dei
locali da scaldare ed al tipo di terreno.
Il fluido circolante nelle condotte recupera il calore dal terreno
e fornisce l’energia geotermica (70% dell’energia totale
- con una temperatura stimata di 12° nel sottosuolo) ad una
pompa di calore (PAC), dimensionata secondo la potenza di
riscaldamento necessaria che permette di innalzare la temperatura
a circa 35°.
Le SGV sono usate per fornire riscaldamento a ville familiari,
immobili o piccoli quartieri residenziali.
Il riscaldamento è fornito alle abitazioni attraverso pavimenti
riscaldanti o radiatori a bassa temperatura; l’istallazione
permette di avere acqua calda sanitaria ad una temperatura
di 60°.
Pali energetici
Sono delle geostrutture (principalmente pali) in calcestruzzo o calcestruzzo armato dalla duplice funzione: fungere da fondamenta ed, equipaggiate con scambiatori di calore, fornire calore all’edificicio che sostengono.
All’interno dei pali sono installati dei tubi in polietilene ad U (due o più a seconda del diametro del palo da 0.4 a 1.5 m). Un fluido portatore di calore circola nel circuito chiuso tra i pali e la pompa di calore. I Pali energetici funzionano secondo un ciclo annuale, con un estrazione di calore dal terreno durante la stagione di riscaldamento ed un’estrazione di freddo durante il periodo di climatizzazione.
Questa tecnologia, che prevede la propria integrazione nel progetto di costruzione dell’edificio sin dall’inizio, ha avuto un incremento in Austria, Svizzera e Germania con oltre 350 strutture energetiche la cui potenza installata varia da qualche decina di kW per piccoli immobili, fino a 800 kW per grandi edifici industriali.
|
 Sfruttamento diretto della falda freatica
E’ forse il metodo più semplice per l’utilizzo di calore per il riscaldamento dei locali. Nel nostro territorio, la temperatura delle acque sotterranee superficiale presenta,
al disotto dei 20-30 metri di profondità, delle temperature costanti superiori ai 12°
C con picchi in alcune zone di circa 30°. Lo sfruttamento della falda freatica è possibile
attraverso pozzi unici o multipli (pozzi di produzione e d’iniezione) e richiede
una concessione dal Servizio Regionale Acque.
Dopo aver estratto l’acqua sotterranea attraverso l’emungimento di un pozzo, una
pompa di calore trattiene la sua energia e fornisce una temperatura sufficiente per
il riscaldamento delle abitazioni.
Una volta raffreddata, l’acqua viene reimmessa in falda mediante un secondo pozzo
o, in alternativa, iniettata nella rete comunale d’approvvigionamento idrico. Tale
sistema, se per un verso presenta un’evidente semplicità di realizzazione e di utilizzo
della risorsa, d’altra parte comporta una serie di problemi relativi al depauperamento
della falda (se l’acqua emunta non viene reimmessa) e possibili fenomeni di
contaminazione della stessa (se il circuito d’iniezione non è totalmente chiuso).
|
Deep Heat Mining: sfruttamento degli acquiferi profondi
Il progetto Deep Heat Mining,
promosso dall’Ufficio Federale
dell’Energia Svizzero (UFE), è un progetto pilota che prevede, entro il 2009, la costruzione
di una centrale geotermica pilota per la produzione di elettricità a partire
dal calore delle rocce fratturate in profondità.
Si basa sul principio di creare uno scambiatore di calore in un massiccio di rocce
fessurate al fine di farvi circolare dell’acqua per riscaldarla. Per ottenere ciò s’inietta
nella perforazione acqua fredda ad alta pressione ad una profondità in cui la
temperatura delle rocce raggiunga i 200°C. Sotto l’effetto della pressione, l’acqua
s’insinua nelle fessure dell’ammasso roccioso allargandole e creando un serbatoio
da cui attingere.
L’acqua accumulata e riscaldata risale attraverso un pozzo di produzione per
arrivare, sotto forma di vapore, ad un circuito chiuso, munito di turbina a vapore
accoppiato ad un generatore. Una volta “raffreddata” l’acqua torna al serbatoio roccioso. E’ una tecnologia sperimentale
in Europa priva d’emissioni di CO2; il primo progetto, in Francia dovrebbe
vedere la luce nel 2004.
La Geotermia delle gallerie
Le gallerie che attraversano massicci rocciosi drenano le venute d’acqua che
incontrano. Queste acque sotterranee sono evacuate verso l’esterno dei canali
mediante gallerie ed, infine riversate verso i corsi d’acqua.
A seconda dello spessore delle rocce sopra il tunnel le acque possono raggiungere
e superare i 20°C con un potenziale geotermico (cioè la potenza energetica che
ogni galleria potrebbe fornire) che può essere utilizzato, accoppiato a delle pompe
di calore per il riscaldamento a distanza di edifici pubblici e privati.
|
Applicazioni
La geotermia consiste nel convogliare i vapori provenienti dalle sorgenti d'acqua del sottosuolo verso apposite turbine adibite alla produzione di energia elettrica e riutilizzando il vapore acqueo per il riscaldamento, le coltivazioni in serra e il termalismo.
Le principali applicazioni del vapore naturale proveniente dal sottosuolo sono due:La produzione di energia elettrica tramite il classico metodo delle turbineIl calore geotermico diretto per il riscaldamento ariaIl calore geotermico diretto per il riscaldamento acquaUtilizzo dell'acqua geotermica nell'industria (alimentare, legno ecc.)Condizionamento in estate
Centrali geotermoelettriche
Generalmente nelle attuali centrali geotermoelettriche si sfrutta la pressione esercitata dal vapore contenuto negli acquiferi geotermici per muovere una turbina Rankine accoppiata ad un generatore.
Dai pozzi il vapore, tramite vapordotti (tubazioni in acciaio coibentato), viene trasportato alla centrale geotermoelettrica per essere immesso nella turbina (una macchina ruotante che trasforma parte del contenuto energetico del vapore in energia meccanica). È poi compito del generatore di corrente, o alternatore, trasformare l'energia meccanica di rotazione della turbina in energia elettrica. All'uscita della turbina il vapore passa nel condensatore, dove una pioggia di acqua fredda proveniente dalle torri di refrigerazione lo raffredda condensandolo. Una frazione del fluido così ottenuto viene reintrodotta nel sottosuolo mediante appositi pozzi di reiniezione.
 Il rimanente evapora nelle torri di refrigerazione ed è immesso nell'atmosfera.
La reiniezione permette di mantenere in equilibrio l'ecosistema grazie alla restituzione di parte delle sostanze estratte; inoltre, restituendo parte del fluido, si riesce a prolungare l'efficienza del serbatoio. Dalla centrale geotermoelettrica escono quindi gli acquedotti che portano i fluidi al sistema di reiniezione ed i conduttori elettrici che portano l'elettricità alla stazione di trasformazione.
 Di questo tipo sono le centrali di Larderello in Toscana, in Islanda questa tecnologia è molto sfruttata, la centrale più grande è "The Geysers", che si trova circa 140 km a Nord di San Francisco in California (Usa) con una potenza totale di 750 MW. Per un miglior sfruttamento di questa tecnologia e un minor impatto ambientale è preferibile il sistema che preveda la reiniezione dei liquidi nell'acquifero una volta sfruttato il loro potere calorifico, (ciclo binario).
Centrali geotermiche per teleriscaldamento
Il teleriscaldamento è uno dei modi più interessanti per usare direttamente i fluidi geotermici a bassa temperatura (80 - 100 °C). Consiste nell'usare il fluido geotermico per scaldare direttamente, tramite degli scambiatori di calore, l'acqua circolante nei corpi scaldanti (radiatori, termoconvettori o pannelli radianti) dell'impianto di riscaldamento delle abitazioni.
Un esempio interessante è l'impianto di teleriscaldamento a Ferrara. Attorno agli anni Sessanta, nel corso di sondaggi effettuati nella Pianura Padana volti alla ricerca di nuovi giacimenti di idrocarburi, venne scoperto, a poco più di 1000 m di profondità, un giacimento carbonatico mesozoico mineralizzato ad acqua salata avente una temperatura, a bocca pozzo, di 100° C.
 In seguito venne accertata la presenza di ulteriori campi geotermici ma con minore termalità rispetto a quello localizzato a Casaglia (Ferrara). Attualmente la fonte geotermica, producendo una portata d'acqua pari a circa 400m3/h, contribuisce in modo significativo, con una potenza di circa 14 MWt, alla potenza totale che può essere erogata attraverso la rete del teleriscaldamento.
Attraverso una sofisticata tecnologia il fluido viene pompato verso la superficie da una profondità di circa 1000 m attraverso due pozzi di prelievo e successivamente, dopo aver ceduta l'energia termica alla rete del teleriscaldamento attraverso uno scambiatore, reiniettato tramite un pozzo di immissione che garantisce la stabilità geotecnica del sottosuolo.
Caratteristiche principali dell'impianto:
Portata complessiva: 400 m3/h
Temperatura fluido geotermico: 100-105°C
Temperatura fluido teleriscaldamento in mandata: 90-95°C
Temperatura fluido teleriscaldamento in ritorno: 60-65°C
Potenza termica nominale: 14 MWt
Disponibilità di utilizzazione: continua
Energia termica fornita: 77.490 MWt/anno (il dato è relativo all'anno 2003)
 Pompe di calore
Molte applicazioni relative al riscaldamento termico sono basate sull'utilizzo di pompe di calore.
La pompa di calore è una macchina per il riscaldamento di edifici e per la preparazione di acqua calda. essa è una valida alternativa alla caldaia a olio o a gas. In natura esistono immense riserve di energia, purtroppo inutilizzabile direttamente per il riscaldamento, poiché i fluidi (aria, acqua) o i corpi (suolo) che la contengono si trovano a temperature troppo basse.
La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un corpo a temperatura più bassa ad un corpo a temperatura più alta. Tale processo è inverso rispetto a quello che avviene spontaneamente in natura ed è dovuto al fatto che viene fornita energia elettrica alla macchina che "pompa calore". Il principio di funzionamento che sta alla base della pompa di calore è un ciclo termodinamico chiamato ciclo frigorifero, o ciclo motore inverso , ed è analogo a quello che sta alla base di un comune frigorifero. Nel caso in cui lsi abbia sia l’interesse a riscaldare (ad esempio durante l’inverno) che a raffrescare (ad esempio, durante l’estate), la pompa si dice "reversibile".
L’efficienza di una pompa di calore è rappresentata dal coefficiente di prestazione COP, inteso come rapporto tra l’energia termica resa al corpo da riscaldare e l’energia elettrica consumata perché possa avvenire il trasporto di calore medesimo. Il COP riportato nei dati dei costruttori viene definito in base alla norma EN255, secondo cui l'energia elettrica assorbita da considerare nel calcolo del COP include il consumo del ventilatore o dei ventilatori e/o l'energia elettrica necessaria al pompaggio dei fluidi attraverso gli scambiatori di calore, il tutto a condizioni medie di funzionamento. Valori da considerare sufficienti di COP (secondo EN255) di pompe di calore sono 3.0 per le pompe di calore aria-acqua (con presa d'aria a 2°C e fornitura d'acqua a 35°C), 4.0 per pompe di calore a sonda geotermica (con sonda a 0°C e fornitura d'acqua a 35°C) e 4.5 per pompe di calore acqua-acqua (con acqua di prelievo del calore a 10°C e fornitura d'acqua a 35°C).
 Ciclo termodinamico
La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso (costituito da un compressore, un condensatore (sistema di riscldamento in caso di riscaldamento), una valvola di espansione ed un evaporatore (scambiatore esterno in caso di riscaldamento) percorso dal fluido frigorigeno (come R-134a, R-32, R-125, R-507, NH3, CO2, ecc.). Se la pompa di calore è a ciclo invertibile, è ulteriormente equipaggiata con una valvola di inversione del ciclo.
Il ciclo termodinamico consiste in una compressione, una condensazione, un'espansione e un’evaporazione. Durante la compressione il fluido gassoso aumenta di pressione e di temperatura; nella seconda fase attraversa uno scambiatore (condensatore) nel quale cede calore all'acqua o all'aria, condensandosi. L’acqua o l’aria sono utilizzate come fluido vettore per il riscaldamento di locali o acqua sanitaria. Nella terza fase il fluido liquido attraversa una valvola di espansione (processo di laminazione) con conseguente riduzione di pressione e di temperatura. La temperatura che raggiunge è sufficientemente bassa per permettere lo scambio termico con il fluido sorgente di calore (aria esterna, acqua o suolo). Nella fase 4, detta di evaporazione, il fluido viene evaporato, cioè passa da liquido a vapore prendendo energia dalla sorgente termica.
In base a quanto affermato nel paragrafo precedente, durante il funzionamento della pompa di calore si hanno: un consumo di energia elettrica nel compressore, un assorbimento di calore dall’ambiente circostante nell’evaporatore ed una cessione di calore all’ambiente da riscaldare nel condensatore. Il vantaggio dell’impiego della pompa di calore sta nel fatto che tale sistema consente di fornire più energia (sotto forma di calore, forma di energia poco pregiata) di quella elettrica (forma di energia pregiata) necessaria al funzionamento.
L’ambiente da cui si estrae calore è la sorgente fredda. Le principali sorgenti fredde sono aria, acqua e terreno. Il fluido vettore da scaldare è detto pozzo caldo; generalmente si tratta di acqua o aria. Nel condensatore il fluido frigorigeno cede al pozzo caldo sia il calore prelevato dalla sorgente che l’energia fornita dal compressore. Il calore può poi essere ceduto all’ambiente mediante normali serpentine inserite nel pavimento, radiatori o ventilatori-convettori (nel caso di distribuzione con circuito d'acqua), oppure canalizzazioni per il trasferimento del calore ai diversi locali (nel caso di distribuzione del calore mediante aria).
In base alla sorgente fredda e al pozzo caldo utilizzato le pompe di calore possono essere: aria – acqua, terra – acqua, acqua – acqua, aria – aria, acqua – aria.
 Le prestazioni di una pompa di calore variano sensibilmente in funzione delle temperature di sorgente fredda e pozzo caldo. In particolare, più queste temperature sono vicine migliori sono le prestazioni, sia in termini di potenza fornita che in termini di COP, o rapporto tra energia termica fornita ed energia elettrica assorbita. Per questo motivo è consigliabile adottare sistemi di distribuzione del calore funzionanti a temperatura più bassa possibile. Questo è possibile adottando delle serpentine allagate nel pavimento o dei corpi riscaldanti previsti per funzionare a temperature massime di 45-50°C. Comunque, nelle abitazioni moderne e indipendentemente dall'uso di pompe di calore, la tendenza è di abbassare la temperatura del circuito di distribuzione in modo da aumentare il comfort termico delle persone. Per quanto riguarda le differenti sorgenti fredde l'aria ha il vantaggio di essere disponibile ovunque e di non necessitare di autorizzazioni per il prelievo, contrariamente all'esecuzione di uno scambiatore nel terreno, di un pozzo di presa d'acqua di falda o di una presa d'acqua di lago.
L'aria presenta variazioni di temperatura notevoli durante l'inverno, per cui è proprio quando fa freddo che la pompa di calore rende di meno. Sovente, dato il debole numero di giorni durante i quali si verificano temperature molto fredde, si preferisce aggiungere una sorgente d'appoggio, tipicamente una resistenza elettrica di bassa potenza, che aiuta la pompa di calore unicamente durante i giorni più freddi. La pompa di calore conseguentemente non è da dimensionare per la massima richiesta di potenza termica, ma con potenza leggermente inferiore, ciò che rende l'installazione anche più interessante dal profilo economico. Le poche ore di funzionamento della resistenza contribuiscono in debole misura nel bilancio energetico annuale. Anche il funzionamento della pompa di calore ne giova, poiché essa funzionerà in modo ottimale per un numero maggiore di giorni.
 La Terra è in grado di fornire dell'energia termica, da considerare rinnovabile a tutti gli effetti. Infatti, sia le precipitazioni, sia le reazioni naturali che hanno luogo nel sottosuolo, sia il calore che fluisce dal centro della terra verso la superficie, mantengono il sottosuolo a temperature praticamente costanti durante tutto l'anno (a parte i primissimi metri, che subiscono l'influenza dell'inverno), complice anche l'enorme inerzia termica. Le temperature del sottosuolo, fino a 100-200 m di profondità si aggirano sui 10-15 gradi circa (il gradiente termico superficiale da noi è di ca. 3°C/100m). La tecnica di estrazione del calore consiste nel praticare un foro verticale nel terreno per ca. 80-120 m e nell'inserirvi dei circuiti chiusi, sorta di "forcelle" a "U", percorsi da una soluzione di acqua miscelata con antigelo. Questa costruzione viene denominata sonda geotermica. La soluzione viene inviata nel circuito della sonda a -3°C e, a contatto con il terreno più caldo, essa si riscalda fino a 0°C e viene portata alla pompa di calore che la utilizza come sorgente fredda. Grazie al fatto che il terreno è a temperatura costante durante tutto l'anno, la pompa di calore mantiene sempre un'efficienza elevata di lavoro e di conseguenza in questi casi non si usa integrare sorgenti termiche d'appoggio.
L'acqua di falda sotterranea o di lago costituisce pure un'interessante sorgente termica. Il suo uso, tuttavia è limitato alle zone in cui è possibile estrarre l'acqua ad un costo interessante (vicino alla riva o in presenza di falde a debole profondità). Le esperienze passate inoltre consigliano di essere molto attenti con l'uso dell'acqua in circuito aperto a causa dei rischi legati alla corrosione, allo sporcamento e ai depositi calcarei, che possono danneggiare ed ostruire i sistemi. Anche in questo caso le temperature essendo relativamente costanti, non si necessita di sorgente d'appoggio per la pompa di calore. L'uso di entrambe le sorgenti Terra (con sonde geotermiche) e acqua necessita di autorizzazione da parte dell'Autorità, che viene di norma concessa, a meno di conflitto con zone di protezione delle acque, di riserve o di captazioni idriche.
 Nel caso dell'aria, impianti interessanti sono pure ottenuti con unità aria-aria. Queste lavorano sull'aria "viziata" estratta dai locali, che può cedere importanti quantità di calore, permettendo alla pompa di calore di lavorare con ottime prestazioni durante tutto l'anno. In queste unità sono integrabili scambiatori di recupero diretto del calore, sistemi per la regolazione del ricambio automatico dell'aria in caso di afflusso di persone, dispositivi di trattamento dell'umidità, eccetera. Questi sistemi sono generalmente installati in ristoranti, sale conferenze, cinema, alberghi, palestre, eccetera. E' possibile scaldare l'aria nel locale anche in inverno perché la pompa estrae il calore dall'aria freddo che nel ciclo termodinamico scalda l'aria dell'interno raffredata (vedi il disegno qui a fianco).
La combinazione con impianti termosolari può ugualmente essere molto interessante. In questo caso la pompa di calore può estrarre calore dal circuito dei collettori solari, garantendo anche un miglior funzionamento dell'impianto solare. Questa soluzione è particolarmente interessante se applicata alla produzione di acqua calda sanitaria. L'applicazione della pompa di calore in combinazione con prestazioni di raffreddamento (p. es. per climatizzazione o per raffreddamento di celle frigorifere, piste di pattinaggio, eccetera) permette, con una sola macchina, si svolgere due compiti, risparmiando sui costi d'investimento di una seconda macchina e anche su quelli dell'energia, rispetto alla soluzione tradizionale che prevede caldaia e raffreddatore separati.
Naturalmente le pompe di calore possono essere installate ovunque ci sia un recupero di calore disponibile, per esempio in impianti industriali, in processi chimici, stabilimenti alimentari, macchine utensili, eccetera.
Tipica è l’applicazione nella casa KlimaHaus (a basso consumo energetico), accompagnata da accorgimenti quali: sfruttamento dell’energia solare mediante sistemi di tipo passivo, ventilazione controllata dell’edificio, isolamento termico ed, eventualmente, impianto solare. Un’altra esperienza vantaggiosa di applicazione della pompa di calore è rappresentata dalle piscine, dove il COP risulta essere molto elevato (minor differenza tra temperatura di evaporazione e condensazione).
|
Quadro del settore
Agli inizi del 2000 risultavano installati in 22 Paesi impianti geotermici per una potenza totale di circa 8000 MW, con una produzione di energia elettrica di circa 50 TWh. I Paesi guida sono: Usa, Nuova Zelanda, Italia, Islanda, Messico, filippine, Indonesia e Giappone.
Nel breve termine le applicazioni con lo sfruttamento di acquiferi-serbatoi continueranno ad essere le uniche commercialmente utilizzabili. Per l'uso finalizzato alla produzione di elettricità è stimato, sempre nel breve periodo, un potenziale di circa 80.000 MW (10 volte l'attuale potenza installata).
Continente Americano
Gli Stati Uniti (2850 MWe, 2700 MWt al 1998) sono uno dei paesi più all’avanguardia
nella geotermia con 26 campi in esercizio ad alta entalpia; si tratta soprattutto di
campi “ad acqua dominante” distribuiti nell’Imperial Valley in California settentrionale,
vi è, inoltre, un campo gigante “a vapore dominante” a The Geysers.
The Geysers è il più grande giacimento geotermico scoperto nel mondo, proprio in
questo campo fu commissionato, nel 1960, il primo impianto degli Stati Uniti, per lo
sfruttamento di energia geotermica, con una capacità di 12,5 MW. Nel campo di The
Geysers vi sono 521 pozzi produttivi ma solo il 20% dei fluidi estratti viene reiniettato,
questo fatto ha determinato un eccessivo sfruttamento del giacimento che ora è in
declino, di conseguenza la produzione record installata nel 1987, di 2093 MWe, è stata
ridimensionata a 1180 MWe nel 1993. Oltre alla California vi sono prospettive geotermiche negli altri stati della fascia
occidentale fino all’Alaska. Risulta molto sviluppato anche il settore delle basse
temperature, sfruttato soprattutto per il riscaldamento civile (1700 MWt al 1995) ed
integrato con altre tecnologie quali gli scambiatori di calore e le pompe di calore; solo
gli impianti di riscaldamento realizzati con queste ultime, sono al 1995 più di 150.000
con un risparmio di 400 MWt .
Oltre al settore del riscaldamento urbano, l’energia geotermica viene sfruttata nelle
serre e nel settore industriale (450 MWt al 1995).
Il secondo campo geotermico per potenzialità, dopo The Geysers, ma il primo al
mondo “ad acqua dominante”, è quello in Messico (743 MWe, 8 MWt, al 1998) di
Cerro Prieto (620 MWe); in questo stato, vi sono altri 3 campi in esercizio ed altri
potenzialmente sfruttabili soprattutto lungo la fascia vulcanica che lo attraversa
longitudinalmente; al contrario degli Stati Uniti, il settore degli usi diretti non è molto
sviluppato. Per quel che concerne gli altri paesi del continente americano, il Canada ha
installato una centrale da 60 MWe, ma si stima la possibilità di portarla ad almeno 120
MWe; nel Centro e Sud America, vengono privilegiati gli usi elettrici, El Salvador ha
una potenza installata, al 1998, di 105 MWe, ma vi sono potenziali ancora non
sfruttati, analogamente accade nel Nicaragua con 70 MWe al 1998, in molti altri paesi
di questo continente vi sono grandi potenzialità accertate, ma molti ostacoli nella
realizzazione per le difficoltà finanziarie.
Oceania
La Nuova Zelanda (364 MWe, 175 MWt e 4 campi in esercizio al 1998) ha il merito di
avere sperimentato, fin dagli anni Cinquanta, la tecnologia di produzione e
sfruttamento dei campi a vapore umido che rappresentano la quasi totalità dei campi
geotermici mondiali.
Asia
Per l’arcipelago delle Filippine, l’energia geotermica per produzione di elettricità
costituisce una risorsa estremamente importante fin dagli anni Settanta, con 9 campi
in esercizio, al 1998 erano installati 1.848 MWe e 1 MWt ed il governo sta mirando a
dare un ulteriore incremento, non è molto sviluppato, invece, il settore delle basse
temperature.
Anche l’arcipelago dell’Indonesia ha un enorme potenziale geotermico dell’ordine di 16.000 MWe , installati al 1998 sono 528 MWe , poco sviluppato è il settore degli usi termici diretti. Il Giappone ha circa 17 campi in esercizio per la produzione di energia
elettrica ed installati 530 MWe e 4.651 MWt al 1998. L’utilizzazione dell’energia geotermica in Cina (32 MWe, 3.550 MWt al 1998) è mirata prevalentemente ai fluidi a bassa temperatura, con 210 operazioni nel settore del riscaldamento, dell’agricoltura, dell’acquacoltura e dell’industria.
Africa
Prospettive geotermiche ad alta entalpia si individuano nella Rift Valley (Africa
orientale) e nelle aree vulcaniche del Camerun e delle isole oceaniche, mentre il Nord
Africa ha significative risorse nel campo delle medie e basse temperature.
Il Kenya è il paese africano dove è stata maggiormente sviluppata la geotermia, al
1998 erano installati 45 MWe con la prospettiva di un incremento.
 Europa
La Francia (4,2 MWe nelle Antille, 756 MWt di cui 675 per teleriscaldamento al 1995)
è il paese leader del riscaldamento geotermico con 74 progetti realizzati nei bacini di
Parigi e dell’Aquitania. Questo paese ha sviluppato, fin dal 1969, la tecnologia di produzione attraverso il
“doublet” costituito da una coppia di pozzi di cui uno produttore e l’altro reiniettore,
che dopo l’estrazione del calore, consente la reiniezione in serbatoio dei fluidi
geotermici raffreddati, permettendo così, sia lo smaltimento dei reflui che la
ripressurizzazione e rialimentazione dell’acquifero, si risolve quindi il problema
dell’inquinamento ed il fenomeno della subsidenza; questa tecnologia ha reso possibile
l’utilizzo degli acquiferi profondi, inquinanti e subsidenti del “bacino di Parigi”.
Il maggiore complesso di teleriscaldamento del mondo è proprio a Parigi, con 3
operazioni, 4 doublets profondi 1.900 metri con acqua a 79° C che riforniscono 15.000
alloggi.
Rilevante è anche lo sfruttamento, con pompe di calore, delle risorse superficiali a
bassa temperatura (12-25° C), per il riscaldamento di oltre 35.000 alloggi.
Anche in Germania (195 MWt al 1995) ed in Svizzera ( 40 MWt al 1995) sono molto
sviluppate le utilizzazioni a bassissima temperatura con pompe di calore, per una
potenza di 160 MWt nel primo paese e 5.000 installazioni nel secondo; molto
interessante è poi il progetto di riscaldamento urbano della città di Lund in Svezia (25
MWt al 1995) con 2 maxipompe di calore da 13 MWt che sfruttano due pozzi di 670 e
800 metri di profondità con acque a 23-28° C.
La Grecia (2 MWe, 30 MWt al 1995) presenta discrete risorse ancora non sviluppate
sia nella bassa che nell’alta entalpia, questa ultima nelle isole vulcaniche dell’Egeo.
Il paese più caldo dell’Europa centrale è l’Ungheria (2.200 MWt al 1995), grazie
all’anomalia termica positiva; è sviluppato solo il campo della bassa temperatura
sfruttato essenzialmente per il settore agricolo.
La maggior parte dei paesi europei ha prospetti solo nel campo delle basse
temperature, fa eccezione assieme all’Italia, l’Islanda (51 MWe 1.310 MWt e 4 campi
in esercizio al 1998), questo è il paese geotermico per eccellenza, la risorsa, infatti,
soddisfa l’80% della domanda d’energia dell’isola.
Oltre all’uso elettrico dei fluidi geotermici che, accanto alle risorse idriche, soddisfano
completamente il fabbisogno nazionale di energia, è ben sviluppato anche il settore
del riscaldamento urbano, dell’acqua calda sanitaria e degli usi industriali.
La geotermia in Italia
L’Italia è il paese geotermicamente più “caldo” di tutta l’Europa, cosa testimoniata dai
numerosi vulcani, dai soffioni boraciferi, dalle sorgenti termominerali. Al 2000 la potenza installata era di 785 MWe (l’1,5% della produzione elettrica totale del paese); mentre per gli usi diretti era di 324,6 MWt dei quali il 41% utilizzato per il
riscaldamento, il 28% per usi termali, il 22% per le serre, il 9% per i processi
industriali e l’1% per l’itticoltura.
Le prime applicazioni della geotermia si sono avute proprio nel nostro paese ed in
particolare a Larderello (Toscana) dove esistevano evidenti manifestazioni
geotermiche; infatti, già dal 1777 veniva utilizzato l’acido borico delle acque
geotermiche della zona e nel 1827 si ha la prima vera utilizzazione in forma diretta
dell’energia geotermica il cui calore veniva usato, al posto della legna, per
l’evaporazione dell’acqua da cui estrarre l’acido borico. Nel 1904 nasce la geotermoelettricità, vennero accese delle lampade tramite una dinamo azionata da una macchina a vapore da 0.75 CV, alimentata da un soffione. Tra
il 1905 ed il 1936 vengono migliorate le tecniche di perforazione e si arriva ad una
potenza elettrica installata di 73 MW; dagli anni Venti, proprio da Larderello, si
estende a tutto il mondo l’interesse per la geotermia. Dagli anni Settanta viene dato un notevole impulso all’esplorazione in tutte le aree italiane, cosa che porta all’individuazione di diverse aree geotermiche e di altri due
campi ad alta entalpia, oltre a quello di Larderello, presso Latera nel Lazio e Mofete in
Campania.
Diversi sono i progetti realizzati per l’utilizzo dei fluidi geotermici per il
teleriscaldamento, i più significativi sono quello di Ferrara (12 MWt ), di Vicenza (5
MWt ) e di Rodigo (3,7 MWt) per la bassa entalpia, quello di Larderello (24,1 MWt) e
di Castelnuovo Val di Cecina (5,3 MWt) per l’alta entalpia.
Per quel che concerne la geotermia dei fluidi ad alta entalpia utilizzata per la
produzione di energia elettrica, 4 sono i campi in esercizio, il più importante dei quali
è quello di Larderello con 547 MWe installati; 108 MWe sono installati nella regione del
Monte Amiata; 90 MWe nella regione toscana di Travale-Radicondoli; infine 40 MWe
presso Latera nel Lazio.
Nel medio e lungo termine si prevede uno sviluppo della tecnica basata sull'utilizzo di rocce calde secche (HDR e DHP) situate in profondità.
Gli esperti di molti Paesi, tra cui Usa, Giappone, Inghilterra, Francia, Germania, Belgio e Svizzera, stanno studiando la possibilità di perforare pozzi in zone dove non ci sono serbatoi e di iniettarvi acqua per farla scaldare in profondità dal calore della Terra, farla risalire da altri pozzi e infine utilizzarla come fluido energetico per centrali termolettriche.
Tale tecnologia, se sviluppata, darebbe origine a un potenziale tale da soddisfare da solo il fabbisogno di energia elettrica e termica.
|
Fonti: www.enea.it, www.enel.it, www.energoclub.it, www.greencrossitalia.it, www.provincia.vr.it
Inizio pagina
|
|
| Copyright © 2001-2008 Italia Store. Tutti i diritti riservati. |
|
