energia geotermica

ENERGIA
GEOTERMICA
ENERGIA RINNOVABILE
PER SALVARE IL PIANETA
L'energia geotermica è
l'energia generata per
mezzo di fonti geologiche
di calore e può essere
considerata una forma di
energia alternativa e
rinnovabile.
L'energia
geotermica
costituisce
oggi meno
dell'1% della
produzione
mondiale di
energia
Si basa sui principi della geotermia
ovvero sullo sfruttamento del calore
naturale della Terra dovuto all'energia
termica rilasciata dai processi di
decadimento nucleare naturale degli
elementi radioattivi quali l'uranio, il
torio e il potassio, contenuti
naturalmente all'interno della Terra
(nucleo, mantello e crosta terrestre).
Infatti penetrando in profondità nella
superficie terrestre, la temperatura diventa
gradualmente più elevata. I giacimenti di
questa energia sono però dispersi e a
profondità così elevate da impedirne lo
sfruttamento. Per estrarre e usare il calore
imprigionato nella Terra, è necessario
individuare le zone con anomalia termica
positiva dove il calore terrestre è
concentrato: il serbatoio o giacimento
geotermico.
In alcune particolari
zone si possono
presentare
condizioni in cui la
temperatura del
sottosuolo è più alta
della media, un
fenomeno causato
dai fenomeni
vulcanici o tettonici.
In queste zone
"calde" l'energia
può essere
facilmente
recuperata
mediante la
geotermia.
Le centrali elettriche geotermiche sono state tradizionalmente
sviluppate in aree vulcaniche, caratterizzate dalla disponibilità di
risorse geotermiche ad alta temperatura in prossimità della
superficie o affioranti in superficie.
SORGENTI DI ENERGIA GEOTERMICA
GEOPRESSURIZZATE
IDROTERMICHE
sono caratterizzate da
presenza di acqua o vapore
in sacche sotterranee
riscaldate da rocce ignee a
elevata temperatura e
costituiscono gli unici sistemi
geotermici sfruttati su scala
industriale. I sistemi
idrotermici si dividono in
sistemi a vapore dominante
o ad acqua dominante in
base alla predominanza di
una o dell’altra fase.
sono giacimenti molto profondi (tra i
2500 e i 9000 metri di profondità) a
temperature relativamente basse (ca.
160°) ma ad altissima pressione e saturi
di gas naturali.
PETROTERMICHE
sono costuituiti da banchi di rocce secche a
modestà profondità, il cui utilizzo prescinde dalla
possibilità di fratturare la roccia e inserirvi quindi
acqua che possa asportare l’energia termica
necessaria. Servono però grandi superfici di
scambio, e quindi fratturate, vista la bassa
conduttività termica della roccia.
Attraverso canalizzazioni artificiali, il vapore
erogato dalla Terra, cioè Energia Termica, viene
convogliato in tubazioni, chiamate vapordotti.
Una torre di
raffreddamento consente
di raffreddare l’acqua
prodotta dalla
condensazione del vapore
e di fornire acqua fredda
al condensatore stesso
Il vapore in uscita
dalla turbina
viene riportato
alla stato liquido
in un
Condensatore.
1
L’acqua condensata in
uscita dalle centrali viene
reiniettata nelle rocce
profonde da cui il vapore
è stato estratto.
Questo innalza
il valore della
tensione e la
immette nella
rete di
distribuzione.
Il vapore
viene
inviato alla
turbina,
dove
l’energia
viene
trasformata
in Energia
Meccanica
di rotazione.
L’asse della Turbina è
collegato al rotore
dell’Alternatore che,
ruotando, trasforma
l’Energia Meccanica in
Energia Elettrica alternata
che viene trasmessa al
trasformatore.
II TELERISCALDAMENTO
• Col “teleriscaldamento” il calore del sottosuolo viene utilizzato
direttamente (senza generare energia elettrica). In tale caso per produrre
calore si usano sistemi geotermici a bassa temperatura, in cui le acque del
sottosuolo hanno temperature inferiori ai 140 °C. Tale sistema è utilizzato
per riscaldare interi quartieri di città o singole abitazioni. Per riscaldare
singole abitazioni si utilizzano spesso le “pompe di calore”. Il
funzionamento della pompa di calore è paragonabile al funzionamento del
frigorifero (che raffredda l'interno ma riscalda all'esterno). I sistemi di
riscaldamento e raffreddamento con pompe di calore geotermiche
sfruttano il fatto che la temperatura del terreno, già a pochi metri di
profondità, si mantiene grossomodo costante durante l'arco dell'anno: è
questa una caratteristica comune a qualsiasi località del pianeta,
fortemente correlata all'azione della radiazione solare sulla croste
terrestre, che la trattiene e immagazzina sottoforma di energia pulita e
rinnovabile. La costanza della temperatura del suolo comporta un duplice
benefico effetto: durante l'inverno il terreno si trova a temperature
relativamente più calde dell'aria esterna; durante l'estate la temperatura
è più bassa di quella dell'aria.
VANTAGGI DELL’ENERGIA
GEOTERMICA
• Un impianto geotermico permette di
risparmiare fino all'80% dei costi di
esercizio rispetto a un sistema
tradizionale e rende l’utilizzatore non
condizionato dal prezzo del petrolio
e del gas. Un impianto geotermico è
ecologico perché non emette CO2 e
ha quindi un basso impatto
ambientale. L’ impianto necessita di
poca manutenzione, è silenzioso e
non ci sono pericoli di incendio o di
emissioni gassose poiché non si ha a
che fare con alcun tipo di
combustibile (gas petrolio e derivati).
SVANTAGGI DELL’ENERGIA
GEOTERMICA
Gli svantaggi dell’utilizzazione dell’energia
geotermica sono assi pochi e assai meno rilevanti di
quelli relativi alle fonti di energia. Tra gli svantaggi:
in alcuni casi, dalle centrali geotermiche insieme al
vapore esce anche un odore sgradevole (di uova
marce) dovuto all'idrogeno solforato. Il problema è
tollerato nel caso dei siti termali, ma mal
sopportato dalla popolazione residente. Questo
problema si può risolvere mediante l'installazione
impianti di abbattimento di tali fumi maleodoranti.
l'impatto architettonico delle centrali geotermiche
può essere non gradevole, perché spesso costituto
da un groviglio di tubature anti-estetiche. Il
problema può essere risolto utilizzando
un'architettura rispettosa del paesaggio e del
comune senso estetico
In conclusione, lo sfruttamento energetico di tipo geotermico é considerato uno
degli utilizzi che comporta meno svantaggi sia dal punto di vista della funzionalità e
dell’esercizio, sia dai punti di vista economici e ambientali.
GEOTERMIA IN ITALIA
• Le risorse geotermiche del
territorio italiano a
potenzialmente estraibili da
profondità fino a 5 km, sono
dell’ordine di 21 exajoule
(ovvero 500 milioni di
tonnellate equivalenti di
petrolio). Tali zone di
estrazione sono ubicate quasi
esclusivamente nel settore
occidentale del Paese.
• Si può quindi dire che, per la
presenza di risorse geotermiche di
ogni tipo, con possibilità di sviluppo
in molte e vaste zone del territorio
nazionale, soprattutto per gli usi
diretti, l’Italia ha una forte vocazione
geotermica. Il suo potenziale può
essere perciò valorizzato molto più di
quanto fatto fino ad ora. Si tratta di
risorse sostenibili, spesso rinnovabili
anche alla scala dei tempi umani,
compatibili ovunque con l’ambiente,
ed ora economicamente convenienti
a tutti i livelli di temperatura.
IL FUTURO DELL’ENERGIA
GEOTERMICA IN ITALIA
• Per vedere quale ragionevole contributo il
calore della Terra può dare alla futura
copertura dei fabbisogni nazionali di energia,
e per lanciare quindi un Nuovo Manifesto
della Geotermia Italiana con visione più ampia
dell’altro simile, è stato impostato agli inizi del
2011 e recentemente concluso lo studio in
oggetto, con tappe temporizzate al 2012,
2015, 2020, 2025 e 2030, in modo da poter
fare periodici aggiornamenti.
GEOTERMIA NEL MONDO
• A livello mondiale, l'utilizzo del calore della
Terra non cessa di crescere, sia per la
produzione di calore che per quella di
elettricità. Non si può negare che l'ambiente
geologico influenzi i modi di produzione. In
totale 9'000 MWe di elettricità geotermica
sono installati in 24 paesi e 28'000 MWth di
calore provengono da impianti situati in 71
paesi. Nel 2005 la potenza installata
ammontava a circa 28’000 MWth.
• Stessa considerazione per quanto riguarda gli impianti di produzione di
elettricità, la cui attuale potenza totale installata raggiunge gli 8‘900
MWel. Nuove centrali sono in costruzione in dieci Paesi, per una
produzione totale di oltre 500 MWel; entro il 2010 sarà superata la
soglia dei 10’000 Mwel.
STATISTICHE DELL’UTILIZZO PER LA
PRODUZIONE DI ELETTRICITA’
Potenza
installata(MWel)
Produzione elettrica
(GWh/a)
Stati Uniti
2564
17917
Filippine
1930
9 253
Messico
953
6282
Indonesia
797
6 085
Italia
Giappone
791
535
5340
3467
Nuova Zelanda
435
2774
Islanda
Costa Rica
202
163
1406
1145
El Salvador
151
967
Kenya
Altri paesi
129
283
1088
1062
8933
56786
Totale
STATISTICHE DELL’UTILIZZO PER LA
PRODUZIONE DI CALORE
Paese
Stati Uniti
Svezia
Cina
Islanda
Turchia
Danimarca
Ungheria
Italia
Svizzera
Germania
Canada
Norvegia
Altri Paesi
Totale
Potenza
installata(M
Wth)
7817
3840
3687
1791
1177
821
694
607
582
505
461
450
5393
27825
Produzione di calore (GWh/a)
8678
10001
12605
6615
5451
1211
2206
2099
1175
808
707
643
20423
72622
FONTI
• http://educazionetecnica.dantect.it
• http://guide.supereva.it
• http://www.unionegeotermica.it/stimecrescita-geotermia-italia.asp
• http://www.geothermie.ch/index.php?p=geo
thermics_worldwide&l=it
a cura di Stefano Antonini, Luca Franzi e
Leonardo Puricelli, 3 D 2015/16