COS’È L’ENERGIA GEOTERMICA
Per Geotermia si intende quel settore della geofisica che studia la distribuzione e l’origine del calore all’interno della Terra, mentre per Energia Geotermica si intende invece l’energia associata allo stato termico all’interno della crosta terrestre.
Un potenziale energetico globalmente usato solo all’1% delle reali possibilità.
L’energia geotermica è generalmente ricondotta all’interno delle Energie Rinnovabili e tra quelle potenzialmente a maggior grado di sostenibilità ambientale.
La Rinnovabilità è da intendersi in termini di coltivazione, mentre il grado di sostenibilità ambientale è legato all’uso della migliore tecnologia disponibile per ridurre i limitati ma inevitabili impatti.
DOVE SI TROVA
Il calore geotermico, anche se in quantità enorme e praticamente inesauribile, risulta di norma assai disperso e concentrato solo in alcune zone privilegiate in corrispondenza delle quali, non lontano dalla superficie (5-10 km), sono presenti masse magmatiche fluide o già solidificate in via di raffreddamento.
Tali zone sono localizzate nelle aree dove le placche in cui è suddivisa la crosta terrestre vengono a contatto (dorsali oceaniche e zone di subduzione) provocando una intensa attività tettonica che dà origine a vulcani, terremoti ed altri fenomeni.
In queste aree, e in presenza di condizioni particolarmente favorevoli, si formano i campi geotermici.
I fluidi caldi più o meno mineralizzati, sempre in condizioni particolari, possono raggiungere la superficie dando luogo a manifestazioni naturali quali lagoni, Geysers, fumarole ecc.
I SISTEMI GEOTERMICI
Un campo geotermico, può definirsi come “un sistema acqueo convettivo, che, in uno spazio confinato della parte superiore della crosta terrestre, trasporta il calore da una sorgente termica al luogo, generalmente la superficie, dove il calore stesso è assorbito (disperso o utilizzato)” (Hochstein, 1990).
È composto da tre elementi fondamentali:
- la sorgente di calore: spesso una intrusione magmatica a temperatura molto alta (›600°C), posizionatasi a profondità relativamente piccola (5-10 km), o, come in certi sistemi a bassa temperatura, il normale calore della Terra
- il serbatoio: un complesso di rocce calde permeabili nel quale i fluidi possono circolare assorbendo il calore. Il serbatoio generalmente è ricoperto da rocce impermeabili e connesso a zone di ricarica superficiali dalle quali le acque meteoriche possono sostituire, totalmente o parzialmente, i fluidi perduti attraverso vie naturali (per esempio sorgenti) o che sono estratti mediante pozzi.
- il fluido geotermico: nella maggioranza dei casi, è acqua meteorica in fase liquida o vapore, in dipendenza dalla sua temperatura e pressione. ed è il mezzo che trasporta il calore.
LA RISORSA GEOTERMICA
Le risorse derivanti dai sistemi geotermici, invece, sono a loro volta, caratterizzate in base alla cosiddetta entalpia ovvero una grandezza termodinamica basata sulla pressione e temperatura di un fluido. In base alle caratteristiche entalpiche un fluido endogeno può essere (definizione ex D.Lgs.22/2010, art.1, comma 2):
- A BASSA ENTALPIA.
- Temperatura: Fluidi a temperatura inferiore a 90°C.
- Campo di Utilizzo: Usi diretti del calore e produzione di elettricità a ciclo binario
- A MEDIA ENTALPIA
- Temperatura: Fluidi a temperatura compresa tra 90°C e 150°C.
- Campo di Utilizzo: Usi diretti del calore e produzione di elettricità
- AD ALTA ENTALPIA
- Temperatura: Fluidi a temperatura superiore a 150°C.
- Campo di Utilizzo: Produzione di elettricità
I Sistemi Geotermici possono essere classificati anche in base alla loro morfologia. In particolare esistono sistemi geotermici:
- AD ACQUA DOMINANTE:
- Caratteristica: Acqua in fase liquida responsabile della pressione nel serbatoio geotermico
- Temperatura: compresa tra 125°C e 225°C
- Diffusione: I più diffusi al mondo
- Risorsa (in funzione della temperatura e pressione): acqua calda, acqua calda e vapore, vapore umido, vapore secco (in alcuni casi)
- A VAPORE DOMINANTE:
- Caratteristica: Vapore responsabile della pressione nel serbatoio (misto ad acqua)
- Temperatura: maggiore di 225°C (alta temperatura)
- Diffusione: Rari. I più conosciuti a Larderello e a The Geysers in California
- Risorsa: vapore secco o surriscaldato
- GEOPRESSURIZZATI
- Caratteristica: Privi di alimentazione,sistemi chiusi, il fluido si trova a pressione litostatica
- Diffusione: Possono formarsi nei grandi bacini sedimentari (p.e. il Golfo del Messico) a profondità di 3-7 km. costituiscono una categoria a sé stante.
- Risorsa: Potrebbero produrre energia termica e idraulica (acqua calda in pressione) e gas metano. Questa risorsa è stata studiata in modo approfondito, ma, sino ad oggi, non è seguito uno sfruttamento industriale.
Esistono poi anche i cosiddetti Sistemi Geotermici Non Naturali:
- Hot Dry Rock o Sistemi Geotermici Potenziati
- Metodo: Tramite idrofratturazione, si crea un serbatoio artificiale in rocce compatte molto calde.
- Sviluppo attuale: Progetti HDR sono stati sviluppati con risultati alterni a partire dagli anni ’70 negli Stati Uniti, Giappone, Europa ed Australia.
- Prospettive: Allo studio le possibilità di aumentare la permeabilità di rocce già parzialmente fratturate presenti all’interno o ai margini di sistemi idrotermali naturali (progetti EGS, Enhanced Geothermal Systems o sistemi geotermici potenziati).
