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Energia: Geotermia

Posted by giannigirotto su 16 ottobre 2013

Riporto di seguito uno scritto di Mario Tozzi, il noto geologo e conduttore di diverse trasmissioni televisive e radiofoniche in tema ambientale.

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Impianto Geotermico

In determinate condizioni geologiche il calore della Terra fornisce una risposta decentrata e sufficiente al fabbisogno energetico: dovunque ci sia un vulcano è possibile sfruttare quel calore e produrre energia rinnovabile e pulita. Non solo: l’energia geotermica consente lo sfruttamento di prima mano del calore del sottosuolo, senza perderne una parte nelle trasformazioni energetiche, per ottenere direttamente riscaldamenti delle case e delle serre o di altri impianti. La geotermia copre una piccola parte del fabbisogno energetico globale, ma ha un significato simbolico che va al di là del conto numerico. In Toscana una famiglia su quattro usa questo tipo di energia, non inquinando e risparmiando sui combustibili fossili.

Quando le camere magmatiche raffreddano lentamente nel sottosuolo senza riuscire ad alimentare vulcani è come se ci fossero grandi montagne sotterranee bollenti che cedono calore in tempi lunghissimi (generando un gradiente geotermico più elevato che altrove), queste sono le fonti che occorrono per un serbatoio geotermico. Per avere un giacimento geotermico occorre poi una roccia porosa e permeabile che giaccia al di sopra della fonte di calore sotterranea –la roccia serbatoio, una specie di spugna— che possa ospitare un fluido di acqua e vapore che viene portato alla temperatura di almeno 180°C. Il serbatoio deve essere infine tappato da un pacco di strati impermeabili, come le argille, che impediscano la dissipazione del fluido e del calore: a questo punto il sistema geotermico è pronto e basta la presenza di qualche frattura perché si liberino spifferi di vapore bianco o acque calde che ne facciano intuire l’esistenza. Questa situazione ideale si riscontra nella Toscana centro – meridionale e nel Lazio settentrionale. Insomma, contrariamente a quello che si immagina, non sono soltanto le regioni con vulcani attivi che permettono lo sviluppo della geotermia, anzi, lì le difficoltà di captazione del calore sono spesso talmente tanto grandi da non permetterne la utilizzazione come fonti energetiche.

    I vantaggi dell’energia geotermica sono palmari. E’ virtualmente inesauribile –purché piova–, e il suo sfruttamento non produce emissioni di gas – serra, né inquinanti vari. La reiniezione dei fluidi già usati nel serbatoio, inoltre, consente un recupero degli scarti e l’indipendenza dalle ricariche meteoriche. In pratica il vapore raffreddato e utilizzato per far andare le turbine viene condensato, raccolto e poi pompato di nuovo nel sottosuolo. Gli unici limiti stanno nel trasporto a breve raggio in gasdotti coibentati—al di là di certe distanze il fluido si raffredda troppo–  e nella scarsità mondiale di aree produttive, dato che non in tutte le regioni vulcaniche si può sfruttare il calore della Terra per produrre energia. Dal 1963 (anno della nazionalizzazione enel anche di Larderello) la geotermia contribuisce per poco più dell’1,5% al fabbisogno energetico italiano, percentuale che però cresce fino al 25% in Toscana, a testimonianza del suo forte valore come risorsa legata strettamente al territorio. Sono quaranta le centrali geotermoelettriche attive in Toscana con 260 pozzi in produzione, alcuni dei quali sfiorano i cinquemila metri di profondità. Al mondo sono circa 8.000 i megawatt ottenuti per via geotermica, cioè poco più dello 0,2% della domanda di energia, una cifra molto piccola che però ha le potenzialità per crescere (l’Italia possiede quasi il 10% del geotermico mondiale).

    Per alimentare una centrale elettrica da 20 MW sono necessarie 130 tonnellate di vapore all’ora: con oltre 3.000 tonnellate all’ora (a temperature comprese fra i 150 e i 260°C) in Italia si producono 5 miliardi di KWh/anno, che significa 4 milioni di tonnellate di anidride carbonica in meno nell’atmosfera, quelle che avremmo immesso usando combustibili fossili al posto della geotermia. Gli Stati Uniti sono il primo produttore mondiale di elettricità per via geotermica, seguiti dall’Indonesia e dall’Italia, ma le potenzialità maggiori le ha forse la Cina, Paese in cui sono stati individuati 180 campi geotermici e in cui la crescita relativa del settore è del 12% annuo. Islanda, Messico, Filippine, Giappone, Nuova Zelanda hanno programmi geotermici di rilievo, ma perfino il Kenya arriverà a produrre 500 Mw elettrici entro il 2015 per questa via.

Un tempo gli impianti geotermici per la produzione di energia elettrica avevano grandi torri di raffreddamento a doppio cono tronco che effettivamente svettavano nella campagna toscana, ma attualmente una grande centrale come quella di Valle Secolo è costruita come un normale stabilimento e davvero non supera neppure gli alberi attorno in altezza. Il raffreddamento non è più naturale, ma forzato da grosse ventole che permettono torri molto più basse. Ciononostante c’è anche chi non vuole impianti geotermici al Monte Amiata paventandone l’impatto paesaggistico: sono posizioni che non sembrano giustificate di fronte al tipo specifico di fonte energetica, talmente tanto vantaggiosa e così sfruttabile localmente da essere senz’altro preferibile.

Le emissioni di eventuali gas tossici, come l’idrogeno solforato e il mercurio, sono costantemente sotto controllo e abbattute, né si può imputare alle perforazioni lo sviluppo di terremoti o fenomeni di sprofondamento del suolo. Le prime trivellazioni portavano a uno sfruttamento molto rumoroso dei giacimenti, ma i silenziatori moderni hanno risolto il problema, né sembra che l’impatto paesaggistico dei vapordotti costituisca una bruttura insopportabile, vista l’attuale razionalizzazione della rete. Come per l’energia eolica, si dovrà decidere caso per caso, ma bisogna tener conto che l’energia geotermica non può essere sfruttata altro che non qui

    Ma ci sono altri vantaggi. Uno è che si tratta di energia a forte decentramento territoriale, cioè che potrebbe rendere indipendenti settori, regioni o interi stati che ne abbiano le condizioni geologiche. Così non dipenderebbero più da mega impianti industriali monopolistici e, anzi, si tirerebbero fuori da logiche globali penalizzanti. Un altro più importante vantaggio è che non si tratta solo di energia elettrica, ma anche e soprattutto di calore. L’energia termica a disposizione di un impianto geotermico è enorme e può non andare sprecata se la si utilizza per riscaldare le case o le serre o gli impianti di itticultura. Insomma c’è un uso non elettrico dell’energia geotermica che desta maggior interesse rispetto a quello industriale.

    I fluidi cosiddetti a bassa entalpia –cioè fra 105°C e 120°C— possono essere utilizzati direttamente per riscaldare gli edifici, cosa che già si faceva fino dal 1904 a Larderello. Il teleriscaldamento è una realtà che permette di non usare altre fonti inquinanti già in molti centri della Toscana e a Ferrara oltre cinquemila famiglie superano confortevolmente gli inverni grazie a questo tipo di uso. Sono 400 i metri cubi che ogni ora vengono pompati dal sottosuolo ferrarese fino in superficie attraverso pozzi che raggiungono una falda di acqua salmastra che si trova a circa 1.000 metri di profondità. La particolarità è che quest’acqua è moderatamente calda (circa 100°C) e può cedere il suo calore a uno scambiatore che lo trasmette alla rete di distribuzione del riscaldamento; l’acqua raffreddata viene poi reimmessa nel sottosuolo. Complessivamente l’energia termica fornita è di circa 80 GWh all’anno, per cinque milioni di m3 di utenze allacciate che diventeranno quasi sette milioni nel 2008.

    Questo aspetto è particolarmente interessante in termini di rendimento energetico e di perdite: per produrre energia elettrica, generalmente, si trasforma l’energia chimica di un combustibile in energia termica (cioè in calore), poi quella termica in energia meccanica (processo che avviene nelle turbine), infine quella meccanica viene trasformata in energia elettrica. In questa cascata di trasformazioni si perdono grandi quantità dell’energia iniziale, che diventano ingenti se, come spesso accade, quell’energia elettrica finale viene utilizzata di nuovo per generare calore, per esempio, in uno scaldacqua a resistenza. Un vero paradosso se si usasse la geotermia per ottenere elettricità e poi con questa si facesse funzionare uno scaldacqua elettrico. Se, invece, si usa direttamente l’acqua calda del sottosuolo per alimentare i termosifoni non si perde energia nei passaggi intermedi e si raggiunge una maggiore efficienza.

    In alcune zone d’Italia è possibile sfruttare quel calore sotterraneo direttamente negli usi domestici risparmiando e inquinando meno. Si calcola che il potenziale di sviluppo dell’energia geotermica in Italia possa essere attorno ai 1.200 MW, cioè quasi raddoppiare rispetto agli 800 MW attuali, tutto questo mentre in Europa si stima di incrementare del 100% la produzione entro il 2015.  Perché allora non si usa più geotermia ? Effettivamente il godimento dei campi geotermici di Larderello e del Monte Amiata sembra essere arrivato quasi ai limiti del sistema: si potrà mettere in pratica uno sfruttamento più razionale e arrivare a maggiori rendimenti, ma difficilmente si potrà produrre molto di più, in termini assoluti, di quanto previsto. Poco si capisce, invece, perché non ripartano le ricerche in aree potenzialmente produttive già note, ma non più prese in considerazione: l’alto Lazio, la Campania e le isole siciliane. Non tanto per la produzione di elettricità, per cui le condizioni non sembrano essere sufficienti, quanto per il teleriscaldamento e tutti gli altri usi non elettrici. Non si fa peccato a pensare che c’entrino le logiche industriali: perché investire in un settore che non porta a megacentrali elettriche e che, in fondo, fa guadagnare solo a livello locale, quando si può acquistare energia a più basso costo da altri produttori o usare ancora carbone e gas ?

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