Progettazione Impianti Geotermici

GEOTERMICO - introduzione

Per energia geotermica si intende quella contenuta, sotto forma di "calore", all'interno della terra. Oltre allo sfruttamento diretto dei fluidi caldi (acqua calda, o vapore), assimilabili a risorse primarie (p.es., metano), l'energia è ricavabile anche dalla terra in quanto "serbatoio" termico di capacità praticamente illimitata, rispetto a quella dell'atmosfera.


Cioè dalla terra, oltre al "caldo", si può estrarre anche il "freddo": è il meccanismo di scambio termico tipico delle pompe di calore.Il "serbatoio termico" terrestre, infine, non è uniforme: la variazione di temperatura dagli strati superficiali a quelli più profondi (gradiente geotermico) permette anche lo sfruttamento della sola differenza di temperatura fra livelli diversi nel sottosuolo.



GEOTERMICO - in passato

I primi impianti geotermici per la produzione di energia elettrica utilizzavano il vapore direttamente proveniente dal sottosuolo.

Era questa una limitazione notevole delle possibilità di sfruttamento, in quanto tale risorsa non era molto diffusa nel mondo ed in molti casi non aveva parametri così costanti (temperatura, portata) da consentire l'ottimale dimensionamento degli impianti.

Un altro fattore che ne ha limitato la diffusione in passato, è stata la mancanza di mezzi appropriati per effettuare le indagini nel sottosuolo.



GEOTERMICO - oggi

Considerando la risorsa termica terrestre nel senso più ampio, la gamma delle possibilità odierne per la produzione di energia elettrica va dalle classiche centrali geotermiche a vapore (es., Larderello in Italia), alle centrali che sfruttano il gradiente geotermico, utilizzando l'acqua come fluido intermedio, vettore di calore.

Ciò presuppone mezzi e tecnologie, sia per l'indagine che per gli impianti nel sottosuolo, oggi ormai evoluti.

La risorsa geotermica può essere sfruttata, oltre che per la produzione di elettricità, anche come sorgente di calore di uso diretto: il teleriscaldamento è uno dei modi più interessanti per usare direttamente i fluidi geotermici a bassa temperatura (80 - 100 °C).

Il fluido geotermico, attraverso scambiatori di calore, riscalda l'acqua circolante nei impianti di riscaldamento degli edifici. Con un salto termico maggiore, si può ottenere anche la produzione di energia elettrica.

Un esempio: l'impianto di teleriscaldamento a Ferrara serve 14.000 appartamenti con l'utilizzo di acqua calda a 102 °C rinvenuta a 4 km dalla città. Vengono estratti 250 m³/h di acqua che comportano un

risparmio di circa 12.000 TEP/anno inoltre, dopo l'utilizzo, l'acqua a bassa temperatura viene re-iniettata in profondità.

I Sistemi a sonde per geo-scambio termico a pompa di calore, detti GHP (Geothermal Heat Pump) o anche GSHP (Ground-Source Heat Pump), sono sistemi di climatizzazione che traggono vantaggio dalla temperatura relativamente costante del suolo durante tutto l'arco dell'anno. Possono essere applicati ad una vasta gamma di costruzioni, in qualsiasi luogo del mondo, quali ad esempio grandi capannoni industriali, hotel e uffici.

In Italia, nonostante il nostro paese sia stato per lungo tempo leader nel settore geotermico, questi impianti sono poco conosciuti. Negli Stati Uniti e nei paesi del Nord Europa (Svizzera in testa) essa rappresenta una delle applicazioni delle energie rinnovabili in più forte crescita. L'energia complessivamente generata da questi impianti è stimata intorno ai 20 TWh annui e le installazioni aumentano del 10% ogni anno.



GEOTERMICO - benefici

• Tra le fonti rinnovabili il geotermico è una risorsa sempre disponibile ed affidabile, il cui impiego può essere significativamente incrementato sul nostro territorio nazionale. In particolare, secondo un recente studio si stima che solo con gli acquiferi presenti in Toscana e Lazio si potrebbero produrre oltre 5 mila miliardi di kWh.
• Lo sfruttamento del calore geotermico genera una riduzione considerevole nel consumo di combustibili tradizionali. Attualmente l'Italia produce circa 5 miliardi di kWh di energia elettrica da fonte geotermica, pari al fabbisogno energetico di circa 2 milioni di famiglie. In questo modo vengono risparmiate 1.100.000 tonnellate equivalenti di petrolio ed è possibile evitare l'emissione di 3,8 milioni di tonnellate di anidride carbonica.
• Gli obiettivi fissati nel libro bianco del Ministero dell'Ambiente e Tutela del Territorio e del Mare per il settore geotermico sono di raggiungere entro il 2012:
  
  • 800MW di potenza elettrica;
  • 400MTep di energia termica;

Il conseguimento di tali obbiettivi comporterà la realizzazione di nuove istallazioni che andranno ad incidere positivamente sia sugli aspetti economici che sociali del paese.