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26 Agosto 2022
8:51

Energia geotermica: cos’è, vantaggi e utilizzi in Italia e nel mondo

L'energia geotermica può essere utilizzata per produrre elettricità ma non solo: vediamo quali sono le principali applicazioni e i più importanti casi di studio.

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Energia geotermica: cos’è, vantaggi e utilizzi in Italia e nel mondo
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La geotermia è l’utilizzo dell’energia geotermica, quindi del calore naturalmente presente nel sottosuolo, per la produzione di energia. È una fonte d’energia considerata rinnovabile e pulita e che presenta un ventaglio di applicazioni estremamente ampio, dalla produzione di energia elettrica a quella del calore. Vediamo quindi come è distribuita nel mondo e quali sono alcune tra le sue principali applicazioni.

La produzione di energia geotermica a livello mondiale

La temperatura nella crosta terrestre aumenta con la profondità (il cosiddetto gradiente geotermico) in media di circa 30˚C ogni 1000 m. Tuttavia, ci sono regioni dove queste temperature sono più alte grazie a condizioni geologiche favorevoli che hanno permesso lo sviluppo di attività magmatica o vulcanica e la formazione di campi geotermici ad alta temperatura. In queste zone i fluidi geotermici che vengono estratti da pozzi profondi dai 1500 ai 5000 m, raggiungono temperature superiori ai 200˚C. Parliamo di zone come l’Islanda, la Nuova Zelanda, l’Indonesia, le Filippine, il Giappone (solo per menzionarne alcune) ma anche zone relativamente insospettabili come la California, la Turchia e, arrivando in Italia, la Toscana meridionale.

Come viene sfruttata l'energia geotermica?

L‘energia geotermica può essere sfruttata sia per la produzione di calore (prevalentemente in ambiente domestico) sia per la produzione di elettricità.

La geotermia per il calore

Il calore presente nel sottosuolo può essere sfruttato per la produzione di calore sia a livello domestiche che per il teleriscaldamento.
A livello domestico questo viene solitamente fatto attraverso pompe geotermiche, cioè impianti al cui interno circola un fluido refrigerante e che sono in grado di riscaldare gli ambienti in inverno e di rinfrescarli in estate. Quindi. se pensiamo che a livello globale circa il 50% della domanda di energia è legata all’approvvigionamento di calore, è facile pensare che la geotermia possa giocare un ruolo importante. Tuttavia, è solo a partire degli ultimi 5-10 anni che gli utilizzi termici delle risorse geotermiche sono in forte espansione. In Europa Francia e Germania rappresentano due esempi ideali per dimostrare il potenziale della geotermia quando le temperature delle risorse geotermiche tecnicamente e economicamente accessibili sono a temperature inferiori rispetto a quelle necessarie per la produzione di elettricità.

Per la produzione di calore le temperature in gioco si aggirano attorno ai 70-150˚C, le cosiddette risorse a media temperatura, reperibili a profondità tra i 2000 e i 5000 m. In Germania, la zona della Bavaria e in particolare di Monaco di Baviera è estremamente attiva nello sviluppo di progetti geotermici per la produzione di calore attraverso la valorizzazione di risorse a temperatura compresa tra i 40 e 160˚C, temperature ideali per alimentare reti di teleriscaldamento.

impianti geotermici monaco baviera
Mappa con la posizione dei principali impianti geotermici a Monaco di Baviera (Keil et al., 2021).

A Parigi, i pozzi producono acqua a temperature tra i 56 e gli 86˚C ad una profondità compresa tra i 1600 e i 1800 m. Nella regione parigina si conta il maggior numero di centrali a media-bassa temperatura al mondo, con 46 centrali che forniscono calore a circa il 6-7% della popolazione totale di 11 milioni di persone. La singola centrale permette di produrre calore e acqua calda sanitaria per circa 4.000-6.000 abitazioni.

In Italia, la città di Ferrara rappresenta un vero e proprio fiore all’occhiello dell’utilizzo delle risorse geotermiche per il riscaldamento della città. Infatti, sin dagli anni ’50 la zona di Ferrara fu interessata di perforazioni esplorative per idrocarburi, che invece portarono, letteralmente, alla “scoperta dell’acqua calda” a 100˚C a circa 2000 metri di profondità: questo contrisce a fornire calore per circa 25.000 unità abitative e a ridurre le emissioni di CO2 in atmosfera rispetto a un impianto di teleriscaldamento alimentato da fonti fossili. Inoltre, la geotermia è stata integrata con la produzione di energia da rifiuti solidi urbani creando una perfetta sinergia di fonti d’energia complementari e sostenibili.

La geotermia per l'elettricità

Nei Paesi dove la temperatura nel sottosuolo cresce molto più rapidamente rispetto al normale gradiente geotermico, è possibile realizzare delle vere e proprie centrali geotermiche. Si tratta di impianti che prelevano direttamente fluidi caldi dal sottosuolo e, facendo scorrere il vapore attraverso una turbina, sono in grado di generare elettricità.
Gli Stati Uniti in questo senso sono la nazione con la maggiore potenza installata: parliamo di 3,7 GW, pari allo 0.4% della produzione elettrica di tutto il Paese Il pozzo più caldo che sia mai stato realizzato e che è ora impiegato per alimentare una centrale geotermoelettrica è invece il pozzo IDDP-1 in Islanda che ha raggiunto una temperatura di 452  ̊C a 2096 m di profondità. Tuttavia, si trova in Toscana il pozzo Venelle 2, dove sono state misurate le temperature più alte, superiori a 500˚C a una profondità di 2900m.
Ma è sempre l’Italia, grazie agli investimenti esteri di Enel Green Power, che detiene il record della centrale geotermica operativa alla quota più alta del mondo: parliamo dell'impianto di Cerro Pabellon in Cile, posto a 4500 m sul livello del mare.

La geotermia per l’estrazione di litio

Al momento sono in fase di studio anche progetti innovativi per altri utilizzi dei fluidi geotermici a media-bassa temperatura. In particolare, il bacino del fiume Reno, che separa Francia e Germania, presenta condizioni geotermiche estremamente interessanti non solo per la produzione di energia, ma anche per l’estrazione di metalli dai fluidi geotermici, in particolare di litio, tali da poter fornire materie prime prodotte localmente all’industria di produzione di batterie e dei trasporti.

E in Italia? L’Italia è la culla della produzione di elettricità da fonte geotermica, dove tutto è nato e dove tutto è ancora in forte evoluzione. Infatti risalgono al 1904 i primi esperimenti di utilizzo dei fluidi geotermici per la produzione di energia elettrica fino a oggi, in cui l’elettricità prodotta in Toscana fornisce quasi il 30% del fabbisogno della regione a circa all’1% dell’intero Paese. Litio geotermico italiano? Certo che sì… Recentemente è stato firmato un accordo per la valutazione delle risorse il litio geotermico nel nord del Lazio, nella zona di Cesano dove il pozzo Cesano 1, profondo 1.390 metri, presenta temperature interessanti per la produzione di energia geotermica (circa 200 °C) ma anche un elevato contenuto di litio nel fluido.

Ma la geotermia in Italia non è formata solamente da grossi progetti industriali. Sempre in Toscana tutta una serie di utilizzi a cascata sono stati sviluppati in collaborazione tra industria, municipalità, artigiani, agricoltori e imprenditori locali, creando una vera e propria filiera che va “dalla fumarola alla forchetta”, partendo dalla centrale geotermica per arrivare a prodotti gastronomici come la birra e il pecorino – esempi virtuosi replicabili a scala globale.

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