Le potenzialità dell'energia geotermica
Il XIX secolo è stato il tempo del carbone, il XX è stata l’epoca del petrolio, il XXI secolo inaspettatamente potrebbe esplorare le potenzialità dell’energia geotermica.
Si cerca nel sole, nell’acqua e nel vento, aspettando il pieno dispiegamento dell’atomo, la ricetta per un’energia infinita, a basso costo e sostenibile.
Il problema è che al giorno succede la notte e anche nelle zone più burrascose ci sono giorni di calma piatta, per cui le attuali energie rinnovabili non riescono ad essere continue.
Inoltre i materiali necessari per la costruzione degli impianti, le cosiddette materie prime critiche si trovano nel sottosuolo di paesi che potrebbero usarli come clava geopolitica e attualmente dominano buona parte della filiera produttiva.
Invece che volgere lo sguardo agli elementi celesti come forse ci ha abituato la prospettiva satellitare, alla fine dell’Ottocento, un’epoca di miniere, si guardava in basso, verso il sostrato igneo delle viscere della terra per cercare un’energia inesauribile e pulsante: l’energia geotermica.
Le condizioni per lo sviluppo dell’energia geotermica
L’Italia, paese attraversato dalle faglie tettoniche, con le centrali sul Monte Amiata e a Larderello, fu all’avanguardia nello sfruttamento di questa energia che sprigionava dalle caldere toscane.
Dopo l’inebriamento iniziale, la spinta si è bloccò e altri paesi, lentamente, stanno sopraggiunsero.
L’energia geotermica rimane una fonte marginale nel mix energetico, ad eccezione di alcuni paesi particolarmente dotati.
Il motivo principale è che il suo sviluppo richiede condizioni geologiche in grado di contenere e trasferire il calore del sottosuolo: sorgenti calde esistenti, vulcani attivi e altre caratteristiche geologiche associate all’energia geotermica.
Per utilizzare efficacemente il potenziale calorifero, deve esserci un gradiente termico sufficiente tra la superficie e il sottosuolo. Questo gradiente è comunemente causato da camere magmatiche, rocce calde e serbatoi naturali di fluidi idrotermali sotto la superficie.
La crosta terrestre deve inoltre anche essere sufficientemente permeabile per condurre il calore e consentire la circolazione di acqua calda o vapore.
Infine, il sottosuolo deve contenere fratture sufficientemente grandi da ridurre la pressione e permettere ai fluidi di viaggiare in modo relativamente veloce.
Queste fratture possono derivare dall’attività tettonica o essere create artificialmente attraverso tecniche di perforazione e/o fracking.
Il fatto che tutte queste condizioni debbano essere presenti per poter utilizzare efficacemente l’energia geotermica, rende le aree compatibili con lo sfruttamento meno estese di quanto si possa pensare.
La situazione in Europa
In ogni caso, l’Europa ha grandi riserve di energia geotermica e le sue infrastrutture energetiche altamente sviluppate la rendono la seconda regione al mondo per potenziale di energia geotermica, con un potenziale stimato fino a 20 milioni di megawatt (MW).
Lo sviluppo di una infrastruttura energetica in grado di accogliere e sostenere i progetti di energia geotermica con linee di trasmissione internazionali, l’accesso alle altri fonti di energia rinnovabili e interconnessioni di rete consolidate, consente di trasportare su lunghe distanze con relativa facilità.
La presenza di ricchi mercati energetici, consentirebbe agli operatori di coprire l’elevato investimento iniziale che sottende i grandi progetti di geotermia per la produzione elettrica e che è stato un fattore fortemente limitante per lo sviluppo del settore.
Alti prezzi delle fonti rinnovabili e fossili, sopratutto del gas, che costituisce la spina dorsale del modello industriale europeo, genererebbero una domanda supplementare di energia geotermica, che potrebbe contribuire ad aumentare la redditività dei progetti produttivi.
L’Unione Europea ha da tempo riconosciuto il potenziale dell’energia geotermica per contribuire agli obiettivi di riduzione le emissioni di carbonio. L’UE mira ad aumentare l’uso di fonti energetiche rinnovabili per la generazione di calore ed elettricità fino a raggiungere il 32% del consumo finale di energia da fonti rinnovabili entro il 2030.
Già nel 2008, la Commissione europea ha creato il programma “Energia geotermica” cercando di ritagliarsi un ruolo attivo per stimolare l’uso delle fonti di energia geotermica nell’Unione. Il programma era finalizzato a superare gli ostacoli finanziari e tecnici che impediscono a grandi progetti di prendere quota, mirando a creare un modello di sostenibilità anche economica delle iniziative, finanziando studi di fattibilità, sviluppo estrattivo e ricerca di migliori tecniche per lo sfruttamento dell’energia geotermica.
Nel 2017, la Commissione europea ha rinnovato l’impegno lanciando la “Geothermal Innovation Initiative”, una iniziativa concentrata sulla ricerca, lo sviluppo e l’innovazione nei settori della produzione e dello stoccaggio dell’energia geotermica e sul sostegno finanziario ai progetti dimostrativi. Cionostante, per le economie di scala richieste, il sostegno economico è rimasto piuttosto limitato, assegnando per tutta Europa, la poco significativa cifra di 100 milioni di euro in totale entro il 2021.
La crisi in Ucraina, dalle conseguenze permanenti sulle rotte di approvigionamento energetico, e una crisi in Asia orientale, da dove provengono i materiali per la costruzione degli impianti fotovoltaici, potrebbe accelerare il processo di investimento nelle ricchezze geotermiche europee.
Il caso islandese
Per capire come rendere il geotermico una fonte attraente bisogna seguire le tracce di chi l’ha reso una delle fonti principali di approvvigionamento: l’Islanda.
L’isola vichinga, pullulante di geyser e vulcani, ovviamente è benedetta dalla geografia e ha il più grande potenziale geotermico di tutti i paesi europei.
L’energia geotermica è un’opzione economicamente attraente per l’Islanda grazie all’abbondanza di aree vulcanicamente attive e alla sua lunga storia di utilizzo dell’energia geotermica per riscaldare edifici, fornire elettricità e produrre vapore.
Nonostante il suo ampio utilizzo, si stima che l’isola abbia ancora un potenziale di 6.000 megawatt di energia geotermica, in gran parte ancora da sfruttare.
L’Islanda è stata leader nell’esplorazione dei modi per utilizzare al meglio le sue risorse geotermiche, con 28 centrali operative e quasi 950 megawatt di output elettrico, sufficiente a soddisfare circa il 26% del fabbisogno elettrico totale del paese.
Sebbene ci siano delle controversie in Italia sul tasso di inquinamento degli impianti geotermici, il governo islandese sta investendo nella ricerca per esplorare ulteriori modi di sfruttare il potenziale geotermico del Paese, tra cui l’utilizzo per la desalinizzazione, l’acquacoltura e persino il turismo, creando una florida economia circolare attorno al fuoco delle viscere della terra.
La situazione in Italia della geotermia
L’Italia possiede la quarta maggiore capacità installata di energia geotermica al mondo, dietro solo a Stati Uniti, Filippine e Indonesia.
Nel 2018, l’energia geotermica rappresentava il 3,2% della produzione energetica totale dell’Italia.
Si stima che l’Italia abbia il potenziale per aumentare la produzione di energia geotermica fino a quattro volte il livello attuale.
Nel 2017, l’Italia ha approvato una legge che istituisce il Piano d’azione nazionale per la promozione dell’energia geotermica (NAPGE), che sostiene lo sviluppo di nuovi progetti geotermici nel Paese, creando incentivi per i comuni che investono nell’energia geotermica e ha portato alla costruzione o al potenziamento di decine di progetti geotermici negli ultimi anni.
Inoltre, il governo ha fornito incentivi per lo sviluppo dell’energia geotermica attraverso crediti d’imposta e sovvenzioni.
Oltre alle centrali geotermiche su larga scala, l’Italia sta cercando di capitalizzare le sue risorse geotermiche per applicazioni su scala ridotta, come il riscaldamento e il raffreddamento di singole abitazioni ed edifici, con diversi progetti pilota che mirano a dimostrare la fattibilità di tali sistemi.
Mappa dei progetti
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Il progetto del Marsili
Il progetto di geotermia del vulcano Marsili è un progetto energetico innovativo sull’isola di Ischia, che cerca di sfruttare l’energia geotermica del vulcano attivo sottomarino Marsili e di convertirla in elettricità.
Il progetto prevede un sistema a ciclo chiuso che prevede la perforazione di due pozzi in un serbatoio situato a migliaia di metri sotto la superficie del mare.
Questo serbatoio contiene acqua e vapore riscaldati a temperature fino a 250 gradi Celsius, che vengono poi convogliati in una centrale elettrica situata sull’isola.
Nella centrale, l’acqua calda e il vapore vengono convogliati attraverso una turbina collegata a un generatore.
Questo generatore produce elettricità che viene poi inviata alla rete elettrica nazionale. Il progetto sarebbe altamente efficiente e richiede una manutenzione minima o investimenti in infrastrutture.
Inoltre, non produce inquinamento atmosferico o idrico durante il funzionamento. Il governo stima che il progetto genererà circa 15 GWh di elettricità all’anno, sufficienti per alimentare fino a 14.000 abitazioni.
Il progetto è stato finanziato nel 2016 dalla Commissione Europea ed è guidato da Enel Green Power, la divisione energie rinnovabili di Enel, la più grande azienda energetica italiana.
È il primo del suo genere in Europa e mira a generare fino a 5 MW di energia rinnovabile dai due vulcani.
Il progetto prevede la perforazione di 11 pozzi nel sottosuolo vulcanico, che permettono al vapore caldo e all’acqua di raggiungere la superficie, dove possono essere utilizzati per generare elettricità.
Per aumentare ulteriormente l’efficienza, il progetto prevede anche l’impiego di due algoritmi che ottimizzeranno le prestazioni delle turbine a vapore dell’impianto.
Questo progetto si differenzia notevolmente da altri progetti simili nella regione, come in Islanda o in Nuova Zelanda.
In entrambi i Paesi, la maggior parte delle centrali geotermiche si trova in aree ad alta attività geotermica, cioè quando la superficie della terra è naturalmente calda a causa della vicinanza di un vulcano attivo.
Il progetto Vulcano perfora vulcani inattivi, rendendo più difficile la costruzione e il funzionamento.
Inoltre, i due algoritmi sono stati pensati appositamente per il progetto, il che potrebbe differenziarlo da altri progetti geotermici.
Nel complesso, il progetto Vulcano è un’impresa pionieristica per l’Europa e per il mondo, che utilizza un vulcano inattivo per produrre energia rinnovabile.
Con il successo della perforazione e degli algoritmi di ottimizzazione della turbina a vapore, ha il potenziale per rivoluzionare l’industria europea delle energie rinnovabili, aprendo la strada a ulteriori progetti di energia geotermica in tutto il continente.
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