L’energia geotermica è preziosa per gli esseri umani e per l’ambiente, perché è una risorsa rinnovabile e sostenibile che sfrutta il calore naturale della Terra per generare elettricità e riscaldamento.

Questo approccio all’energia ha vantaggi significativi, tra cui l‘affidabilità e la bassa emissione di gas serra. Tuttavia, presenta anche alcuni svantaggi e limitazioni che vedremo.

In questo articolo, esploreremo i pro e i contro dell’energia geotermica, offrendo una visione completa e dettagliata.

Come si produce l’energia geotermica?

L’energia geotermica è una risorsa preziosa che sfrutta il calore naturale presente nel nucleo della Terra. La Terra è, in realtà, un pianeta molto caldo con temperature interne che raggiungono 5.000-7.000 °C nel suo nucleo.

Questo calore non proviene solo dal passato, ma è costantemente generato dal decadimento di elementi radioattivi presenti nella crosta terrestre e nel mantello.

La Terra rilascia costantemente questo calore nello spazio, un processo noto come flusso di calore terrestre, che avviene senza sosta, giorno e notte, tutto l’anno.

Gli scienziati prevedono che questo flusso di calore continuerà per altri miliardi di anni, rendendo l’energia geotermica virtualmente inesauribile per gli standard umani. Avete capito bene, una fonte di energia inesauribile!

Questo calore terrestre genera un aumento graduale della temperatura all’aumentare della profondità, noto come gradiente geotermico. In Europa la temperatura aumenta di circa 3 gradi Celsius ogni 100 metri di profondità. Tuttavia, in alcune zone si possono raggiungere anche i 20 gradi Celsius ogni 100 metri.

Questo fenomeno sottostante è ciò che rende possibile sfruttare l’energia geotermica per produrre elettricità e riscaldamento in modo sostenibile e rinnovabile.

La crosta terrestre sotto i nostri piedi non è costituita solo da roccia densa, ma anche da crepe, caverne e fessure. Ogni volta che piove, l’acqua si sposta all’interno della terra, si riscalda durante la discesa e si raccoglie nelle cavità.

A una profondità di 400 metri l’acqua raccolta ha già una temperatura di circa 25 °C, a 4.000 metri supera i 100 °C. È solo a causa dell’enorme pressione che a tali profondità è ancora liquido. Se ora trasporti l’acqua calda sulla superficie terrestre, puoi utilizzare la sua energia termica.

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Come utilizzare l’energia geotermica?

Esistono due diversi sistemi per estrarre calore dalla terra e renderlo utilizzabile: un sistema aperto e uno chiuso.

Nel sistema aperto viene costruito un pozzo profondo circa 25 metri che pompa l’acqua sotterranea ad una temperatura compresa tra 10 e 15 °C.

Dopo che il calore è stato sottratto alle acque sotterranee in superficie, questo viene riportato in profondità in un secondo pozzo, dove si riscalda nuovamente da solo.

In un sistema chiuso, invece, non ci sono due pozzi separati che sporgono nella falda freatica, ma piuttosto un unico, lungo circuito di tubazioni.

Come una sonda, questa guida i liquidi continuamente fino a una profondità di 160 metri, dove si riscaldano automaticamente e possono essere pompati verso l’alto, oppure i liquidi vengono guidati attraverso un collettore orizzontale attraverso una profondità di 1,5 metri.

In entrambi i sistemi l’energia termica proveniente dalle profondità viene ulteriormente aumentata in una pompa di calore in modo che sia sufficiente, ad esempio, per far funzionare un impianto di riscaldamento e fornire acqua calda per le docce.

Per fare ciò, il calore dell’acqua sotterranea viene trasferito in un altro liquido, che a sua volta viene evaporato e compresso. Il vapore caldo a sua volta riscalda l’acqua utilizzata dal consumatore.

In Italia, sono individuate due regioni con un notevole potenziale geotermico, entrambe situate in Toscana. Queste due zone ad alta geotermia comprendono l’area triangolare tra Larderello, Travale e Radicondoli, nonché la regione circostante al Monte Amiata.

È interessante notare che gran parte delle centrali geotermiche italiane si trova in queste specifiche aree geografiche.

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Quali sono i vantaggi dell’energia geotermica?

Ecco alcuni vantaggi dell’energia geotermica:

• L’energia geotermica è considerata ecologicamente neutra in termini di emissioni di CO2.
• Questa forma di energia è inesauribile dal punto di vista umano.
• A differenza di altre fonti di energia rinnovabile come l’energia solare ed eolica, l’energia geotermica è costantemente disponibile e non richiede sistemi di accumulo.

Quali sono gli svantaggi dell’energia geotermica?

Ci sono due principali considerazioni legate all’energia geotermica superficiale: da un lato, ci sono costi elevati durante la fase di avvio, e dall’altro, la pompa di calore utilizzata per aumentare la temperatura dell’acqua richiede energia elettrica aggiuntiva, comportando ulteriori costi, compresi quelli legati alle emissioni di carbonio, a seconda della fonte di elettricità impiegata.

Quando si tratta di energia geotermica profonda, sorgono sfide significative a causa delle perforazioni profonde, spesso di diversi chilometri. Nonostante gli studi preliminari, c’è sempre il rischio di perdere le falde acquifere, il che potrebbe comportare notevoli spese aggiuntive.

Un altro aspetto di incertezza è la composizione dell’acqua calda, poiché non è possibile prevedere i minerali presenti nelle profondità del terreno o quanto essi si dissolveranno durante l’estrazione. Questi minerali potrebbero causare corrosione delle tubazioni e, nei casi peggiori, la contaminazione delle falde acquifere utilizzate per l’approvvigionamento di acqua potabile.

Il terzo rischio è associato alla pressione con cui l’acqua viene reinserita nel terreno dopo l’estrazione dell’energia geotermica. In alcuni casi, questo processo potrebbe generare vibrazioni o micro-sismi.

Tuttavia, gli esperti ritengono che il rischio sia controllabile nelle operazioni geotermiche idrotermali, che coinvolgono l’estrazione di calore da falde freatiche a profondità di chilometri, paragonandolo a una situazione simile a un treno che passa nelle vicinanze.

Le situazioni sono più critiche nel caso dei progetti geotermici di roccia calda e secca, poiché la manipolazione intenzionale dei profondi strati rocciosi può influire sulla tensione della roccia e, in alcuni casi, causare terremoti, come è accaduto nel 2017 a Pohang, in Corea del Sud, dove un terremoto di magnitudo 5,5 della scala Richter si è verificato a seguito di pressioni elevate esercitate su rocce profonde per oltre due anni.