Tecnologie geotermiche

Production and Distribution of Electricity and Heat

L’energia geotermica si manifesta come calore associato a emissioni superficiali di vapore o acqua calda in un ampio intervallo di temperatura o anche come calore disponibile a varia profondità sotto la superficie terrestre. In alcuni casi particolari, quali ad esempio gli Enhanced Geothermal System (EGS) o i sistemi geopressurizzati, lo sfruttamento ottimale del calore necessita di tecnologie avanzate. I fluidi emessi da una sorgente geotermica possono avere diverso contenuto energetico (bassa, media o alta entalpia) secondo le condizioni di temperatura e pressione. Le caratteristiche della sorgente o campo geotermico (temperatura, modalità di trasmissione del calore) influenzano la scelta della tecnologia di sfruttamento per la produzione di energia elettrica e/o di calore per usi civili (riscaldamento/raffrescamento residenziale, teleriscaldamento ecc.), per gli usi agricoli e industriali. Per la produzione di energia elettrica si sfruttano in generale sorgenti geotermiche ad elevata temperatura quali i serbatoi idrotermali a vapore e ad acqua dominante. Per la produzione elettrica da risorse con fluidi a temperatura superiori a 150 °C si utilizzano impianti a turbina a vapore secco o impianti a flash (doppio o singolo). Con fluidi a temperatura inferiore, ma comunque elevata (usualmente superiore a 110 °C) e comunque per la cattura totale del fluido in modo da permettere la re-iniezione totale del fluido nel sottosuolo, si utilizzano impianti a turbina a ciclo binario. Una descrizione delle caratteristiche di queste tecnologie è riportata più avanti nel testo. Per l’uso del calore si utilizzano quasi sempre fluidi di scambio termico. Tra le applicazioni termiche, la più diffusa è il teleriscaldamento ove la geotermia può anche essere associata ad altre fonti energetiche. Una tecnologia molto utilizzata e diffusa per la produzione del calore geotermico (in particolare sorgenti a bassa-media entalpia) è la pompa di calore o heat pump (PdC/HP) geotermica, che associa l’estrazione del calore dal sottosuolo alla capacità della pompa di trasferire calore da una sorgente meno calda ad una più calda grazie ad un apporto di energia dall’esterno. Le PdC geotermiche sono molto più efficienti di quelle che prelevano calore dall’ambiente superficiale, ma hanno costi di installazione più elevati che vanno pianificati con cura per garantire l’economicità dell’installazione.

La capacità geotermoelettrica installata nel mondo ha raggiunto nel 2016 i 13.3 GWe, mentre l’energia elettrica generata (dati 2015) è stimata in 80.9 GWhe, pari a circa lo 0.3% dell’elettricità prodotta a livello mondiale. L’incremento di capacità nel 2016 è stato di 901 MW, maggior crescita annuale degli ultimi 10 anni (313 MW nel 2015). Per il futuro le stime indicano per il 2021 una capacità installata superiore a 18 GW e il raggiungimento dei 32 GW nel 2030, nel caso in cui tutti i progetti programmati saranno portati a termine.

26-03-2018

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