ENERGIA
GEOTERMICA
Energia geotermica: che cosa è ?
Si può considerare come l'energia racchiusa, sotto forma di calore,
all'interno della Terra. Quando la Terra si formò, 5 miliardi di anni fa, da una
nube di gas, faceva davvero molto caldo! Anche se da allora la Terra si è
andata raffreddando, cedendo il suo calore allo spazio, una grande quantità
di calore è ancora racchiusa nelle profondità del pianeta e può essere
utilizzata come risorsa energetica per la crescente domanda della
popolazione.
Come usare l'energia geotermica?
E' davvero una buona domanda, ed è ancora oggetto di ulteriore ricerca.
Ci sono vari modi di portare questa energia in superficie in una forma
utilizzabile. Per ora, questi metodi coinvolgono il flusso di fluidi caldi fino
alla superficie, dove essi possono essere usati come sorgente di calore o
nella produzione di elettricità. Questi fluidi possono essere presenti
naturalmente nel sottosuolo, presso rocce ad alta temperatura, o devono
essere portati lì.
Quanta energia
geotermica c'è lì sotto?
In profondità nel sottosuolo c'è
abbastanza energia da
garantirci gli attuali consumi
energetici per i prossimi 35
miliardi di anni! L'unico
problema è raggiungere
questa energia e convertirla in
modo efficiente…Questo
dipende dai limiti delle attuali
tecnologie geotermiche e dalla
natura diffusa (cioè poco
concentrata) dell'energia che
cerchiamo di catturare.
Risorse geotermiche
Europee nel 2000
Temperatura a 5.000 m
L'energia geotermica è economica?
Sì, attualmente è più economica dell'energia nucleare e confrontabile con
alcune fonti di energia tradizionali, è quindi abbastanza economica da
garantire che il suo uso e la ricerca in questo campo continuino.
Come usare il calore della Terra?
Sappiamo che l'interno della Terra è molto caldo, e che in qualche punto
questo calore può arrivare insopportabilmente vicino alla superficie, come è
drammaticamente dimostrato dalle eruzioni vulcaniche. Il problema è che non
è pratico ed è pericoloso portare direttamente questa abbondanza di calore
alle nostre case per riscaldarle..ci vuole un modo migliore…
L'energia viene estratta quindi
dalla terra in modo sicuro da una
centrale geotermica che produce
energia portando l'acqua calda
dal sottosuolo, attraverso un foro
di trivella, alla superficie.
Qui, dove la pressione è minore,
l'acqua bolle producendo vapore
il quale alimenta le turbine che
convertono l'energia termica in
energia cinetica di rotazione.
Infine dei generatori trasformano
questa in energia elettrica.
L’ impianto mostrato nella foto sottostante trasforma il calore di un bacino di
acque sotterranee in 37MW di potenza elettrica, abbastanza per rifornire di
energia 37000 abitazioni.
Inoltre, produce pochissimi gas inquinanti (solo una piccola percentuale,
rispetto a quelli emessi dai sistemi tradizionali di produzione di energia).
Esso sfrutta un bacino di acque
sotterranee di origine naturale, ma
è abbastanza frequente che, nei
luoghi in cui il calore sotterraneo è
più facilmente accessibile, non ci
siano tali risorse d'acqua.
A volte anche se c'è dell'acqua nel
sottosuolo questa non può essere
usata per produrre vapore perché
può non essere abbastanza calda
o essere sporca.
Energia dalle rocce calde:
Non tutti i luoghi nel sottosuolo che
sono sufficientemente caldi da fornire
energia geotermica sono anche dotati di
fluidi che possano servire a trasportare
questa energia in superficie: ci sono
infatti luoghi davvero caldi (oltre 300ºC)
e completamente privi di fluidi.
Quello che gli ingegneri fanno in queste
situazioni è una serie di trivellazioni
nella zona interessata, seguite da una
serie di esplosioni controllate.
Queste esplosioni creano fratture nelle rocce; a questo punto vengono
effettuate altre trivellazioni a breve distanza dalle precedenti e poi ancora
altre... Esplosioni ! Si creano così altre fratture che vengono a contatto con
le fratture delle precedenti esplosioni.
Ora l'acqua può essere fatta passare attraverso questi fori: la si introduce
in uno di questi, la si lascia scorrere attraverso le fratture create (e intanto
si riscalda) e la si estrae da un altro foro, portandola in superficie.
Ora si ha un flusso di fluido con il quale estrarre l'energia geotermica !
Energia geotermica dall’ acqua
Quando le rocce del sottosuolo sono molto calde, si produce del vapore ed
è possibile produrre elettricità mediante un impianto geotermico alimentato
a vapore. Se tuttavia le rocce non sono calde abbastanza, l'acqua del
sottosuolo non bollirà, non producendo quindi vapore e occorrerà usare
l'acqua calda per produrre energia.
Spesso l'acqua nel sottosuolo non bolle a causa dell'alta pressione a cui è
sottoposta. Questo significa che quando l'acqua arriva in superficie, dove la
pressione è molto minore, è possibile che cominci a bollire. Questo può
creare problemi, se l'acqua deve essere pompata in superficie.
Una volta giunta in superficie, l'acqua è inviata ad una caldaia per produrre il
vapore necessario ad azionare le turbine che alimentano il generatore
elettrico. Se l'acqua ha una temperatura troppo bassa per la produzione di
energia elettrica, essa può essere usata in altri modi, ad esempio, acqua
riscaldata di origine geotermica può sostituire l'acqua riscaldata a gas negli
impianti di riscaldamento centralizzati.
Questi sistemi possono essere molto efficienti se l'intero vicinato è
connesso. Altre applicazioni comprendono: riscaldamento delle serre,
riscaldamento nelle cartiere, fornitura di acqua calda per l'allevamento
dei gamberi.
Energia geotermica dal fango
Spero che abbiate visto in televisione quei documentari su laghi di melma
che ribolle….potete immaginare che questo fluido contiene una grande
quantità di energia, ma immaginate anche il risultato se lo incanalassimo
verso una turbina! In molti luoghi il fango bollente non arriva alla superficie a
formare questi laghi, ma resta intrappolato nel sottosuolo. Gli ingegneri,
allora, mediante delle trivellazioni gli consentono di raggiungere la
superficie. Questo fango bollente viene poi fatto passare attraverso uno
scambiatore di calore in cui cede parte della sua energia a dell'acqua
pressurizzata. Questa viene poi trasformata in vapore e utilizzata per la
produzione di energia in una turbina. Il vapore già sfruttato può essere
condensato e restituito al sistema per essere di nuovo riscaldato. Il fango
può essere riversato nell'area da cui proviene. Il processo è quindi
completamente non inquinante.
Energia da vapore sotterraneo
Se la temperatura delle rocce è superiore ai
200ºC ad una profondità di circa 1.5
chilometri, allora una parte o tutta l'acqua
presente bolle, divenendo vapore. Una parte
dell'acqua può restare allo stato liquido a
causa dell'alta pressione a cui è sottoposta
nel sottosuolo. Il vapore prodotto dall'acqua
che bolle resta spesso intrappolato in cavità
vicine alla superficie (come l'aria resta
intrappolata sotto una barca che si è
rovesciata) e qui la quantità di energia
racchiusa può diventare esplosiva.
Quando si effettua una trivellazione in una di queste
sacche di vapore, esso si precipita in superficie, dove il
suo contenuto di energia lo rende ideale per la
produzione di energia elettrica,. Questo vapore può
essere utilizzato direttamente per azionare delle turbine
(dopo un eventuale filtraggio).