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27 Ottobre, 2019 Commenti (0) Ingegneria Energetica, Scienze Naturali Tempo di Lettura: 5'

L’energia geotermica

Iniziamo ad approfondire, con questo articolo, la fonte di energia proveniente direttamente dalla nostra Terra: l’energia geotermica.

Partendo dal suolo, all’aumentare della profondità si riscontra un progressivo aumento della temperatura, con un aumento medio di 30°C/km; in tal modo già a 10 km si riscontrano temperature di 250-350 °C.

Ovviamente questa è una stima media; infatti, zone con gradienti più bassi si alternano a zone a gradienti più alti. I siti di maggiore interesse sono quelli che vedono un gradiente maggiore rispetto a quello medio, così da poter reperire fluidi ad alta temperatura entro profondità ragionevoli.

Ad oggi l’effettiva risorsa geotermica sfruttata è quella a profondità non oltre i 5km; a questa profondità è possibile arrivare a temperature di 150-200°C, con punte anche oltre i 500°C.

La maggior parte dell’energia sopra citata è però troppo dispersa o comunque disponibile a temperature troppo basse per consentirne un efficace utilizzo, tanto che le risorse tecnicamente ed economicamente sfruttabili con le attuali tecnologie sono circa 5×1021 J; ovvero dello stesso ordine di grandezza dei consumi energetici mondiali.

La propagazione del calore della Terra, utilizzato come fonte primaria di energia, avviene in direzione radiale, dall’interno verso l’esterno principalmente, tramite due tipologie di trasmissione di calore:

  • conduzione;
  • convezione;

Per quanto riguarda il flusso termico che si diffonde dall’interno verso l’esterno, per irraggiamento, esso genera un calore che si irradia in atmosfera ( ≈ 60 mW/m2) che confrontato la radiazione solare (≈ 240 W/m2) rende chiaro che tale flusso non riesce ad incidere significativamente sul bilancio energetico terrestre.

Lo sfruttamento dell’energia geotermica è di varia natura:

  • sistemi idrotermali;
  • produzione di energia elettrica tramite centrali geotermoelettriche;
  • sistemi elettrici geo-pressurizzati che, al pari dei sistemi idrotermali sono disponibili sotto forma di acqua calda (≈ 150-200°C) dove l’acqua presenta pressioni dell’ordine di 103 bar. Tali sistemi però sono sfruttabili con difficoltà, poiché presenti a profondità comprese tra i 2.5 km e i 10 km.

 

 

Dimensione degli Stati se essa fosse correlata alla produzione di energia Geotermica

 

La maggior parte dell’energia geotermica sulla Terra è rappresentata da rocce calde secche, che arrivano a temperature comprese in un range di 150-300°C; tali sorgenti però trovano difficoltà nell’essere sfruttate, poiché per usufruirne bisogna far circolare un fluido vettore che assorba l’energia termica posseduta da tali rocce e lo trasferisca agli organi addetti alla trasformazione di tale fonte di energia in lavoro.

Panorama energetico Italiano

Attualmente in Italia operano 30 centrali geotermiche, disperse nella zona tra Lazio e Toscana soprattutto, con potenze fino a 710 MWe (mega-watt-elettrici); l’Italia si attesta tra i maggiori utilizzatori di energia geotermica al mondo, con una produzione dell’ 1,75% di energia elettrica da fonte geotermica, in confronto alla media mondiale (≈ 0,32%).

Le maggiori sorgenti di energia geotermica si trovano in corrispondenza dei margini delle placche tettoniche e dato che l’Italia si trova proprio tra due placche, precisamente quella africana ed euroasiatica,  risulta essere uno dei luoghi più floridi per l’istallazione di impianti geotermici.

Nel nostro paese lo sfruttamento delle risorse geotermiche si divide nel seguente modo:

  • usi termali (25%) ;
  • azionamento di pompe di calore ( 20%) ;
  • itticoltura e riscaldamento delle serre (15%);
  • riscaldamento degli edifici ( 25%).

Le risorse sfruttanti l’energia geotermica del territorio italiano, potenzialmente estraibili a profondità entro i 5 km sono dell’ordine di 21×1018 Joule, corrispondenti a circa 500 Mtep, ovvero 500 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio. Di esse, circa due terzi hanno temperatura inferiore a 150 °C.

Le risorse fruibili ad alta temperatura (T>80-90 °C) che permettono la produzione di energia elettrica a costi oggi competitivi con quelli di altre fonti di energia, si trovano solo in poche aree della fascia preappenninica tosco-laziale-campana, delle due isole maggiori e di quelle vulcaniche del Tirreno, in corrispondenza di zone caratterizzate da forti anomalie del flusso di calore. Tali zone sono ubicate quasi esclusivamente nel settore occidentale del Paese.

Al contrario, le risorse di media e bassa temperatura (T<80-90 °C) adatte per una serie di usi diretti, si trovano in molte altre zone. Inoltre, con l’impiego di pompe di calore geotermiche, possono essere sfruttate risorse a temperatura inferiore (T < 30 °C), utili per lo sfruttamento di calore, anche a piccola profondità.

Si può quindi dire che, per la presenza di risorse geotermiche di ogni tipo, con possibilità di sviluppo in molte e vaste zone del territorio nazionale, soprattutto per gli usi diretti, l’Italia ha una forte vocazione geotermica. Il suo potenziale può essere perciò valorizzato molto più di quanto fatto fino ad ora. Si tratta di risorse sostenibili, spesso rinnovabili anche sulla scala dei tempi umani, compatibili ovunque con l’ambiente, ed economicamente convenienti a tutti i livelli di temperatura.

Se si analizza il periodo tra il 2005 e il 2010, in Italia c’è stato un modesto aumento di produzione energetica, legata strettamente all’incremento dello sfruttamento di siti floridi a livello geotermico.

Gradiente di temperatura del terreno a 2Km di profondità

Terminiamo così questa introduzione all’ energia geotermica, per avere un’ idea completa sull’ effettiva convenienza di questa tipologia di impianti vi consigliamo anche un confronto con le tecnologie rinnovabili già trattate fino ad ora quali:

Energia Idroelettrica

Energia Eolica

Il Fotovoltaico

 

Bibliografia

  • [1] D.Guglielmetti, «La Geotermia: Principi di applicazione» Roma, 2015
  • [2] «www.unionegeotermica.it » 24 Giugno 2015 [Online]

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