Energia sostenibile dal sottosuolo: costi, detrazioni, vantaggi e potenzialità del geotermico

L’energia geotermica: storia e curiosità

Prima di addentrarci nei dettagli di questo articolo, è importante fare una premessa. Non tanto per spiegare cos’è la geotermia, ma per svelare le sue origini storiche, spesso poco conosciute, che affondano le radici proprio in Italia.

L’energia geotermica, oggi considerata una delle fonti rinnovabili più promettenti, ha una storia che risale a oltre un secolo fa. Fu infatti il toscano Piero Ginori Conti, nel 1904, a sperimentare per la prima volta la conversione del vapore naturale in elettricità. Tutto ebbe inizio a Larderello, in provincia di Pisa, nel cuore della celebre “Valle del Diavolo”, chiamata così per la presenza dei soffioni boraciferi, che sprigionano alte colonne di vapore bianco.

La storia della geotermia industriale si intreccia con quella della famiglia Larderel. Vi ricorda nulla questo nome?

Piero Ginori Conti entrò in contatto con questa realtà sposando Adriana di Larderel, nipote di François de Larderel, ingegnere e imprenditore francese che, con la sua impresa, la Società Boracifera di Larderello, fu tra i primi a sfruttare industrialmente i soffioni boraciferi della Toscana per l’estrazione dell’acido borico. Ginori Conti, oltre a proseguire l’opera iniziata da François, comprese che il vapore naturale poteva essere utilizzato non solo per l’industria chimica, ma anche per la produzione di energia elettrica.

La data che segnò l’inizio di questa rivoluzione fu il 4 luglio 1904, quando Ginori Conti riuscì ad accendere cinque lampadine sfruttando il vapore geotermico, collegato a una dinamo alimentata da un motore alternativo. Questo esperimento segnò l’alba di una nuova era: nel giro di pochi anni, il sistema venne sviluppato fino a raggiungere, nel 1916, una produzione di 2.750 kW distribuita in tutta l’area circostante. Un valore straordinario per l’epoca, che dimostrò al mondo il potenziale industriale della geotermia.

Oggi, a oltre un secolo di distanza, Larderello detiene ancora un record mondiale: è il più antico complesso geotermico esistente e, con i suoi 34 impianti per una capacità totale di 722 MW, produce oltre 5 miliardi di kWh all’anno, pari al fabbisogno energetico di circa 2 milioni di famiglie italiane. Un successo tutto italiano che continua a rappresentare un modello per lo sviluppo delle energie rinnovabili a livello globale.

Lo scenario italiano attuale e futuro

Secondo studi recenti, una diffusione capillare della geotermia in Italia permetterebbe di ridurre drasticamente il consumo di petrolio e gas e contribuire in modo significativo al fabbisogno energetico nazionale. Il nostro Paese è tra i più ricchi d’Europa in risorse geotermiche, ma il loro sfruttamento resta limitato, concentrandosi prevalentemente nel Centro-Nord.

Enel Green Power stima che il potenziale geotermico italiano possa variare tra i 500 milioni e i 10 miliardi di tonnellate di petrolio equivalente, pari a un’energia compresa tra 5.800 e 116.000 TWh, ben oltre i 300 TWh richiesti annualmente. Tuttavia, al momento, solo il 2% del fabbisogno nazionale è coperto dal geotermico, con circa 6 TWh prodotti ogni anno e una potenza installata di 1,1 GW, suddivisa tra grandi impianti geotermoelettrici e usi diretti come il riscaldamento urbano e il termalismo.

Le proiezioni indicano che entro il 2030 la potenza geotermoelettrica potrebbe raggiungere 1.140 MW, con una produzione fino a 7 TWh annui. Entro il 2050, l’energia generata potrebbe arrivare a 16 TWh, raddoppiando o triplicando l’attuale contributo e portando il geotermico a coprire fino al 5% del fabbisogno energetico nazionale. Inoltre, nei prossimi decenni, questa fonte potrebbe finalmente espandersi oltre la Toscana, con le altre regioni che potrebbero arrivare a rappresentare il 30-40% della produzione entro metà secolo.

Che cos’è l’energia geotermica e come funziona

Quando si parla di energia geotermica, dunque, si fa riferimento al calore naturale presente nelle profondità terrestri: un incessante movimento di magma che genera un flusso termico, propagandosi dalle aree più interne fino alla superficie terrestre e rappresentando una risorsa energetica preziosa in grado di ridurre significativamente l’impatto ambientale per promuovere un’alimentazione sostenibile e pulita.

PER APPROFONDIRE: Quando e dove conviene usare un impianto geotermico?

Esistono tre principali tipologie di geotermia:

• Alta entalpia, utilizzata per la produzione di energia elettrica in presenza di anomalie geologiche o vulcaniche, con temperature superiori ai 150 °C;
  
• Media entalpia, impiegata per il teleriscaldamento sfruttando acque termali tra 80 e 150 °C;
  
• Bassa entalpia, ideale per applicazioni domestiche, sfrutta il sottosuolo come serbatoio termico, estraendo o cedendo calore in base alla stagione.

La prima, è quella a cui abbiamo fatto riferimento parlando di Piero Ginori e di Larderello, ed è quella che sfrutta le anomalie geologiche o vulcanologiche per la grande produzione di energia elettrica che impiega vapori e acque con temperature anche superiori ai 150 °C. La seconda adopera lo sfruttamento delle acque termali con temperature tra gli 80 e i 150 °C principalmente per scopi di teleriscaldamento. Mentre la terza, invece, è quella ideale per i fini domestici ed è relativa allo sfruttamento del sottosuolo come serbatoio termico dal quale estrarre calore a richiesta durante la stagione invernale ed al quale cederne durante la stagione estiva.

Volendo essere ancora più specifici, geotermia la definizione di geotermia a bassa entalpia deriva dalla definizione fornita dal D.Lgs. 22/2010 in materia di fluidi estratti dal sottosuolo per la produzione di calore e/o elettricità: i fluidi sono a bassa entalpia quando si trovano a una temperatura minore di 90 °C.

Applicazioni e vantaggi per il residenziale

Il geotermico è una delle scommesse da portare avanti per svincolarsi sempre di più dalla dipendenza dalle fonti non rinnovabili e inquinanti. Anche nelle piccole applicazioni residenziali, non solo per la grande produzione elettrica, poiché il geotermico è:

• Semplice: il processo produttivo è alimentato dal vapore stesso, che viene emesso poi nell’aria;
  
• Naturale: l’energia si ricava dal calore e dal vapore imprigionati sotto la crosta terrestre. Elementi che quindi non hanno alcun impatto sull’ambiente;
  
• Eterno e continuato: l’energia geotermica è considerata senza limiti, sempre disponibile 24 ore al giorno per 365 giorni all’anno e con qualsiasi condizione meteorologica;
  
• Conveniente: il geotermico si trova dappertutto sulla terra, non dipende da fattori esterni come il sole e l’energia, non deve essere spostata, dato che può soddisfare ogni esigenza locale;
  
• Economico: una pompa geotermica riscalda la casa in modo efficiente e se la casa è ben coibentata si può arrivare fino all’80% di risparmio sul conto energetico in un anno. E, aspetto da non trascurare, permette di usufruire di numerosi incentivi;
  
• Pulito: gli impianti geotermici hanno un basso impatto ambientale, perché non emettono CO2, non ci sono installazioni visibili all’esterno e producono elettricità e calore senza liberare tossine nell’atmosfera;
  
• Silenzioso: l’inquinamento sonoro prodotto dagli impianti geotermici è pressoché inesistente;
  
• Multiuso: dal riscaldamento all’umidificazione, fino a usi più complessi, l’energia geotermica ha applicazioni molto varie;
  
• Affidabile: gli impianti geotermici sono considerati tra i più sicuri in termini di erogazione di energia, perché, essendo eterna e continua, il rischio di interruzioni del flusso è prossimo a zero;
  
• Futuribile: un impianto geotermico dura più di 100 anni. Inoltre l’utilizzo di energia geotermica è in crescita esponenziale e le tecnologie estrattive sono in continua evoluzione.

LEGGI ANCHE: Le pompe di calore geotermiche: come progettarle

Il geoscambio è quell’insieme di principi, tecnologie e tecniche della geotermia a bassa o bassissima entalpia. Esso sfrutta il sottosuolo poco profondo (solitamente tra pochi metri e 150 metri) come serbatoio di calore e si basa sulla differenza termica tra la terra e l’atmosfera. In ambito domestico si sfruttano impianti a bassa entalpia, utilizzando appunto il sottosuolo poco profondo come serbatoio termico per riscaldare gli edifici, prelevando calore in inverno, e raffrescarli, cedendolo in estate. Questa forma energetica non richiede la necessità di sonde a grande profondità ed è praticamente sfruttabile ovunque.

Un impianto a circuito chiuso con sonde verticali utilizza tubi in HDPE (diametro 32-40 mm) disposti a U, singola o doppia, inseriti in perforazioni nel terreno entro i limiti della geotermia superficiale. Al loro interno circola un fluido termovettore, come acqua pura o miscelata con glicole per evitare il congelamento. Questo fluido assorbe o cede calore al terreno in base alla stagione: in inverno estrae calore per il riscaldamento, in estate lo rilascia per il raffrescamento. Il calore viene poi trasferito al circuito termo-frigorifero della pompa di calore, che lo distribuisce nell’edificio. Il sistema funziona in un ciclo chiuso, senza contatto con l’ambiente esterno, garantendo efficienza e lunga durata.

Un impianto a circuito aperto con acqua di falda sfrutta l’acqua sotterranea per lo scambio termico. L’acqua viene prelevata da uno o più pozzi, inviata alla pompa di calore geotermica per il trasferimento di calore e poi reimmessa nella falda o scaricata in acque superficiali.

Il sistema prevede l’uso di sonde geotermiche, solitamente in tubi di polietilene, che raccolgono il calore grazie a un fluido termovettore, come l’acqua glicolata. Il calore viene quindi distribuito nell’edificio, ad esempio tramite pannelli radianti a pavimento. Le sonde possono essere installate orizzontalmente o verticalmente, raggiungendo profondità superiori ai 100 metri con tecniche di carotaggio. Lo scambiatore di calore, infine, trasferisce l’energia dal circuito geotermico all’edificio.

Gli impianti a pompa di calore geotermica si adattano a qualsiasi tipo di edificio, dal residenziale agli edifici pubblici.

Sono particolarmente indicati per le nuove costruzioni, dove rappresentano una soluzione efficiente e sostenibile. Negli edifici esistenti, invece, l’installazione è più complessa e richiede una valutazione da parte di un esperto per verificare fattibilità, costi ed efficacia del sistema. Il territorio italiano, grazie alle sue caratteristiche geologiche, è in gran parte adatto a questa tecnologia. Inoltre, l’abbinamento con un impianto fotovoltaico consente di alimentare la pompa di calore con energia rinnovabile, riducendo ulteriormente consumi e costi.

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Nel pdf si continua parlando di:

• Costi e incentivi
  
• Ma quanto può costare in media un impianto geotermico?