l` energia geotermica - Camera di Commercio di Pisa
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L’ ENERGIA GEOTERMICA Cosa è l’energia geotermica. L’ energia geotermica è la forma di energia dovuta al calore endogeno della Terra, contenuta negli strati più profondi del nostro Pianeta.. Il termine “geotermia”, che individua quella branca della geofisica che studia il calore terrestre, viene comunemente utilizzato anche per indicare lo sfruttamento di tale forma di energia tendenzialmente rinnovabile. All’interno del nostro pianeta la temperatura aumenta progressivamente con la profondità, di circa 3 °C ogni 100 metri, producendo una energia enorme ma poco concentrata, che si dissipa verso la superficie. Tuttavia, esistono zone della crosta terrestre in cui, a causa della relativa vicinanza di masse magmatiche, il gradiente termico è nettamente superiore alla media: qui l’acqua penetrata nel sottosuolo si riscalda fino a raggiungere alcune centinaia di gradi, generando così un fluido geotermico costituito di acqua e/o vapore. Tale fluido può risalire spontaneamente alla superficie, attraverso faglie o fratture, dando vita a manifestazioni geotermiche come i geyser, le fumarole o le sorgenti calde; oppure può rimanere “imprigionato” fra gli strati rocciosi, dovendosi in questo caso, naturalmente quando si trovino a profondità raggiungibili, operare perforazioni meccaniche (“pozzi geotermici”) al fine di liberare e sfruttare l’energia accumulatasi. I primi utilizzi dell’energia geotermica risalgono alla prima metà dell’Ottocento: a Larderello, in provincia di Pisa, i vapori provenienti dal sottosuolo venivano utilizzati in alternativa alle macchine a vapore, risparmiando il costo del carbone necessario per alimentare le caldaie. Sempre a Larderello, il 4 luglio 1904, il principe Piero Ginori Conti riuscì, attraverso una macchina a vapore collegata ad una dinamo, a fare accendere alcune lampadine: fu l’inizio dello sfruttamento di un’energia pulita e praticamente inesauribile che si sarebbe poi diffuso in tutto il mondo. Le forme di utilizzazione dell’energia geotermica variano in relazione alla temperatura del fluido geotermico: le risorse ad alta temperatura (>150 °C) si prestano sia per la produzione di energia elettrica che per usi diretti (non elettrici), mentre quelle di media e bassa temperatura possono essere utilizzate prevalentemente in forma di calore per usi diretti (c.d. geotermia a bassa entalpia). 1 La produzione di energia elettrica. Nell’ambito dello sfruttamento delle forme di energia rinnovabili, gli impianti geotermici sono quelli che permettono le più alte potenze installate. Il principio di funzionamento di una centrale geotermica è concettualmente molto semplice: i flussi di vapore provenienti dal sottosuolo vengono inviati ad una turbina che produce energia meccanica, la quale viene trasformata in energia elettrica per mezzo di un alternatore o generatore collegato alla turbina stessa. Esistono anche impianti, c.d. a ciclo binario, che consentono di sfruttare fluidi geotermici di temperatura inferiore ai 150 °C, la cui energia viene utilizzata per ottenere da un altro fluido vapore da immettere nella turbina. Per non impoverire le risorse disponibili e per non provocare dissesti idrogeologici, generalmente si provvede poi a reiniettare reflui liquidi o acque meteoriche nel sottosuolo. Gli usi diretti. I fluidi geotermici si prestano anche a interessanti forme di utilizzazione di natura non-elettrica: • Riscaldamento di ambienti (teleriscaldamento) I fluidi caldi geotermici sono usati direttamente, se non contengono sostanze corrosive o incrostanti, oppure riscaldano un fluido secondario attraverso scambiatori di calore. L’effetto è ottenuto utilizzando sistemi di riscaldamento convenzionali (radiatori, pannelli radianti o termoconvettori). Purtroppo tale sistema di riscaldamento può essere utilizzato solo localmente, perché i fluidi non possono essere trasportati troppo lontano dalla zona di estrazione. • Usi balneotermali. E’ la forma di utilizzo del calore geotermico più risalente e più diffusa nel mondo. In Italia i centri termali sono numerosissimi, alcuni dei quali molto famosi, come Abano Terme, Montecatini Terme, Ischia, Saturnia… • Usi agricoli, zootecnici e di acquacoltura L’utilizzo in agricoltura comprende il riscaldamento di serre, il disseccamento di prodotti agricoli e l’allevamento di animali da fattoria. Il controllo della temperatura di crescita delle forme di vita acquatiche aumenta notevolmente la produttività. • Usi industriali Nelle attività industriali i fluidi geotermici possono essere utilizzati per fornire il “calore di processo” necessario nel ciclo di produzione. In Italia, il calore geotermico è sfruttato nell'area geotermica toscana per il trattamento di minerali borici e in una piccola industria casearia. Nei paesi freddi è anche abbastanza diffuso l'impiego dei fluidi geotermici per sciogliere neve e ghiaccio su strade e marciapiedi. 2 Vantaggi e criticità. L'energia geotermica è a tutti gli effetti una energia pulita, facente parte della categoria delle fonti energetiche rinnovabili, così come l’energia solare e l’energia eolica, ma che presenta l’ulteriore vantaggio, rispetto a queste ultime, di costituire una sorgente energetica continua, indipendente dalle stagioni e dalle condizioni climatiche e meteorologiche. E’ da rilevare un minimo impatto ambientale, riconducibile essenzialmente a: I gas incondensabili immessi in atmosfera. Sono disciolti nel fluido geotermico, non sono inquinanti ma devono comunque essere diluiti nell’aria in modo tale che non possano raggiungere al suolo concentrazioni potenzialmente nocive. L’inconveniente del loro caratteristico spiacevole odore è superabile mediante l’installazione di impianti di abbattimento. L’ impatto paesaggistico. Il problema, peraltro comune ad ogni sito industriale, può essere risolto cercando di coniugare le esigenze ingegneristiche con una architettura rispettosa del paesaggio e del comune senso estetico. L’Italia, la Toscana, Pisa. L’Italia è un paese assai “caldo” dal punto di vista geotermico, come testimoniato dalla notevole presenza di vulcani, di soffioni boraciferi e di sorgenti termali. La produzione geotermica vanta una lunga tradizione e per molti anni ha costituito un primato mondiale. In Italia sono attualmente operative 31 centrali geotermiche per la produzione di energia elettrica, tutte situate in Toscana, nelle aree di Larderello (Pisa), Travale-Radicondoli (Siena) e Monte Amiata (Grosseto); ancora oggi la Toscana costituisce nel settore un vero e proprio punto di riferimento scientifico a livello globale. Sistemi di utilizzazione non-elettrica dell’energia geotermica sono diffusi in diverse regioni, tra cui la Toscana, l’Emilia-Romagna, il Veneto e il Lazio. Condotti con successo gli esperimenti di inizio secolo, la prima vera centrale geotermoelettrica entrò in servizio a Larderello nel 1913, con un primo gruppo a turbina da 250 KW di produzione italiana. Oggi le centrali attive in Toscana, distribuite su un territorio che ricomprende 16 comuni, forniscono circa l’ 1,5% della produzione di energia elettrica nazionale ed il 25% del fabbisogno complessivo di energia elettrica della regione, quanto basta per far fronte alle necessità di quasi 2 milioni di famiglie. Grazie al geotermico, la Toscana ha già superato gli obiettivi comunitari del 2010, legati all'attuazione del protocollo di Kyoto; l’obiettivo è quello di portare entro il 2020 al 50% la percentuale di energia elettrica prodotta con le fonti rinnovabili, soprattutto con l’energia geotermica, cui è riconosciuto un ruolo trainante. 3 Nel dicembre del 2007 Regione Toscana ed Enel, che gestisce tutte le centrali, hanno siglato un fondamentale accordo per lo sviluppo della geotermia nella regione, che prevede lo stanziamento a favore della Toscana di 650 milioni di euro fino al 2024. Il protocollo “Accordo Generale sulla Geotermia” prevede l’unificazione al 2024 della scadenza delle concessioni ad Enel per la coltivazione geotermica e mira ad assicurare lo sviluppo sostenibile della “coltivazione” geotermica, il miglioramento delle tecnologie utilizzate per l’estrazione del vapore, la valorizzazione dei territori che ospitano i giacimenti e la tutela dell’ambiente e della popolazione residente. Nel Pisano, la zona interessata dai fenomeni geotermici si estende nell'estrema parte meridionale della provincia, nelle località di Larderello (tuttora considerata la “culla” della geotermia), Montecerboli, Monteverdi Marittimo, Castelnuovo Val di Cecina, al confine con la provincia di Grosseto. I caratteristici soffioni boraciferi sono generati da una massa magmatica che si trova ad una profondità relativamente bassa, la quale provoca il continuo riscaldamento di acque sotterranee che, imprigionate da rocce di copertura, raggiungono una temperatura ed una pressione notevoli. La valle, significativamente chiamata "Valle del Diavolo", è caratterizzata dalle suggestive colonne di vapori bianchi, dalle torri di refrigerazione e dai vapordotti che si snodano come un lungo serpente. Larderello è uno dei centri geotermici più grandi al mondo, in cui si va a perforare più in profondità e dove le temperature raggiunte dai fluidi sono elevatissime, in alcuni casi superiori ai quattrocento gradi. In virtù del primato storico e del patrimonio di know-how di cui dispone, nel febbraio del 2008, primo in Italia, è stato istituito a Larderello un “Centro di Eccellenza della Geotermia”, che riunisce in associazione temporanea di scopo tre enti di ricerca pisani (l’Università di Pisa, la Scuola Superiore Sant’Anna e l’Istituto per le Geoscienze e Georisorse del CNR), il COSVIG (Consorzio per lo sviluppo delle aree geotermiche) e i comuni dell’area geotermica toscana, con capofila Pomarance, nel cui territorio la frazione di Larderello si trova. Il Centro è una struttura dedicata alla ricerca applicata, ad attività di formazione e di consulenza tecnico-scientifica a livello internazionale, ed ha tra i propri obiettivi prioritari la valorizzazione delle risorse geotermiche, sia a bassa che ad alta temperatura, la valutazione degli effetti del loro uso, lo studio della loro sostenibilità e delle sue modalità di promozione. Sempre a Larderello, verso la fine degli anni ’50 è stato fondato un interessante “Museo della Geotermia”, che documenta tutta la storia dello sfruttamento dei fenomeni geotermici nell’area, dall’utilizzo delle acque termali da parte dei Romani, fino all’attività di ricerca e di perforazione, ai diversi sistemi di utilizzazione del fluido geotermico per produzione di energia elettrica, termica e meccanica. - A cura dell’ Ufficio Brevetti, Marchi ed Innovazione Tecnologica della Camera di Commercio di Pisa - 4