A2C - Salerno

La prima centrale geotermica al mondo venne costruita nel 1911 in Italia a Larderello, in Toscana. Ancora oggi produce il 10% dell'energia geotermica mondiale, confermandosi un polo di rilievo globale in questa tecnologia. Purtroppo però a questo non si è dato seguito. In una centrale geotermica si sfrutta il calore delle profondità terresti per produrre energia elettrica in maniera rinnovabile e pulita.

In alcune zone ci sono delle "anomalie geotermiche" in cui la temperatura è compresa fra i 250° e i 400° C ad una profondità compresa tra i 2000 e i 4000 metri. Quando le acque sotterranee vengono a contatto con questi strati rocciosi si forma vapore acque ad elevata temperatura e pressione, che risalirà attraverso fenditure e fratture negli strati rocciosi sovrastanti. Vediamo insieme come funziona una centrale geotermica e perché questo tipo di impianti sono necessari per la transizione energetica. Vediamo gli impianti a "vapore dominante", quelli ad "acqua dominante" e quelli a "ciclo binario".

Scavando pozzi geotermici di estrazione è possibile intercettare dei flussi di vapore, e inviarli in una turbina per farla girare e produrre energia elettrica tramite un alternatore.
In Italia abbiamo gli "impianti a vapore dominante", in cui si utilizza vapore ad alta pressione e temperatura (oltre i 200°C). Poi questo vapore in uscita dalla turbina entra quindi in un condensatore, per far tornare l'acqua allo stato liquido, mentre i gas incondensabili (principalmente CO2) vengono rilasciati in atmosfera previo abbattimento degli inquinanti (H2S, Mercurio, altri).
L'acqua condensata è però ancora molto calda, quindi viene inviata in una torre di raffreddamento. E una volta raffreddata, parte dell'acqua verrà ricircolata nel condensatore, parte verrà re-iniettata nel sottosuolo mediante pozzi di re-iniezione, chiudendo così il ciclo del fluido geotermico.

Ci sono poi gli impianti ad "acqua dominante", dove le elevatissime pressioni nel serbatoio geotermico riescono a mantenere l'acqua allo stato liquido nonostante le temperature elevate (150° - 170°C).
Con la risalita attraverso i pozzi di estrazione, l'acqua passa dalla pressione di serbatoio a quella atmosferica e vaporizza istantaneamente.
La parte che non vaporizza viene reimmessa nel serbatoio naturale, mentre il vapore viene inviato in turbina.
Infine ci sono gli impianti a ciclo binario, dove il fluido geotermico non è mandato direttamente in turbina, bensì in uno scambiatore di calore, dove cede calore ad un secondo fluido che ha una temperatura di ebollizione più bassa rispetto all'acqua. Questo fluido termovettore vaporizzerà e verrà fatto espandere in turbina per produrre energia elettrica, dopodiché verrà condensato e ricircolato nello scambiatore.
I circuiti sia per il fluido geotermico e sia per il termovettore sono chiusi. Nonostante in questo caso il rendimento termodinamico sia più basso, perché inevitabilmente spendiamo parte dell'energia contenuta nel fluido geotermico per far evaporare il termovettore, si hanno migliori prestazioni ambientali.
Questo perché si re-inietta il fluido geotermico direttamente nel bacino di provenienza, senza necessità di rimuovere gli inquinanti e gli incondensabili, i quali vengono sostanzialmente solubilizzati nella fase acquosa. Inoltre, questa tecnologia consente di costruire centrali anche dove la temperatura del fluido geotermico in ingresso non è particolarmente elevata.

Concludendo. Un indiscusso vantaggio delle centrali geotermiche è che sono una fonte di energia programmabile. A differenza di altre fonti rinnovabili, infatti, la loro produzione è continua e non necessita di sistemi di accumulo. Anche le dimensioni sono più contenute rispetto ad un parco solare o eolico; e inoltre gli impatti ambientali sono ridotti. E' probabile che in futuro diverranno molto comuni.

Si ringrazia il Dott. Luigi Rescigno per il supporto scientifico.