Centrale geotermica: come funziona, impatto ambientale e tipi di impianti

Le energie rinnovabili stanno giocando un ruolo fondamentale nella transizione energetica globale, offrendo soluzioni più sostenibili e a basso impatto ambientale rispetto alle fonti fossili tradizionali. Tra le tecnologie più interessanti emerge la centrale geotermica, un impianto che sfrutta il calore della terra per generare elettricità. Ma che cos’è e come funziona esattamente? E quale impatto ha nelle politiche energetiche green?

Cos’è una centrale geotermica e come funziona

Una centrale geotermica è un impianto che utilizza il calore naturale, proveniente dagli strati terrestri più profondi, per generare energia elettrica. Questa forma di energia, detta energia geotermica, si basa quindi sullo sfruttamento del calore interno della Terra, una delle fonti green più promettenti perché inesauribile e costante nel tempo.

Principio di funzionamento delle centrali geotermiche

La temperatura all’interno del nostro pianeta, infatti, cresce progressivamente man mano che si scende in profondità. Questo incremento, noto come gradiente geotermico, cresce in media di circa 3°C ogni 100 metri. Tuttavia, in alcune aree con specifiche condizioni geologiche, il gradiente può essere molto più alto, raggiungendo temperature tra i 250 e i 350°C a profondità comprese tra 2000 e 4000 metri.

Le fonti geologiche, dunque, si trovano proprio in queste aree speciali, dove il calore terrestre è più facilmente accessibile. Le zone vulcaniche o le faglie geologiche attive offrono risorse termiche ad alta temperatura che possono essere sfruttate per diversi scopi, dalla produzione di elettricità al riscaldamento di edifici o serre, fino all’utilizzo nell’industria.

Il principio alla base di questo tipo di impianto è la capacità di convertire il calore in elettricità attraverso l’uso di turbine e generatori: vediamolo più nel dettaglio.

Come il calore terrestre viene trasformato in energia elettrica

Il funzionamento di una centrale geotermica si basa su un processo relativamente semplice, ma molto efficiente. In pratica, il calore presente nel sottosuolo viene utilizzato per riscaldare l’acqua o un altro fluido, che una volta evaporato inizia a far girare una turbina collegata a un generatore elettrico.

Ecco le fasi principali del funzionamento di una centrale geotermica.

1. Estrazione del calore: l’acqua o il vapore ad alta temperatura, risalendo attraverso le fratture degli strati rocciosi, viene intercettato dai pozzi di perforazione geotermici. Questi pozzi captano i fluidi caldi provenienti dalle sorgenti di calore sotterranee, come le risalite magmatiche o gli assottigliamenti della crosta terrestre.
2. Conversione del calore in energia: il vapore estratto viene poi convogliato tramite vapordotti verso una turbina. Qui, il calore viene utilizzato per far evaporare un fluido che, a sua volta, alimenta le turbine collegate a un generatore. È così che l’energia termica viene convertita in energia meccanica. Successivamente, tramite l’alternatore collegato all’asse della turbina, si trasforma l’energia meccanica in energia elettrica, per poi trasmetterla alla rete di distribuzione.
3. Rilascio del fluido raffreddato: il vapore, una volta utilizzato nella turbina, viene concentrato in un apposito condensatore, e i gas incondensabili al suo interno vengono trattati per ridurre gli agenti inquinanti presenti. L’acqua prodotta dalla condensazione viene poi raffreddata e reimmessa nel sottosuolo tramite pozzi di reiniezione, per essere riscaldata nuovamente e iniziare un nuovo ciclo produttivo.

Esistono diversi tipi di centrali geotermiche, ma il funzionamento di base si fonda su questi principi.

Il ruolo delle centrali geotermiche nelle energie rinnovabili

Nel contesto odierno, fortemente improntato alla sostenibilità ambientale e alla riduzione delle emissioni inquinanti, le centrali geotermiche stanno assumendo un ruolo di primo piano. Con l’aumento della domanda globale di energie alternative e la necessità di ridurre l’impatto delle attività umane sull’ecosistema, la geotermia offre una soluzione affidabile e pressoché ininterrotta. A differenza di altre fonti energetiche rinnovabili come l’eolico e il solare, che dipendono dalle condizioni meteorologiche, la geotermia può fornire energia in maniera continua, 24 ore su 24.

In aggiunta a ciò, un impianto geotermico offre numerosi altri benefici, tra cui:

• permette di ridurre fino all’80% i costi energetici di un edificio;
• utilizza una fonte di energia rinnovabile;
• è ecologico e ha un impatto ambientale minimo perché comporta emissioni di gas serra estremamente ridotte;
• richiede pochissima manutenzione;
• ha una vita operativa molto lunga, superiore ai 100 anni.

L’uso delle risorse geotermiche è, quindi, fondamentale per supportare un futuro energetico più sostenibile e meno dipendente dalle fonti fossili, integrando perfettamente le strategie di bioarchitettura ai progetti di energia alternativa.

Vantaggi delle centrali geotermiche rispetto ad altre fonti rinnovabili

Una delle qualità che rendono l’energia geotermica particolarmente preziosa per il sistema nazionale riguarda l’impatto occupazionale che genera. Il settore crea infatti un numero di green job molto superiore rispetto ad altre fonti rinnovabili, a parità di potenza installata.

Secondo un’indagine del Gestore dei servizi energetici (GSE), ogni megawatt di capacità geotermica attiva sostiene la creazione e il mantenimento di circa 34 posti di lavoro, a fronte dei 19 legati all’eolico e dei 12 al fotovoltaico. Con un’installazione attuale intorno ai 900 megawatt, il comparto impiega stabilmente circa 2.000 persone, cui si aggiungono anche le posizioni temporanee.

Se si riuscisse a raddoppiare la potenza installata, dunque, si potrebbero raggiungere 4.000 impieghi fissi e complessivamente 30.000 posti di lavoro distribuiti nel tempo.

Tipi di centrali geotermiche

Le centrali geotermiche non sono tutte uguali. Esistono diversi tipi di impianti, ciascuno con caratteristiche specifiche legate al tipo di risorsa geotermica disponibile e al metodo di estrazione del calore, esaminiamoli più nello specifico.

• Centrale a ciclo binario: questo impianto sfrutta i fluidi a bassa temperatura. Il calore del fluido geotermico viene trasferito a un secondo fluido (in genere isopentano o isobutano), che evapora a temperature più basse rispetto all’acqua, azionando le turbine. Queste centrali sono adatte a risorse geotermiche a media e bassa temperatura, rendendola una soluzione versatile e utilizzabile in diverse località.
• Centrale a vapore secco: è la tecnologia più antica e semplice, in cui il vapore viene direttamente estratto dal sottosuolo per alimentare le turbine.
• Centrale a vapore flash: in questi impianti, i serbatoi ad acqua dominante, con temperature superiori a 150-170°C, vengono utilizzati per alimentare centrali a singolo o doppio flash. L’acqua risale in superficie attraverso i pozzi e, a causa del brusco calo di pressione, si separa in vapore e liquido. Il vapore viene inviato alla centrale, mentre il liquido viene reiniettato nel serbatoio (singolo flash). Se il fluido geotermico raggiunge temperature molto alte, può subire il processo due volte (doppio flash).

Funzionamento e impatto delle centrali geotermiche in Italia

L’Italia è tra i principali produttori europei di energia geotermica, con una potenza installata di circa 1.100 megawatt che genera ogni anno circa 6 terawattora, pari al 5% dell’energia rinnovabile nazionale. Il cuore storico e produttivo di questa energia si trova in Toscana, dove si sviluppa il più grande impianto geotermico d’Europa a Larderello, una zona che rappresenta da oltre un secolo un polo innovativo nel campo della geotermia.

Nonostante il potenziale italiano sia enorme — stimato tra i 5.800 e i 116.000 terawattora, a fronte di un fabbisogno annuo nazionale di poco più di 300 terawattora — l’energia geotermica rappresenta ancora una quota modesta del mix energetico nazionale. Oltre alla Toscana, alcune aree come Veneto, Friuli, Campania, Sicilia ed Emilia Romagna possiedono risorse geotermiche abbondanti, ma ancora poco sfruttate.

Grazie alle continue innovazioni tecnologiche già dagli Anni Trenta di questo secolo sarà possibile sfruttare risorse a temperature più basse e di ampliare l’uso della geotermia fuori dalla Toscana, fino a raddoppiare o triplicare la produzione entro il 2050, facendo avvicinare sempre di più il nostro paese verso gli obiettivi europei di transizione energetica.

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