Energia geotermica spiegata: come sfruttare il calore della Terra

L’energia geotermica è una potente fonte di energia rinnovabile che sfrutta il calore presente nelle profondità della Terra. Utilizzata da secoli—dalle antiche terme agli impianti moderni—oggi fornisce energia pulita per riscaldamento, raffreddamento e produzione di elettricità. Sfruttando il calore naturale del pianeta, l’energia geotermica offre una soluzione affidabile e sostenibile per soddisfare le esigenze energetiche senza le emissioni di carbonio associate ai combustibili fossili. In questo articolo scoprirai le basi dell’energia geotermica, come viene generata e i vantaggi e le sfide di questa fonte unica.

Come funziona l’energia geotermica

Il nucleo della Terra genera una quantità immensa di calore, che si irradia verso l’esterno attraverso strati di roccia e magma fino alla crosta. L’energia geotermica sfrutta questo calore, disponibile sia vicino alla superficie che in profondità. La temperatura della crosta terrestre aumenta con la profondità; quindi, perforando, i sistemi geotermici possono accedere all’acqua calda e al vapore conservati nei serbatoi sotterranei. Questo calore viene poi utilizzato per produrre elettricità o per fornire riscaldamento e raffreddamento agli edifici.

L’energia geotermica può essere sfruttata in vari modi, a seconda della temperatura e della profondità delle risorse. In aree con alta attività geotermica, come Islanda, Nuova Zelanda e alcune zone degli Stati Uniti, sorgenti calde naturali e fumarole offrono un accesso diretto al calore. Altrove, gli ingegneri perforano pozzi profondi per raggiungere riserve di acqua e vapore caldo. Questi sistemi funzionano tutto l’anno, fornendo energia costante indipendentemente dalle condizioni meteorologiche—un vantaggio importante in regioni con risorse solari o eoliche limitate.

Tipi di impianti geotermici

Esistono tre principali tipi di centrali geotermiche: impianti a vapore secco, impianti a vapore flash e impianti a ciclo binario. Ognuno cattura e trasforma il calore in elettricità in modo diverso, a seconda delle risorse disponibili.

• Impianti a vapore secco: Sono la forma più antica e semplice. Usano direttamente il vapore proveniente dai pozzi sotterranei per azionare le turbine che generano elettricità. Sono rari e si trovano soprattutto in aree con vapore naturale, come il campo di Geysers in California.
• Impianti a vapore flash: Sono i più comuni. L’acqua calda sotterranea viene portata in superficie dove, per la pressione più bassa, “flasha” trasformandosi rapidamente in vapore che muove le turbine. L’acqua residua viene reimmessa nel sottosuolo per mantenere il serbatoio geotermico.
• Impianti a ciclo binario: Una tecnologia più recente, ideale per risorse geotermiche a temperature inferiori. L’acqua calda passa in uno scambiatore di calore con un secondo liquido a basso punto di ebollizione, che vaporizza e aziona una turbina. Questa soluzione è versatile e adatta a molte aree.

Applicazioni dirette dell’energia geotermica

Oltre alla generazione di elettricità, l’energia geotermica può essere usata direttamente per riscaldare o raffreddare. I sistemi geotermici a uso diretto sfruttano serbatoi di acqua calda vicini alla superficie, usando il calore senza convertirlo in elettricità. Questi sistemi possono riscaldare abitazioni, serre, allevamenti ittici e strutture industriali.

Un’applicazione diffusa è il teleriscaldamento, dove l’acqua geotermica viene distribuita a edifici e case. A Reykjavik, in Islanda, il teleriscaldamento geotermico ha quasi completamente sostituito i combustibili fossili. Altri usi comprendono centri termali, agricoltura in serra e acquacoltura.

Le pompe di calore geotermiche, o pompe di calore a scambio con il terreno, sono un’altra applicazione molto popolare. Sfruttano le temperature costanti appena sotto la superficie per riscaldare o raffreddare edifici: d’inverno portano calore all’interno, d’estate lo rilasciano nel terreno, garantendo comfort ed efficienza tutto l’anno.

Benefici ambientali dell’energia geotermica

L’energia geotermica è una fonte rinnovabile a basse emissioni, ideale per ridurre la propria impronta di carbonio. Diversamente dai combustibili fossili, gli impianti geotermici emettono pochissima CO₂ e molti non producono affatto gas serra. Per le comunità che puntano alla transizione energetica, la geotermia è una soluzione pulita e affidabile.

Essendo generata dal calore terrestre, l’energia geotermica è una delle poche risorse rinnovabili disponibili 24/7. A differenza di solare ed eolico, non dipende dal meteo e può offrire energia costante, ideale per il fabbisogno di base delle reti elettriche e la riduzione della dipendenza dai fossili. Inoltre, la superficie occupata dagli impianti geotermici è molto inferiore rispetto a quella di eolico o fotovoltaico di pari capacità, minimizzando l’impatto sugli ecosistemi.

Le sfide dell’energia geotermica

Nonostante i numerosi vantaggi, la geotermia presenta alcune sfide. Il limite principale è geografico: le risorse sono più accessibili in aree a intensa attività tettonica, come il “Ring of Fire” del Pacifico. Stati Uniti, Islanda e Filippine sono esempi virtuosi, mentre altre regioni potrebbero non avere risorse sfruttabili.

Anche i costi iniziali sono elevati. Perforare pozzi profondi e costruire centrali richiede grandi investimenti, e la fase di esplorazione è rischiosa e costosa. La ricerca di un giacimento geotermico implica studi geologici e test che richiedono tempo e denaro. Per questo, spesso si sviluppano progetti solo dove il calore è facilmente accessibile.

Esistono anche alcune problematiche ambientali, comunque minori rispetto ai fossili. In certi casi, gli impianti possono emettere piccole quantità di anidride solforosa o altri gas presenti nei serbatoi. Inoltre, l’estrazione eccessiva di acqua calda può causare subsidenza del terreno se non viene reintegrata. Molti impianti, infatti, reimmettono l’acqua nel sottosuolo per mantenere la pressione e prolungare la vita della risorsa.

L’energia geotermica nel mondo

L’adozione della geotermia varia a livello globale. L’Islanda è leader assoluta: quasi tutto il riscaldamento e una parte importante dell’elettricità provengono dalla geotermia. La sua natura vulcanica rende il Paese ideale per questa tecnologia, che offre energia economica e pulita ai residenti.

Gli Stati Uniti sono un altro grande produttore, con il campo dei Geysers in California come il complesso geotermico più grande al mondo. Stati come Nevada e Utah stanno investendo sempre di più in nuovi progetti, soprattutto dove cresce la domanda di energia sostenibile.

In Asia, Filippine e Indonesia sono leader grazie alla posizione sul “Ring of Fire”. Anche il Giappone ha potenzialità notevoli, ma lo sviluppo è rallentato da preoccupazioni ambientali e dalla presenza di onsen (sorgenti termali) di grande importanza culturale ed economica.

In Africa, il Kenya è un pioniere della geotermia, sfruttando le risorse della Great Rift Valley. L’impianto di Olkaria rappresenta un progetto di punta che fornisce una quota significativa dell’elettricità nazionale. Altri Paesi africani potrebbero seguire l’esempio, vista la crescente consapevolezza dei benefici geotermici.

Adattabilità, basse emissioni e disponibilità continua fanno dell’energia geotermica una risorsa preziosa per il mix energetico mondiale. Con i continui progressi nella perforazione e nella gestione delle risorse, la geotermia potrebbe espandersi in nuove regioni, offrendo una via sostenibile per soddisfare la domanda energetica globale semplicemente sfruttando il calore della Terra.