Geotermica Saval

Sistemi di geotermia avanzata

ovvero

Enhanced Geothermal Systems

La disponibilità di fonti energetiche rinnovabili, e non, è oggetto di continua attenzione nel nostro Paese; il tema energetico e le possibili risposte attivabili, fra le quali lo sviluppo delle energie rinnovabili e l'aleggiato rientro italiano nel nucleare, sono oggetto di continui dibattiti sui media Fra le energie rinnovabili indichiamo quella geotermica, molto promettente ma oggi molto trascurata: a Larderello (Toscana) l'ENEL trae dalla geotermia il 20% del totale energetico regionale (2% a livello nazionale), a costi competitivi.
La geotermia "tradizionale" è però possibile solo in situazioni geologiche particolarmente favorevoli, è quindi considerata come fenomeno locale e di "nicchia". Il nostro paese presenta però anche rilevanti giacimenti "non tradizionali" sfruttabili tramite la "geotermia avanzata"- EGS (Enhanced Geothermal Systems), modalità di "geotermia artificiale" necessitante però di tecnologie innovative, oggi allo stato iniziale, ed in Italia poco conosciute e per nulla studiate. Negli anni '80, con le prime crisi energetiche, il ministro Donat Cattin, richiese (obbligò) ENEL ed ENI a cooperare sul geotermico; attraverso tale cooperazione si effettuarono un migliaio di prospezioni nelle aree italiane geotermicamente più favorevoli, traendo una mappa delle potenzialità geotermiche complessive.



Da sottolineare che unire sul tema ENEL - ENI era molto ragionevole: l'ENEL aveva (ed ha) solida esperienza sul geotermico, le tecnologie geotermiche erano (e sono) mutuate da quelle petrolifere, inoltre solamente le società petrolifere attuano prospezioni e sono quindi consapevoli di cosa nasconda il sottosuolo; tali conoscenze sono ovviamente tenute gelosamente riservate.
Alla fine degli anni '80 ENI ed ENEL proposero al Governo la modifica del Piano Energetico Nazionale (PEN), con l'ampliamento della quota geotermica. La proposta, con la caduta del Governo, non ebbe seguito, e l'ENI ridusse la propria attenzione al tema.
Ad oggi, quindi, la sola ENEL prosegue ad investire sulla geotermia, con le limitazioni del caso ed in verità senza grandi ambizioni, risultando, a livello nazionale, più conveniente (e talvolta più economico) orientarsi verso il più semplice utilizzo dei combustibili fossili di importazione (metano e recentemente carbone in sostituzione del petrolio).

Le attuali criticità nazionali sul tema energetico possono stimolare il riesame delle potenzialità offerte dalla fonte geotermica attraverso le opportunità offerte dalle moderne tecnologie.
Il nostro Paese, fra i paesi maggiormente industrializzati, solidamente affermato nell'industria, nei processi industriali, nelle tecnologie avanzate, leader nella geotermia "tradizionale", geologicamente favorito nella geotermia EGS, leader nelle competenze scientifiche"adiacenti": geologia/ geofisica/ geochimica/ vulcanologia/ studi sui terremoti, possiede tutte le potenzialità per divenire, in tempi brevi, leader mondiale assoluto nella Geotermia di terza Generazione (così definita da Giorgio Santucci), in grado di esportare il tema sia in termini di know how che di applicazioni industriali.
In tale direzione stanno orientandosi diversi paesi europei (Islanda, Francia, Germania, Svizzera...), e mondiali (USA, Indonesia, Messico, Filippine, Australia, Giappone,.....), ma ancora nessuno con la determinazione necessaria: o perché frenati da condizioni geologiche meno favorevoli, o perché poco stimolati dal facile accesso ad altre fonti energetiche o perché indirizzati verso altre tecnologie con risvolti diversi (talvolta anche minacciosi).


Le Geotermie

La Geotermia é fonte energetica naturale nota dall'antichità e sempre utilizzata (Terme, ecc). Il termine "Bassa Entalpia" indica le possibilità dello sfruttamento indiretto diretto del calore naturale a fini civili, agricoli ed industriali.
Possiamo iniziare a parlare di "Generazioni di Geotermia" quando parliamo di sfruttamento diretto del calore del sottosuolo, e quando dai primi del 1900, per la prima volta, fù generata in Toscana energia elettrica tramite una fonte geotermica; riportiamo qui le diverse Generazioni che stanno caratterizzando lo sfruttamento geotermico:

1. Geotermia a basso contenuto di calore
Utilizzo diretto del calore, anche con limitate temperature delle fonti geotermiche:
l'Italia presenta diversi giacimenti di tale tipo, alcuni già utilizzati da tempi immemorabili (antichi Romani, terme, ecc), altri conosciuti ma non sfruttati, molti altri ad oggi ignoti e potenziali; la loro ricerca, individuazione, sviluppo e sfruttamento non necessita l'impiego di tecnologie particolarmente innovative. L'utilizzo in Italia delle risorse geotermiche a basso contenuto calorico rimane, però, marginale rispetto ad altri paesi, anche europei; mal si presta a generare energia"nobile" (elettrica) ma può consentire consistenti riduzioni nei combustibili fossili utilizzati per il riscaldamento degli edifici o nell'energia elettrica utilizzata per riscaldare l'acqua per usi civili, agricoli, industriali. Sono da segnalare, nella geotermicamente "fredda" Europa, un crescente numero di Impianti in BE con "cogenerazione", (elettricità + calore), in grado di migliorare le efficienze complessive degli impianti ed i ritorni economici sugli investimenti.

2. Geotermia di prima Generazione - IDROTERMALE
"Naturale - Larderello-like"; (produzione energia elettrica e termica); il cavallo di battaglia geotermico dell'ENEL: stime ENEL valutano che il contributo-GEO, a livello nazionale, possa passare dal citato 2%, fino ad un 3%.; la Geotermia di 1^ Generazione è di piena applicazione industriale ed utilizza tecnologie sofisticate ma disponibili; le potenze per singolo impianto rimangono però limitate, e sono presenti alcune sfavorevoli implicazioni ambientali che inducono disagi e diffidenza nelle popolazioni locali; quanto sopra rende difficile reperire nuovi siti e conduce ad aumento nei costi; è infine da rilevare che i giacimenti idrotermali nel mondo sono molto rari e concentrati solo in alcuni paesi.

3.Geotermia di seconda Generazione - HDR (hot dry rocks)
"Artificiale - Soulz-like"; dai primi esperimenti USA degli anni '70, tale Generazione di Geotermia rimane ancora oggi allo stadio sperimentale; gli impianti pilota fino da oggi realizzati (USA, Gran Bretagna, Giappone, Soulz-Europa, Australia, Svizzera) se hanno permesso di affinare modelli e tecnologie, al contempo hanno evidenziato l'esistenza di molteplici limiti tecnici, industriali ed ambientali che portano ad allontanare nel tempo l'inizio dello sfruttamento industriale ed a costi crescenti; gran parte di tali limiti sono derivati direttamente dalla impostazione concettuale realizzativa HDR (creazione reservoir per fratturazione, circolazione diretta dei fluidi, ecc); in Italia non sono mai state avviate sperimentazioni HDR.

4. Geotermia di terza Generazione - Enhanced Geothermal Systems
"Artificiale"; (ciclo generativo e di scambio termico CL, di nuova concezione, identificato dalla EGS Association); la Geotermia EGS con il ciclo CL offre una ampia gamma teorica di fonti geotermiche utilizzabili (reservoir, fluidi ipercritici, alta profondità, off-shore e magmatica) ed appare molto promettente sia come potenzialità che come possibili ricadute energetiche (energia, calore, acqua, idrogeno, ecc); il processo di sfruttamento e scambio termico si basa su modelli innovativi che permettono potenze delle Centrali teoricamente elevate coniugate con l'assoluto rispetto dell'ambiente; disponendo delle tecnologie adatte sia le risorse geotermiche utilizzabili che la potenza delle centrali non sarebbero più vincolate dalle condizioni geologiche locali ma solo dai livelli di tecnologie disponibili. Gli studi e le simulazioni effettuate dalla EGS Association hanno portato a suddividere la Geotermia di terza Generazione in 3"Livelli" a sviluppo successivo e concatenato, identificando, target crescenti di:
- Profondità,
- Temperatura,
- Pressione,
- Flussi di calore,
- Aggressività dei fluidi,
- Permeabilità,
- Tipologia delle rocce,
- Durezza delle rocce,
- ecc,
ai quali le Tecnologie dovranno rispondere.

Le valutazioni economiche effettuate suffragano costi finali dell'energia così prodotta estremamente favorevoli, permettendo alla Geotermia di terza Generazione di raggiungere costi unitari dell'energia assolutamente competitivi o addirittura inferiori a quelli di tutte le altre fonti primarie, nucleare incluso.

Fonte: Dr Ing Giorgio Santucci - EGS Association - Milano