Il Nucleare gentile della Geotermia in Loop
La geotermia per la produzione di elettricità, come si sa, è nata in Toscana all’inizio del Novecento. La geotermia che utilizza il ciclo cosiddetto binario invece ebbe le prime sperimentazioni pioneristiche nel 1939 a Ischia, in Campania. Tuttavia, mentre la tecnologia a ciclo aperto “flash”, che rilascia in atmosfera inquinanti e gas non condensabili, si è sviluppata prima a Larderello e poi in Amiata, quella a ciclo chiuso, con reiniezione totale e scambio tramite ciclo Rankine, non ha avuto in Italia la stessa fortuna.
Nel resto del mondo è accaduto l’opposto, e gli impianti inventati e sviluppati dall’azienda italiana Turboden si sono diffusi globalmente, al punto che oggi una quota crescente della geotermia elettrica mondiale utilizza cicli binari ORC.
L’Italia, in questo sviluppo, è rimasta indietro e ha perso non solo la leadership mondiale, ma anche ben otto posizioni in classifica, a causa del pernicioso rifiuto del monopolista de facto di procedere in siti ad acqua dominante, continuando invece a utilizzare il ciclo “flash”, inquinante e depauperante della risorsa profonda, con emissioni di inquinanti e CO₂.
In alcuni Paesi si è iniziato a sperimentare la tecnica delle rocce secche, cioè prive di acqua e vapore, insufflando i pozzi in una sorta di scimmiottamento del fracking, che ha prodotto pessimi risultati e anche alcune scosse telluriche nei dintorni degli impianti, portando alla rapida e giusta chiusura degli stessi (Basilea, Pohang). Anche a Latera, nel Lazio, dove si era partiti per realizzare un intervento geotermico classico senza però trovare né acqua né vapore, si ospitò un esperimento simile, con conseguenze in termini di scosse e della diffusione di una nuvola maleodorante, che portarono alla rapidissima chiusura anche di quel promettentissimo sito.
Il ciclo inventato in Canada dall’azienda Eavor unisce alcune intuizioni a nuove soluzioni, aprendo una nuova alba per la geotermia termoelettrica mondiale. L’impianto di Geretsried, in Baviera, ha ufficialmente iniziato a immettere energia elettrica nella rete per uso commerciale. Ha una capacità elettrica installata di circa 8,2 MW capace di produrre annualmente circa 77 milioni di kWh, sufficienti a coprire il fabbisogno di 18.000–20.000 famiglie. Accanto alla produzione elettrica, può fornire fino a 64 MW di energia termica per il teleriscaldamento locale. (leggi: Germania: la geotermia a ciclo chiuso di Eavor collegata alla rete)
La tecnologia Eavor-Loop™, prevede la perforazione di pozzi fino a 5–6 km di profondità, dove in moltissime condizioni geologiche, ad ogni latitudine, si raggiungono temperature intorno ai 150–160 °C, sufficienti per produrre elettricità e calore. La centrale riduce quasi a zero gli autoconsumi e azzera le emissioni operative post-cantiere, con una prospettiva di produzione molto lunga nel tempo.
Il pozzo di ingresso è rivestito da un casing (una “camicia”) fino in fondo; da esso si diramano, come una piovra, molti pozzi orizzontali che, in questo caso senza casing, confluiscono in un altro pozzo che, con un ulteriore casing, risale in superficie a circa 200 metri dal pozzo di ingresso. Da lì un vaporodotto accompagna il calore allo scambio con una turbina Turboden e ai tubi per il teleriscaldamento, mentre il vapore, tornato fluido dopo lo scambio e la produzione di energia termica ed elettrica, viene sospinto per compressione di nuovo nel pozzo di ingresso per ricaricarsi di calore e riprendere il ciclo, in un giro infinito ma comunque gestibile, domabile e regolabile.
Lo sforzo e quindi il consumo di energia per la spinta del liquido nelle viscere della Terra è richiesto soprattutto in avvio dell’impianto, mentre la circolazione del fluido avviene grazie alle differenze di densità tra fluido caldo e freddo (effetto termosifone), senza pompe operative.
In questa tecnologia si uniscono l’esperienza della geotermia a bassa entalpia, che utilizza le pompe di calore tramite sonde composte da un tubo di discesa del calore dell’edificio affiancato a uno di ascesa, che si carica della temperatura del sottosuolo, e la conoscenza geologica globale, che ha evidenziato come il calore della Terra non derivi dal sole esterno, ma dal sole interno e dai decadimenti radioattivi naturali, dai quali nessuno nel globo è teoricamente escluso.
A queste intuizioni e conoscenze geologiche si sono affiancate le tecniche di escavazione profonda con nuovi materiali in grado di resistere a pressioni e temperature, e macchine che già oggi aprono nuovi orizzonti profondi, possibili anche oltre i 10 km.
L’altra fondamentale tecnologia consente ai pozzi profondi di ricongiungersi con precisione millimetrica e di controllarne costantemente le performance o le anomalie. In questo contesto, i pozzi orizzontali profondi senza involucro sono in grado di “autocurare” le proprie ferite geologiche, adattandosi alle microfratture naturali per mantenere la fluidità del fluido.
Il ricongiungimento delle teste di perforazione nelle viscere della Terra avviene grazie ai gradiometri di cui sono dotate e al controllo elettromagnetico. Le teste di scavo si cercano e si orientano per ricongiungersi, ottenendo il risultato desiderato con altissima precisione.
Insomma, sotto terra in Germania si sta materializzando una nuova alleanza rinnovabile che fa risparmiare oltre 125.000 tonnellate di CO₂ ogni anno a regime di produzione, molto più di una centrale nucleare della stessa taglia.
Ecco perché insistiamo su questo concetto, ovvero che la geotermia Eavor Loop è il nucleare naturale e rinnovabile, costringendoci a rivedere molti dei nostri ragionamenti strategici.
Non dovremo ridurre le rinnovabili o l’efficienza grazie alla nuova geotermia di cui parliamo, ma potremo ridurre sia le centrali a gas, utilizzate per la continuità della rete, sia le centrali nucleari, per raggiungere un obiettivo che fino a ieri appariva ragionevolmente fissato al 90% rinnovabile, ma che oggi diventa inevitabilmente 100% rinnovabile, non per ideologia, ma per ragione.
Fabio Roggiolani e Giuliano Gabbani
I VIDEO DELLE MISSIONE DI ECOFUTURO IN GERMANIA – CLICCA SULLE IMMAGINI
