Regione Emilia-Romagna, Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli
Uso delle acque sotterranee e del sottosuolo per impianti di climatizzazione e scambio di calore: aspetti tecnici e amministrativi per alcuni esempi del territorio regionale
Luglio 2009:
Ed ecco una bellissima e proficua collaborazione con dei colleghi ...
"un contributo alla conoscenza sulla geotermia"
Nel corso degli ultimi anni si è verificato un aumento sostanziale nella nostra società dell'interesse e sfruttamento delle energie alternative a dispetto di quelle classiche a causa dell'aumento esponenziale del loro costo e dei problemi politico-ambientali da esse causati.
Termini come "solare", "eolico", "biomassa" si sono sempre più inseriti nel linguaggio corrente. Unica eccezione (in modo quasi paradossale vista la potenziale sfruttabilità a qualunque latitudine, altitudine e condizione topografica) è data dall'energia geotermica a bassa entalpia che, spesso, solo in pochi conoscono al di fuori degli "addetti ai lavori".
L'approfondimento in questione si prefigge lo scopo di divulgare i concetti di base dell'energia geotermica a bassa entalpia, i possibili modelli di utilizzo e lo stato attuale di sfruttamento in Italia, in Europa e nel Mondo.
e
il loro link diretto per approfondire anche altre varie tematiche interessanti!
e
Ed ora un po di notizie di varia natura ma sempre utili per tenersi aggiornati su cosa "bolle in pentola" a livello mondiale [1] nell'ambito tecnologico, [2] nella ricerca e [3] tutte quelle idee/teorie interessanti ma ancora in fase di elaborazione.
Inoltre, dato il problema attuale dovuto al fabbisogno energetico è stata aperta una "sezione" dedicata interamente proprio all'energia ed a tutte le novità ad essa pertinenti (quali scoperte, produzione, applicazioni, sistemi potenziali, idee, ecc.), con la finalità di districare il panorama, (oggigiorno estremamente caotico) legato a questo "bollente/caliente" problema.
Un consiglio: aprite un articolo inerente la tematica che vi interessa e poi catturate l'intera sezione di pertinenza cliccando sopra la radice del percorso che vedrete immediatamente al di sotto del titolo dell'articolo, (appena avrò tempo cercherò di mettere in linea un metodo più semplice e veloce!). In questo modo avrete raggiunto l'intera "famiglia" di articoli che trattano dell'argomento da Voi ricercato. 
Buone letture a tutti
G.P.
Ottobre 2006:
Oltre la sezione degli articoli visionabili qui sotto, potrete trovare una nuova parte dedicata specificatamente alle metodologie operative (e già realizzabili oggigiorno) da Voi/Noi tutti in merito alla produzione energetica di "dettaglio", direttamente a casa nostra, e personalizzata: come ad esempio celle fotovoltaiche, impianti geotermici, caldaie alimentate a combustibili alternativi, ecc..
Trattandosi di sistemi legati sia a novità e sia a metodologie già sperimentate ho cercato di sviluppare questa tematica in modo coerente con un occhio di riguardo a tutto ciò che è operativamente e praticamente già realizzabile da chiunque.
Una premessa doverosa: si tratta di spunti e per avere informazioni più precise in merito a casi personali consiglio vivamente di contattare specialisti del settore (soprattutto per quanto concerne eventuali preventivi e costi).
Rubbia: "Nucleare costa troppo puntare su mix gas-geotermia"
è quello che predico da anni!
Lo sviluppo delle tecnologia ambientale come una nuova rivoluzione industriale. Pronti maxi investimenti. Germania in prima fila, Italia a zero (tanto per cambiare!!)di MAURIZIO RICCIPROVATE a mettere in fila questi dati. Uno, più di un quarto dell'anidride carbonica, il gas serra che rischia di cuocere il pianeta, viene dalla produzione di elettricità. Due, oltre metà delle centrali elettriche attualmente in funzione nel mondo ha più di vent'anni. Bisogna rimpiazzarle e costruirne di nuove, visto che si prevede che la domanda globale di elettricità aumenterà del 50 per cento da qui al 2030.Infatti, l'Aie, l'agenzia per l'energia dell'Ocse, l'organizzazione che raccoglie i paesi industrializzati, prevede che bisognerà investire, nello stesso periodo, 7.500 miliardi di euro per costruire queste centrali. Tre, un quadrato di pannelli solari di 250 chilometri di lato, piazzato nel Sahara, sarebbe in grado di fornire, dicono gli esperti, tutta l'elettricità di cui il mondo ha bisogno. Altri esperti dicono che il vento può dare un decimo dell'energia mondiale. Insomma, c'è una montagna di quattrini da investire presto nella produzione di elettricità, ma le nuove centrali potranno essere sempre meno quelle tradizionali - a gas o a carbone - e sempre più quelle alternative, perché bisogna ridurre le emissioni di anidride carbonica.C'è già chi ha messo in fila questi dati ed è giunto alla conclusione che l'effetto serra è una gigantesca iattura, ma, proprio per questo, anche una straordinaria opportunità. Il risultato è importante.Perché chi teme che gli appelli degli scienziati e il volatile effetto panico che destano nell'opinione pubblica non siano sufficienti ad evitare che la "rivoluzione verde", anti-Co2, sia solo una moda passeggera, può rasserenarsi. C'è al lavoro un meccanismo assai più solido, ripetutamente testato nei secoli: un numero sempre più ampio di persone si sono accorte che, nella "rivoluzione verde", c'è da fare un bel po' di soldi. Quanti? Nessuno, per ora, si aspetta che, ad esempio di quei 7.500 miliardi di euro di nuove centrali, più di un rivolo vada a fonti come il sole e il vento. Ma, quando la torta è molto grossa, anche le briciole sono cospicue.Il ministero dell'Ambiente tedesco ha recentemente calcolato che il mercato globale delle tecnologie ambientali, che oggi vale già 1000 miliardi di euro, raddoppierà a 2.200 nel 2020. Per quanto riguarda specificamente le centrali, una grande compagnia di assicurazioni, come la tedesca Allianz, calcola che in impianti ad energia rinnovabile siano stati investiti 45 miliardi di euro nel 2005, che diventeranno 250, cinque volte di più, nel 2020. E può darsi che assicuratori e politici tedeschi siano fin troppo prudenti.Da un anno o poco più, i soldi hanno già cominciato a girare vorticosamente nel mondo dell'economia ambientale. Il più grosso produttore di turbine a vento ha appena raddoppiato, in un solo anno, la sua capitalizzazione e vale in Borsa poco meno di 10 miliardi di euro (a ridosso, per dire, della Ford). Quasi altrettanti ne sono stati raccolti, nel 2006, distribuendo azioni, da aziende impegnate nel cleantech, la tecnologia ambientale.Le transazioni finanziarie (accordi, fusioni) hanno superato per la prima volta, l'anno scorso, il valore di 75 miliardi di euro, dicono gli analisti di New Energy Finance, una società di consulenza specializzata nel settore. Gli investimenti veri e propri, in impianti e macchinari, sono saliti dai 20 miliardi di euro del 2004 a oltre 50 miliardi. Destinati a crescere in fretta: la sola divisione ambientale del gigante americano General Electrics dichiara ordini arretrati per quasi 40 miliardi di euro.Ma, forse, più dei numeri vale, per fiutare il vento, guardare le persone. Finanche gli gnomi svizzeri della Banque Pictet, tanto affidabili da trovarsi a gestire un portafoglio mondiale di 220 miliardi di euro di risparmi, hanno deciso di mettere in piedi, per intercettare tutto questo movimento, un fondo di investimenti chiamato "Energia pulita". E, soprattutto, si sta muovendo Silicon Valley.I tecnici e i creativi dell'ultima grande rivoluzione industriale, quella informatica, riferiscono le cronache, si stanno muovendo a cercare opportunità e lavoro nelle nuove aziende del cleantech. Ciò che conta è che lo stanno facendo i veri eroi di quella rivoluzione, i finanzieri del venture capital che hanno nutrito e allevato le imprese nascenti, destinate a diventare giganti dell'economia globale. Gente come Vinod Khosla e John Doerr, che stanno investendo nel solare.Come stanno facendo Sergei Brin e Larry Page, i padroni di Google. Doerr non ha dubbi che la storia si ripeterà: "Il cleantech è basato sull'innovazione scientifica e tecnologica, è promosso da imprenditori, è frammentato come Internet". Del resto, non sono solo i profeti del venture capital a parlare di una quarta rivoluzione industriale, dopo quelle del vapore, dell'elettricità e del computer. Lo proclamano i documenti della Ue e dei governi: il salto tecnologico connesso all'energia pulita può dare una spinta paragonabile a quella degli anni '90 alla produttività e all'economia. Il rapporto della Allianz parla di centinaia di migliaia di nuovi posti di lavoro, di un'industria ambientale che fornisce alla Germania un contributo paragonabile a quello dell'auto nel secolo scorso.Dieci anni fa, la rivoluzione informatica ha sconvolto le gerarchie dell'economia mondiale, facendo sembrare dinosauri i colossi di allora e portando alla ribalta giganti del tutto nuovi, come Microsoft e Google. Anche la possibile rivoluzione dell'energia pulita si apre su un terreno ancora inesplorato, dove non esistono ancora rendite di posizione, gerarchie precostituite, giganti che precludano l'accesso e dove una singola invenzione fortunata può creare un protagonista dalla sera alla mattina: il grosso degli attori sono facce nuove al grande business e le multinazionali sono, spesso, all'inseguimento dei nuovi venuti.A differenza dell'informatica, però, non sono gli americani, oggi, a dominare il cleantech. Il 20 per cento del mercato delle tecnologie ambientali è in mano ai tedeschi. Nelle classifiche degli attori più importanti spiccano, con i tedeschi, danesi, spagnoli, cinesi, indiani, spesso davanti agli americani. E gli italiani? Zero: in questa partita ancora non ci siamo.La chiave di volta del cleantech, la sua pietra filosofale è l'energia solare, dove svolta tecnologica e rischio imprenditoriale più facilmente possono incrociarsi con l'effetto moltiplicativo di una rivoluzione. Sfortunatamente, è anche la più elusiva: l'energia iniziale è gratis, ma sfruttarla è difficile e costoso.Oggi, il totale di energia solare prodotta nel mondo è equivalente ai bisogni quotidiani di meno di tre milioni di case. La tecnologia più solida e matura, per produrre elettricità dal sole, è quella della concentrazione termica, a cui si sono dedicati, in particolare, gli spagnoli con Abengoa, Acciona e Iberdrola. Una platea di specchi concentra i raggi del sole su una caldaia, dove l'acqua si scalda fino a diventare vapore che, poi, come nelle centrali tradizionali, muove la turbina di un generatore. Se il parametro di riferimento sono i costi di una normale centrale a carbone - il sistema più sporco, ma anche più economico di produrre elettricità - dove produrre un chilowattora costa da 2 a 4 centesimi di euro, quelli di una centrale a solare termico sono attualmente lontani, ma non lontanissimi: fra i 7 e i 9 centesimi. E di poco superiori ai 6-7 centesimi di un chilowattora prodotto con il gas.La distanza è enormemente maggiore per la via più fascinosa del solare: il fotovoltaico, dove i pannelli trasformano direttamente l'energia solare in elettricità. Oggi questo avviene con pannelli al silicio, lo stesso materiale utilizzato per i chip dei computer. Sia pure partendo da volumi assai piccoli, il fotovoltaico sta conoscendo un boom: di fatto, oggi si usa più silicio per i pannelli che per i chip. In testa, nel settore, ci sono i giapponesi della Sharp, il gigante dell'elettronica di consumo, con un fatturato di 1,2 miliardi di euro nel 2006, più della somma dei due più immediati inseguitori: i tedeschi di Q-Cell (539 milioni di euro) e i cinesi di Suntech (445 milioni di euro). Ma nella corsa si sta inserendo di prepotenza Bp Solar, braccio della multinazionale del petrolio, che punta ad un fatturato di 750 milioni di euro nel 2008.Nonostante la rapida discesa del costo dei pannelli, l'energia fotovoltaica è ancora cara: da 26 a 34 centesimi per chilowattora, considerato il costo di impianto (sussidi esclusi). La svolta che tutti attendono è quella che consenta di sostituire i pannelli al silicio con film di plastica. È qui che investe Silicon Valley.Ma i tentativi di aziende come Miasole, Daystar, Solopower, Nanosolar di arrivare a produrre commercialmente i pannelli di plastica continuano a slittare nel tempo. L'ostacolo maggiore è l'efficienza dei film solari nel produrre energia: oggi riescono a convertire solo il 6 per cento dell'energia ricevuta (un terzo di quanto fanno i pannelli al silicio), il che costringe, anche se i prezzi del singolo pannello sono più bassi, a impiantare superfici molto più estese per catturare il sole.Dove il cleantech va già forte, invece, è sulle ali del vento. Le grandi eliche che cominciano a punteggiare coste e campagne danesi, spagnole, tedesche e americane forniscono oggi l'1 per cento dell'elettricità mondiale, quanto basta per le necessità di 20 milioni di case. Ma l'eolico viaggia a ritmi di crescita del 30 per cento l'anno: da qui al 2012, secondo Csla Research, aziende elettriche e governi investiranno oltre 120 miliardi di euro nelle turbine. In Danimarca, già il 20 per cento dell'elettricità è fornito dal vento. In Spagna il 9, in Germania il 7. Ne hanno beneficiato le industrie nazionali. Oltre il 28 per cento del mercato mondiale della produzione di turbine è in mano alla danese Vestas. La spagnola Gamesa, la tedesca Enercon, l'americana Ge se ne spartiscono, in parti uguali, un'altra metà. L'indiana Suzlon ha il 10 per cento.Le turbine diventano sempre più alte, le eliche sempre più larghe per intercettare più vento. Brutte, ma efficienti. Il costo di un chilowattora di energia eolica (sempre senza sussidi) è, ormai, quasi uguale ai 2-4 centesimi di euro del carbone, inferiore a quello di un chilowattora da gas. Il dipartimento dell'Energia americano calcola che, negli ultimi anni, il costo dell'elettricità dal vento sia stato, in media, inferiore ai prezzi all'ingrosso dell'elettricità sul mercato Usa.Naturalmente, occorre che ci sia abbastanza vento. Ma Peter Kruse, di Vestas, sostiene che, in media, il vento è economicamente competitivo con le fonti tradizionali, almeno fino a quando il barile di petrolio non scenderà sotto i 45 dollari. Oggi, con il greggio a 70 dollari, è una soglia piuttosto remota. Secondo Vlatko Vlatkovic, di Ge, il costo di produzione può scendere ancora, se si allunga il diametro delle eliche dagli attuali 60 a 90 metri. Ciò che le renderebbe ancora più ingombranti nel paesaggio, visto che devono essere sufficientemente distanti l'una dall'altra, per non rubarsi il vento. Ecco perché molti nuovi progetti localizzano i campi di turbine in mare: il chilowattora, in questo caso, costa tre volte di più, ma ancora sotto i 10 centesimi. E c'è chi punta a metterle in alto, sospese come aquiloni centinaia di metri su nel cielo, dove il vento è più forte e costante.Il problema con il sole e il vento è che, quando c'è poco sole o poco vento, c'è anche poca elettricità. In altre parole, le centrali verdi devono avere il sostegno di flussi di energia alimentati da fonti meno volatili. E qui tornano in gioco tecnologie già note, come quelle del carbone e dell'atomo. Con attori ben conosciuti, perché, in un caso e nell'altro, gli investimenti sono troppo massicci per un nuovo venuto. Per il carbone, la novità è nella possibilità di sottrarre l'anidride carbonica e stivarla nel sottosuolo, ma la tecnologia è ancora in fase sperimentale.Per il nucleare, che Co2 non ne produce affatto, il dibattito si è riacceso ormai da un paio d'anni, ma i ripetuti annunci di un nuovo imminente boom hanno prodotto finora l'avvio di un solo nuovo impianto in Occidente. Ci sono i dubbi su sicurezza e gestione delle scorie, ma anche motivi economici. Il costo di un chilowattora nucleare è valutato intorno ai 4-5 centesimi di euro, ma tutto dipende da quanto - in tassi di interesse - è costato finanziare l'investimento. Inoltre, è un investimento non flessibile: non si possono togliere o aggiungere reattori, come si può fare con un pugno di pannelli o di turbine. Infine, l'affidabilità di una centrale atomica, rispetto alla erraticità della produzione solare o eolica, ha un rovescio: il reattore deve funzionare sempre al massimo, quale che sia il prezzo finale di vendita. Anche nel mondo della nuova energia, è una scommessa impegnativa.(1 continua), (25 giugno 2007)
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Energia geotermica
L’energia geotermica è la forma d’energia dovuta al calore endogeno della Terra; vulcani, sorgenti termali, soffioni e gayser documentano bene la presenza di calore immagazzinato nella crosta terrestre e che fluisce verso l'esterno con l’ausilio di fluidi vettori come acqua e vapore. La temperatura, all’interno del nostro pianeta, aumenta con la profondità secondo un gradiente geotermico di 3°C ogni 100 metri, anche se esistono zone con gradienti geotermici anomali in cui il flusso di calore è maggiore (9-12°C ogni 100 metri).
Il calore terrestre è prevalentemente d’origine radiogenica e subordinatamente planetaria e chimica; deriva principalmente dal decadimento degli isotopi radioattivi presenti soprattutto nel mantello (quelli più importanti sono il torio 232, l'uranio 238, e 235 ed il potassio 40). In media il calore terrestre calcolato è pari a 0,06 W/m2, quindi considerando tutta la superficie si arriva a valori di 30.000 miliardi di watt; questa energia termica, per unità di tempo e di area, costituisce il flusso geotermico e viene espressa in HFU (Heat Flow Unit) ed è equivalente ad una microcaloria per centimetro quadro al secondo, cioè in un secondo la Terra disperde una microcaloria per centimetro quadro.
Utilizzazione dei fluidi geotermici
Dal punto di vista dell’utilizzazione, la geotermia si può dividere in alcuni settori:
1. Settore degli usi ad alta entalpia, con fluidi a temperature superiori ai 150° C, riguarda la produzione di energia elettrica e alcuni usi industriali.
2. Settore degli usi a media e bassa entalpia, con fluidi a temperature 150-100° C nel primo caso ed inferiore ai 100° C nel secondo, riguarda gli usi diretti: civili, agricoli, industriali.
Per determinare esattamente le caratteristiche del sistema geotermico di solito è consigliabile operare mediante delle indagini sperimentali dirette al fine sia di evitare sorprese operative e sia di poter computare al meglio in fase di progettazione le risorse geotermiche disponibili.
Test di risposta geotermico e misure della temperatura: Con l’aiuto di un test di risposta geotermico, può essere determinata sperimentalmente la capacità della SGV [Acronimo per Sonde Geotermiche Verticali]. Per dei campi di SGV, una simile stima può essere effettuata mediante uno o più perforazioni pilota. Grazie a delle misure di temperatura realizzate all’interno del tubo di una SGV, è possibile ottenere un’immagine esatta delle temperature riscontrate sulla lunghezza della tubazione nella sonda. I due metodi sono degli strumenti d’aiuto alla progettazione, congiuntamente alla determinazione in laboratorio delle proprietà geotermiche dei campioni di roccia della perforazione. In particolare, le misurazioni della temperatura, eseguite all’interno di una sonda, rappresentano un metodo semplice e adeguato per determinare le cause di un funzionamento problematico di una SGV.
Nel nostro pianeta, esistono vaste zone nel cui sottosuolo vi sono fluidi a temperature comprese tra 40 e 100° C facilmente accessibili, che potrebbero essere direttamente utilizzati per il riscaldamento e la refrigerazione, consentendo quindi un notevole risparmio di idrocarburi.
Queste applicazioni non elettriche, dei fluidi geotermici a bassa entalpia, si stanno sviluppando in molti paesi del mondo situati in zone caratterizzate da gradienti termici bassi o normali: per esempio, nella regione di Parigi, migliaia di abitazioni sono scaldate con acqua a temperature comprese tra 60 e 73° C che si trovano a 1800 metri di profondità.
Nota:
Per abitazioni ad uso civile residenziale, isolate, è invece più diffusa la perforazione sui 70-100 metri.
Le centrali in uso in geotermia sono di diversi tipi:
1. Centrale a scarico libero, il vapore proveniente direttamente dal pozzo o da un separatore (campo ad “acqua dominante”) è inviato alla turbina e dopo la generazione di energia elettrica, viene scaricato in aria a pressione atmosferica; le acque reflue sono reiniettate o disperse in superficie.
2. Centrale a condensazione, il vapore esausto che esce dalla turbina, viene inviato ad una “camera di condensazione/depressione” raffreddata da acqua derivante da una torre di raffreddamento o da acque correnti. I gas incondensabili vengono estratti meccanicamente e scaricati all’esterno, mentre i reflui dei condensatori o dei separatori sono incanalati in pozzi di reiniezione o dispersi in superficie.
3. Centrale a flash singolo, usata nei campi “ad acqua dominante”. Il fluido geotermico erogato da un pozzo, viene inviato ad un separatore che riduce la pressione e separa le due fasi acqua/vapore. Il vapore entra poi nella turbina e dopo la generazione di elettricità è condensato ed inviato ai pozzi di reiniezione o smaltito in altro modo.
4. Centrale a doppio flash, usata nei campi “ad acqua dominante”. Il fluido, proveniente dal pozzo, entra in un primo separatore dove si genera il primo flash di vapore ad alta pressione (a 160° C). Successivamente è inviato ad un secondo separatore dove si genera un secondo flash di vapore a bassa pressione (a 120° C). I flussi di vapore ottenuti, ad alta e bassa pressione, sono inviati a turbine distinte.
5. Centrale a ciclo binario, usata soprattutto per fluidi a medio-bassa entalpia o per “salamoie” da non lasciare vaporizzare perché incrostanti. Il fluido geotermico è inviato, in pressione, ad uno scambiatore dove cede il calore ad un fluido di lavoro (freon, cloruro d’etile). Successivamente i reflui geotermici vengono reiniettati nell’acquifero; il vapore del fluido secondario, dopo esser passato alla turbina, viene condensato e ritorna allo scambiatore per vaporizzare nuovamente.
6. Centrale a flusso totale, funziona col fluido bifase (miscela acqua/vapore e gas associati) direttamente erogato dal pozzo. Dopo la generazione di energia elettrica il fluido è condensato e reiniettato nell’acquifero.
7. Minicentrale a condensazione, centrale a condensazione di potenza limitata che utilizza fluidi a temperatura anche inferiore ai 100° C.
Un paio di delucidazioni
Come già accennato in precedenza in profondità, (cioè superata una fascia superficiale di terreni, massimo qualche metro) la temperatura del sottosuolo è costante e non dipende più dal giorno o dalla notte, né dalle stagioni. È il flusso di calore presente in profondità che regola la temperatura. Questa risorsa geotermica, detta di bassissima temperatura, è utile per sistemi di riscaldamento decentralizzati, quali installazioni per abitazioni familiari, gruppi di ville, piccoli immobili, municipi, scuole, sale polivalenti, ecc. Un sistema diffuso è rappresentato dalla sonda geotermica verticale (SGV).
La sonda geotermica verticale
Le SGV sono scambiatori di calore, installati verticalmente in perforazioni da 50 a 350 m. Un fluido è pompato in un circuito chiuso e permette d’estrarre energia dal sottosuolo con l’aiuto di una pompa di calore. Queste SGV sono installate, chiavi in mano, da imprese specializzate.
Costruzione e funzionamento di una sonda geotermica
Una o due perforazioni di un diametro di 10-15 cm sono realizzate in prossimità dell’edificio da riscaldare. La profondità della perforazione è determinata in base al volume dei locali da scaldare ed al tipo di terreno. In funzione della legislazione sulla protezione delle acque sotterranee, una richiesta d’autorizzazione deve essere avanzata dalle autorità. Terminata la perforazione, generalmente, si inserisce, fino in profondità, un tubo ad U in polietilene.
Lo spazio vuoto restante è riempito con una miscela di “bentonite” e cemento, per assicurare un buon contatto termico tra i tubi e la parete della perforazione. In seguito, si crea un circuito chiuso tra la perforazione ed il sottosuolo dell’edifico, e dell’acqua addizionata al 15-20% di antigelo è pompata nello scambiatore di calore o pompa di calore (PAC).
Quest’ultima è dimensionata in base alla potenza di riscaldamento necessaria.
Questo sistema permette d’assicurare, durante tutta la stagione, il riscaldamento di un’abitazione tramite pavimenti riscaldanti o radiatori a bassa temperatura.
In determinate condizioni, in particolare per abitazioni nuove, i costi d’investimento per una SGV sono simili a quelli di un sistema di riscaldamento classico a nafta equipaggiato di una caldaia. D’altra parte, le spese di funzionamento annuale sono a favore della SGV (no manutenzione ed utilizzo di combustibile).
Usi diretti
Il riscaldamento è la forma più antica e diffusa tra gli usi diretti dell’energia geotermica; larga utilizzazione è stata fatta in Islanda, dove, per l’abbondanza dei fluidi caldi disponibili, il 97% della popolazione della capitale è servita da riscaldamento geotermico urbano. Analoga situazione si ha anche in Francia, paese poco geotermico, negli Stati Uniti, in Cina ed in Giappone.
In Italia le realizzazioni più importanti sono quelle di Ferrara, Vicenza, Castelnuovo Val di Cecina, Acqui, Bagno di Romagna e Grosseto.
Per il riscaldamento degli ambienti, le temperature dei fluidi devono essere dell’ordine di 50-80° C per gli impianti a termosifone, 35-50° C per i pannelli radianti; qualora i fluidi geotermici non raggiungessero le temperature richieste, si possono adottare dei sistemi integrativi quali una caldaia o una pompa di calore. Un impianto di teleriscaldamento può provvedere anche alla fornitura di acqua calda sanitaria; se le acque geotermiche sono dolci, come nel caso di Vicenza, possono essere distribuite direttamente agli utenti, se invece, sono salate, come a Ferrara, si provvede immettendo nella rete sanitaria una parte dell’acqua di acquedotto circolante nello scambiatore di calore.
Si può ottenere uno sfruttamento integrale della risorsa geotermica con il riscaldamento invernale ed il raffrescamento estivo con fluidi appropriati (ad esempio ammoniaca, bromuro di litio).
Altri usi dei fluidi geotermici sono rappresentati dall’azione antigelo dei suoli, dal riscaldamento delle serre e dall’utilizzo nelle attività industriali per fornire il “calore di processo” utilizzato nel ciclo di produzione. Un uso razionale che permette di ottenere la massima efficienza dai fluidi geotermici, è rappresentata dagli usi integrati dello stesso fluido per impianti ed utenti diversi, con un sistema in serie, “a cascata”, le acque reflue a bassa temperatura di una centrale geotermica, possono essere usate, per esempio, per il riscaldamento, per la serricoltura, per l’acquacoltura e per l’irrigazione.
Nel quadro volto allo sfruttamento razionale dell’energia geotermica, viene impiegata sempre di più la “pompa di calore”, grazie alla quale sono utilizzati anche i fluidi a temperatura molto bassa.
La pompa di calore è una macchina termica in grado di trasferire il calore da un corpo più freddo ad uno più caldo, innalzandone la temperatura; essa estrae calore da una sorgente a bassa temperatura, sorgente fredda, con dispendio di energia esterna che può essere di natura elettrica, meccanica, o appunto geotermica.
Nei paesi dove si sta diffondendo lo sfruttamento dell’energia geotermica alle più basse temperature (7- 40° C), quali la Svezia, il Giappone, gli Stati Uniti, la Svizzera, la Germania e la Francia, l’uso delle pompe di calore ha toccato dei livelli sorprendenti; negli Stati Uniti per esempio nel 1993 ne erano installate più di 150.000. Un’altra tecnologia molto in uso accanto alle pompe di calore è rappresentata dallo “scambiatore di calore”, necessario nei casi in cui non è possibile mettere a contatto i fluidi geotermici direttamente con gli impianti di utilizzazione, quando il contenuto salino del fluido può creare danni quali la corrosione o l’inquinamento. Gli scambiatori di calore vengono fabbricati in diverse versioni di cui le principali sono: a piastre, a fasce tubiere, a serpentina ed a miscela diretta, con separazione finale e recupero del fluido di lavoro dal fluido primario.
Un particolare tipo è quello utilizzato direttamente nel pozzo, con circolazione di acqua dolce o di fluido basso-bollente nel secondario.
La geotermia in Italia
L’Italia è il paese geotermicamente più “caldo” di tutta l’Europa, cosa testimoniata dai numerosi vulcani, dai soffioni boraciferi, dalle sorgenti termominerali.
Al 2000 la potenza installata era di 785 MWe (l’1,5% della produzione elettrica totale del paese); mentre per gli usi diretti era di 324,6 MWt dei quali il 41% utilizzato per il riscaldamento, il 28% per usi termali, il 22% per le serre, il 9% per i processi industriali e l’1% per l’itticoltura.
Le prime applicazioni della geotermia si sono avute proprio nel nostro paese ed in particolare a Larderello (Toscana) dove esistevano evidenti manifestazioni geotermiche; infatti, già dal 1777 veniva utilizzato l’acido borico delle acque geotermiche della zona e nel 1827 si ha la prima vera utilizzazione in forma diretta dell’energia geotermica il cui calore veniva usato, al posto della legna, per l’evaporazione dell’acqua da cui estrarre l’acido borico.
Nel 1904 nasce la geotermoelettricità, vennero accese delle lampade tramite una dinamo azionata da una macchina a vapore da 0.75 CV, alimentata da un soffione. Tra il 1905 ed il 1936 vengono migliorate le tecniche di perforazione e si arriva ad una potenza elettrica installata di 73 MW; dagli anni Venti, proprio da Larderello, si estende a tutto il mondo l’interesse per la geotermia.
Dagli anni Settanta viene dato un notevole impulso all’esplorazione in tutte le aree italiane, cosa che porta all’individuazione di diverse aree geotermiche e di altri due campi ad alta entalpia, oltre a quello di Larderello, presso Latera nel Lazio e Mofete in Campania.
Diversi sono i progetti realizzati per l’utilizzo dei fluidi geotermici per il teleriscaldamento, i più significativi sono quello di Ferrara (12 MWt ), di Vicenza (5 MWt ) e di Rodigo (3,7 MWt) per la bassa entalpia, quello di Larderello (24,1 MWt) e di Castelnuovo Val di Cecina (5,3 MWt) per l’alta entalpia.
Per quel che concerne la geotermia dei fluidi ad alta entalpia utilizzata per la produzione di energia elettrica, 4 sono i campi in esercizio, il più importante dei quali è quello di Larderello con 547 MWe installati; 108 MWe sono installati nella regione del Monte Amiata; 90 MWe nella regione toscana di Travale-Radicondoli; infine 40 MWe presso Latera nel Lazio.
Il testo di cui sopra è stato tratto (e condensato!) dal seguente sito link 1, pertanto se desiderate visionare il testo completo andate all'indirizzo di cui sopra.
o leggi anche questa pagina
Per capire se vi conviene un impianto andate a guardare questo sito e guardate le risposte:
link 1
o
link 2
In merito alla geotermia a bassa entalpia si citano alcuni dei riferimenti legislativi più importanti da tenere in considerazione:
Regio Decreto del 1927 sulle Acque;
Legge 896/1986 art. 1, c1, c3, c4, c5;
Legge 10/1991: Piano Energetico Nazionale;
Legge 59/1997;
Legge della Regione Emilia Romagna del Gennaio 2007 sul PER (Piano Energetico regionale);
Legge 152/2006 art. 104 (scarichi) c1, c2; [vedi anche art. 98]
Interessante anche la delibera 3564/2005 della Giunta di Bolzano (da verificare);
Un'utile tabella per confrontare le classi energetiche degli edifici, (i consumi tabellati sono annuali):
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| soldi e economia verde: un sodalizio molto ma molto interessante | | Fibre fotovoltaiche, pannelli solari spazialiAlmeno nelle speranze di università e di qualche azienda lungimirante. Ma in Giappone sognano anche installazioni in orbita: entro il 2030, ci sono già gli appalti assegnati
| | Una mini-centrale in cantinaSi chiamano "Bloom Box": generatori fuel cell che alimentano un palazzo a emissioni zero. Le esperienze passate con le celle a combustibile inducono alla prudenza, ma gli investitori ci credono | | falso e violazione delle norme ambientali sulla realizzazione del parco eolico dell'Alta MurgiaL'inchiesta intende verificare se per il parco eolico e' stato considerato il vincolo di Zona a protezione speciale.
| | Eolico: in Germania il più grande impianto off-shore del mondoSecondo uno studio l'energia dal vento riduce non solo le emissioni di CO2, ma anche i prezzi dell’elettricità | | Per il 55 per cento un successo solare | | Grandi progetti solari nei Paesi arabi | | Nuova generazione di fotovoltaico: tripla efficienza con luce e calore
| | Fotovoltaico: superati i 100 mila impiantiPer una potenza installata pari a oltre 1.600 MW. A fine anno la capacità italiana supererà i 2.500 MW
| | "Più risorse all'ambiente" per italiani è in cima alla listaSecondo l'indagine di Ecobarometro, per il 71,9% la questione è prioritaria insieme al lavoro. Il 75% incolpa il governo per la mancanza di investimento. Bocciato il nucleare, grande maggioranza favorevole alle energie pulite | | 2010 Elezioni tra i Navajos: due candidati che credono in sole e vento
Nella principale riserva l'obiettivo è sostituire le miniere di carbone con la produzione di energia solare ed eolica | | Boom delle rinnovabili in Italia segnano un +19%
Secondo il rapporto del Gestore servizi energetici nel 2009 aumentano sia la potenza "verde" che la produzione. | | Geotermia: nuova centrale nel Senese da 20 MW per 55 mila famiglie
| | Fotovoltaico: quanto costa alle famiglie italiane? | | GEOTHERMAL ENERGY - Worldwide | | Energia, Alpi e idroelettrico: preoccupazione dopo lo stop al nucleare | | Portale ENI | | Geotermia: concetti idee e spiegazioni | | Impianto ad energia geotermica |
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