Energia Geotermica: un tesoro nascosto sotto i nostri piedi

L’energia geotermica infatti, si basa sullo sfruttamento del calore naturale della Terra rilasciato dai processi di decadimento nucleare naturale[1] degli elementi radioattivi contenuti naturalmente nelle rocce presenti all'interno della Terra (come uranio, torio e potassio). Questo calore si propaga allontanandosi dal nucleo terrestre e creando, appena sotto la superficie, delle aree cariche di energia termica che possiamo sfruttare attraverso tecnologie avanzate.

Ma quali sono le principali applicazioni dei processi geotermici in ambito energetico?

Sono ad esempio le pompe di calore per il riscaldamento (e il raffreddamento!) e le centrali geotermiche per la produzione di elettricità.

Le pompe di calore geotermiche sono sistemi in grado di riscaldare e raffreddare edifici, serre e impianti industriali. Questi sistemi sono composti da tubature al cui interno scorre un fluido refrigerante che accumula calore tramite processi basati sul gradiente termico. Il fluido passa attraverso i tubi sottostanti l’edificio fino a dei pozzi precedentemente scavati, si riscalda e arriva alle pompe di calore. Quest’ultime rimuovono il calore dal fluido per trasferirlo all’edificio (nel caso del raffreddamento, il processo è inverso). Infine, il calore tramite le pompe viene distribuito nei sistemi di climatizzazione, diffondendo aria calda o aria fredda all’interno dell’edificio.  

Le centrali geotermiche, invece, producono energia elettrica sfruttando il calore delle profondità terresti. La temperatura interna della Terra aumenta man mano che si scende verso il centro con un gradiente termico di circa 3°C ogni 100m di profondità. In alcune aree, come le zone vulcaniche, la temperatura cresce più rapidamente, raggiungendo i 250-350°C ad appena 2-4 km di profondità[2]. 

I fluidi caldi e il calore trasformati in vapore presente nel sottosuolo risalgono verso la superficie sfruttando le fratture negli strati rocciosi dove vengono intercettati da pozzi geotermici. Tramite dei vapordotti, il calore arriva a una turbina che, grazie alla sua rotazione, trasforma l'energia cinetica del vapore in energia meccanica e, attraverso un alternatore e un trasformatore, in energia elettrica che viene poi immessa nella rete di distribuzione.

In Italia, la geotermia ha una lunga tradizione. La prima centrale geotermica al mondo è stata costruita a Larderello, in Toscana, nel 1913, e ancora oggi questa regione è uno dei principali centri di produzione. Complessivamente, circa 30 Paesi nel mondo sfruttano l'energia geotermica su larga scala, e la tendenza è in crescita, dato che le installazioni stanno aumentando progressivamente. Oltre al nostro Paese, nazioni come Stati Uniti, Indonesia, Filippine e Turchia sono leader nel settore. 
In Italia, la geotermia nel primo semestre del 2024, secondo i dati Terna, ha soddisfatto solo il 3,1% del fabbisogno energetico nazionale. Sebbene l'energia geotermica rappresenti una quota più ridotta rispetto ad altri fonti rinnovabili come eolico e solare il suo contributo è comunque significativo.

Uno dei principali vantaggi dell'energia geotermica è la sua rinnovabilità: il calore della Terra è praticamente inesauribile. Inoltre, ha un impatto ambientale molto ridotto, poiché le emissioni di gas serra sono minime rispetto ai processi di estrazione dei combustibili fossili. A differenza di altre fonti rinnovabili come il solare e l'eolico, la geotermia è disponibile in modo costante, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche, garantendo così una fornitura di energia stabile e affidabile.

Tuttavia, l'energia geotermica presenta anche alcuni limiti di natura economica, tecnica e ambientale.

Dal punto di vista economico, gli impianti geotermici richiedono investimenti iniziali piuttosto elevati, specialmente per le perforazioni necessarie a raggiungere il calore nel sottosuolo. 

Sul piano tecnico, non tutte le aree del pianeta sono geologicamente predisposte a sfruttare questa risorsa: la geotermia è possibile solo in determinate regioni, dove il calore è facilmente accessibile.

Anche sul fronte ambientale ci sono alcuni aspetti da considerare, come il rilascio di piccole quantità di gas (come l'anidride solforosa) non desiderate e il rischio di contaminazione del suolo se le acque termali non vengono gestite con attenzione.

Non vanno trascurate nemmeno le sfide sociali. In alcune località, la costruzione di centrali geotermiche potrebbe sollevare preoccupazioni nelle comunità, soprattutto per l'impatto visivo degli impianti e il rumore prodotto dalle perforazioni. 

Infine, esistono ostacoli politico-normativi che possono rappresentare un'ulteriore barriera. In molti Paesi, le normative relative allo sfruttamento del sottosuolo sono complesse e le procedure burocratiche possono rallentare i progetti, rendendo lo sfruttamento della geotermia meno agevole rispetto ad altre fonti energetiche.

Nonostante ciò, la geotermia rimane una risorsa dalle enormi potenzialità, capace di offrire energia pulita, sicura e costante. Il suo contributo spesso sottovalutato può diventare strategico soprattutto in bn ottica di diversificazione delle fonti di produzione di energia. Con la crescita della domanda globale di energia e la necessità di ridurre le emissioni di CO₂, investire nella produzione dell’energia geotermica potrebbe accelerare in modo significativo la transizione verso un sistema energetico più sostenibile e sicuro

 
[1] Il decadimento nucleare naturale è un processo spontaneo in cui il nucleo di un atomo instabile si trasforma in uno più stabile, emettendo energia sotto forma di particelle o radiazioni. Questo avviene perché alcuni atomi, come quelli di elementi radioattivi, hanno troppa energia o un rapporto sbilanciato tra protoni e neutroni nel loro nucleo, e quindi "decadono" nel tentativo di diventare più stabili. Immagina un nucleo atomico instabile come una torre di mattoncini troppo alta e traballante. Per diventare più stabile, la torre si sbarazza di alcuni mattoncini in eccesso (questi mattoncini rappresentano le particelle emesse). Quando ha raggiunto una struttura più equilibrata, la torre smette di "cadere". Allo stesso modo, il nucleo si stabilizza emettendo particelle o energia.

[2] Moccia Andrea, Cercasi energia, La soluzione per il futuro è un ventaglio di soluzioni, Cairo Editori, 2022