L’energia geotermica è l’energia generata dal calore naturale presente all’interno della Terra.
Energia Geotermica: Cos'è e Come Funziona
Questo calore aumenta progressivamente con la profondità, secondo il cosiddetto gradiente geotermico, che in media è di circa 3°C ogni 100 metri. Il calore geotermico è il risultato di processi di decadimento nucleare di elementi radioattivi (uranio, torio e potassio) presenti all'interno del sottosuolo.
L’energia geotermica viene resa disponibile attraverso fluidi vettori (acqua o vapore), che si trovano naturalmente nel sottosuolo o che possono essere immessi artificialmente. L'energia geotermica accumulata nel sottosuolo arriva in superficie attraverso vettori fluidi come acqua e vapore; questa può essere sfruttata per produrre energia elettrica, ma per farlo c’è bisogno di una centrale geotermica.
Evoluzione della Tecnologia Geotermica
La geotermia ha una storia lunga: la parola viene dal greco "gea" e "thermòs" e significa “calore della Terra”. L'uso dell'energia geotermica risale all’antichità, da sempre infatti l’uomo sfrutta il calore proveniente dalla terra per riscaldarsi, cucinare o alimentare i complessi termali: basta pensare alle sorgenti calde utilizzate per la balneazione fin dal Paleolitico, ai bagni termali di epoca ellenica o alle sorgenti utilizzate dai Romani per alimentare i bagni pubblici e il riscaldamento a pavimento.
Ma per arrivare all’utilizzo dell’energia geotermica così come la conosciamo oggi bisogna arrivare al 1892, con il primo sistema di teleriscaldamento alimentato direttamente da energia geotermica, a Boise negli Stati Uniti. Solo nel ‘900 arriva la possibilità di sfruttarla per la produzione di elettricità; in Italia il primo impianto viene realizzato a Lardarello, in Toscana.
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Tipi di Centrali Geotermiche
Esistono tre tipologie di centrali geotermiche:
- Centrali geotermiche a vapore secco, in cui il vapore è estratto dalle fratture presenti nel terreno ed utilizzato per azionare una turbina.
- Centrali geotermiche flash che prelevano acqua ad alta pressione dal sottosuolo e la fanno evaporare in superficie, fredda e a bassa pressione. Il vapore risultante viene utilizzato per alimentare le turbine.
Ma come funziona una centrale geotermica? Dei pozzi di estrazione scavati nel terreno per alcuni chilometri permettono ai fluidi geotermici di risalire verso la superficie; il vapore incanalato mette in moto la turbina generando energia meccanica che successivamente un alternatore trasformerà in energia elettrica. I vapori vengono quindi raffreddati in un condensatore e l’acqua ottenuta viene reimmessa nel sottosuolo.
Utilizzo Domestico dell’Energia Geotermica
L'energia geotermica può essere impiegata in diversi modi. È un tipo di impianto che utilizza una pompa di calore geotermica per produrre riscaldamento o raffreddamento: in inverno la pompa assorbe il calore dal terreno per riversarlo negli ambienti interni e riscaldarli, mentre in estate assorbe calore dagli ambienti per riversarlo nel terreno.
Si tratta di impianti a bassa entalpia, la temperatura cioè oscilla tra i 20 e gli 80 gradi centigradi; un sistema di riscaldamento geotermico funziona grazie a una rete di tubi sotterranei all’interno dei quali scorre un liquido termovettore che raccoglie l’energia termica del terreno e dell’acqua e la trasporta alla pompa di calore.
L'Energia Geotermica in Italia e nel Mondo
La geotermia in Italia è molto diffusa e secondo i dati del 2019 rappresenta il 2% e del 5% del fabbisogno energetico complessivo e il 5% circa per quanto riguarda le sole fonti rinnovabili; si stima inoltre che ogni anno il nostro paese produca 6 terawattora di energia geotermica. In base alla classifica invece dei dieci maggiori Paesi geotermici del 2023 stilata da ThinkGeoEnergy’s, l'Italia si colloca in ottava posizione con una capacità pari a 916 MW.
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A livello globale, fanno meglio di noi gli Stati Uniti con una capacità pari a 3.900 MW, seguiti da Indonesia, Filippine, Turchia, Nuova Zelanda e Kenya. Nel nostro Paese le zone ad alta geotermia si trovano in Toscana: si tratta del triangolo Larderello-Travale-Radicondoli e del Monte Amiata.
L’Italia è stata un Paese pioniere nell’uso dell’energia geotermica: a Larderello, nel 1904, fu condotto il primo esperimento al mondo di produzione di elettricità dal calore del sottosuolo. Il primo impianto geotermoelettrico fu poi avviato nel 1913.
Nel campo geotermico Larderello-Travale/Radicondoli, il serbatoio profondo è a vapore dominante, con pressioni fino a 20 MPa e temperature tra 300 e 350°C a circa 3.000 metri di profondità.
Vantaggi dell'Energia Geotermica
- La produzione di energia è continua, indipendentemente dalle temperature esterne, dalle condizioni meteorologiche e dall'alternanza giorno-notte.
- Tra le energie rinnovabili, quella geotermica è la fonte che riesce a produrre la maggiore quantità di elettricità e può essere sfruttata anche per produrre riscaldamento.
- Gli impianti geotermici sono silenziosi, non creano problemi acustici e non emettono anidride carbonica e polveri sottili.
Il Fiume Calore: Un Viaggio alle Sorgenti
Il fiume Calore è tra i più importanti corsi d’acqua dell’Italia meridionale. La sorgente è nel Cervati, il monte più alto di tutta la Campania. Secondo lo storico Alfonso De Blasio, il nome deriverebbe dal termine osco “calore”, con il significato di “fiume” che “scorre” e avrebbe la particolare caratteristica di acquisire una temperatura più alta rispetto agli altri affluenti.
Il fiume nasce dai tipici corsi d’acqua a carattere montano, l’acqua che scorre incastrata tra le rocce, ha dato origine a fenomeni particolarmente suggestivi. Il fiume raggiunge il Beneventano, la Valle Caudina, la Valle Telesina ricevendo come affluente principale il Sabato e a Castel Campagnano, poco dopo Amorosi, si versa nel Volturno.
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Le Sorgenti del Calore Irpino
Una delle fonti del Calore Irpino si trova su un versante del Monte Accellica, dalla parte di Montella, in provincia di Avellino. Un luogo naturalistico straordinario, incontaminato, che racconta migliaia di anni di eventi, e dove per fortuna le acque del fiume sono cristalline, tanto da poterle bere, come lo era un tempo per buona parte del percorso del fiume.
Identifichiamo 3 gruppi di sorgenti: la Scorzella, li Candraluni (Candraloni) e l’Aceleca (Accellica). Il fiumiciattolo continua a scorrere verso valle e salta, creando la cascata della Tufara.
Le sorgenti di Cassano Irpino sono un’importante risorsa idrica situata nel cuore dell’Irpinia, alimentata dal vasto bacino idrogeologico dei Monti Picentini. Le acque di Cassano Irpino forniscono approvvigionamento idrico non solo alla provincia di Avellino, ma anche alla Puglia, Basilicata e a sei comuni della provincia di Campobasso.
Captazione dell'Acqua
La captazione dell’acqua è il processo attraverso il quale l’acqua viene prelevata da una fonte naturale, come sorgenti e pozzi, per essere convogliata verso una rete di distribuzione. Nella captazione da sorgenti l’acqua viene raccolta direttamente dal punto in cui sgorga naturalmente.
Il distretto Irpino interessa, in gran parte, il territorio del bacino idrografico del Fiume Calore e, in parte minore, i territori dei bacini idrografici del Fortore, Cervaro, Ufita, Sabato, Calaggio, Ofanto, Sele, Regi Lagni e Sarno, ricompresi nel Distretto idrografico dell’Appennino Meridionale.
Le principali scaturigini sono presenti nella Alta Valle del Sabato (sorgente di Sorbo Serpico.
Impianti di Sollevamento
Gli impianti di sollevamento gestiti da Alto Calore Servizi sono fondamentali per garantire l’approvvigionamento idrico nelle province di Avellino e Benevento.
Tabella delle Portate delle Sorgenti
| Sorgente | Portata Massima | Acqua Prelevata dall’Acquedotto | Esubero Rilasciato |
|---|---|---|---|
| Scorzella | 300-375 l/s | 70-75 l/s | 200-300 l/s |
| Candraluni | N/A | 18-45 l/s | N/A |
| Aceleca | Non va mai in secca | ||
Il Calore Interno della Terra
L'esistenza di un'energia termica all'interno della Terra è un fatto certo e ben conosciuto. Vulcani, sorgenti termali, soffioni, geyser e le elevate temperature presenti nelle miniere e nei pozzi documentano in modo inequivocabile la presenza di un calore interno.
Le cause che hanno prodotto alla formazione del calore attualmente presente all'interno della terra sono molteplici. Gran parte di esso deriva dal decadimento degli isotopi radioattivi presenti nelle rocce, in particolare quelle acide della crosta terrestre, che contengono uranio, torio e potassio, con tempo di dimezzamento molto lungo, e sarebbero responsabili del 40% delle emissioni termiche della superficie.
Gradiente e Grado Geotermico
Il gradiente geotermico è l'aumento della temperatura, espressa in gradi centigradi, ogni 100 metri di profondità. Ha un valore medio di 2 - 3°C/100 metri, ma può variare anche notevolmente da località a località, con punte di 0,6°C/100 m e 14°C/100 m, a causa di particolari fenomeni geologici.
Il grado geotermico è il numero di metri che bisogna scendere sotto la superficie terrestre per avere l'aumento di 1°C. Il grado geotermico è in media circa 39 m.
Flusso di Calore
Il flusso di calore è la quantità di energia termica che si allontana dalla Terra per unità di area nell'unità di tempo. L'unità di misura è l'HFU (Heat Flow Unit), equivalente a 42 milliwatt per metro quadro (42 mW/m2).
L'Italia, geologicamente giovane, ha un flusso di calore superiore alla media, in particolare nelle aree vulcaniche della Toscana e del Lazio.