La transizione energetica è dominata dal ricorso all'energia solare ed eolica in primis, tuttavia vi è una fonte rinnovabile estremamente stabile e praticamente inesauribile di cui si parla troppo poco: l'energia geotermica. Il calore proveniente dall'interno del nostro Pianeta viene ancora troppo poco sfruttato. Il motivo da un lato è puramente geologico, la maggior parte delle rocce calde non contengono fluidi, ovvero sono secche, pertanto lo sfruttamento per fini energetici, fino ad oggi, si era limitato a quelle rare zone caratterizzate da rocce calde con circolazione idrotermale (es. Larderello in Toscana).

Un limite non solo naturale ma anche tecnologico, almeno fino ad oggi. Negli ultimi anni si stanno sviluppando infatti promettenti tecnologie per garantire lo sfruttamento delle rocce calde e secche praticamente ovunque, tra questi metodi tuttavia vi è anche il discusso fracking. E l'Italia che fa?

L'energia geotermica in Italia e la centrale di Larderello

Si stima che tra produzione di energia elettrica e calore, la geotermia fornisca oggi circa lo 0,5% dell'energia primaria mondiale. Pochissimo. Nel 2023, la capacità installata degli impianti geotermici a livello globale si è attestata a circa 16.000 MW. Tra i primi Paesi vi sono gli Stati Uniti (3.900 MW), l'Indonesia (2.418 MW) e le Filippine (1.952 MW), l'Italia invece si posizionerebbe solo all'ottavo posto con 916 MW di capacità installata. Si tratta di numeri comunque in constante crescita, come confermano anche i report dell'Unione Geotermica Italiana. L'Italia ha un ruolo di primo piano a livello mondiale, considerato che Larderello (in Toscana) è il primo impianto geotermico della storia: 850 MW la potenza installata, capace di dare elettricità a circa 2 milioni di famiglie. Ma come funzionano questi impianti?

Le centrali geotermiche sfruttano il calore della Terra per trasformarlo in energia elettrica. Gli impianti sono dotati di profondi pozzi di estrazione che intercettano i fluidi nel profondo della crosta e li convogliano tramite tubazioni alle turbine che trasformano l’energia cinetica del vapore ad alta pressione in un movimento meccanico e dunque in elettricità. Il vapore viene poi inviato ad un condensatore che ne abbassa la temperatura e lo trasforma in acqua; questa può poi essere ulteriormente raffreddata tramite apposite torri. L'acqua può anche essere re-immessa nel sottosuolo per contribuire al ciclo di sfruttamento del serbatoio. Oggi nuove tecnologie per lo sfruttamento del calore sotterraneo sono all'orizzonte o, addirittura, già realtà, vediamone alcune.

Energia geotermica: i sistemi a ciclo chiuso

Uno dei limiti dello sfruttamento di energia geotermica è l'impossibilità di trovare naturalmente il fluido vettore nelle rocce serbatoio. Per dirla in parole più semplici, le rocce sono calde ovunque ad una determinata profondità, ma non tutte contengono fluidi (vapori) sfruttabili con impianti tipo quello di Larderello. Una soluzione innovativa da questo punto di vista è rappresentata dalle centrali "a ciclo chiuso", come quella di Eavor-Loop che presto entrerà in funzione a Geretsried in Germania. Si tratta di un impianto con quattro loop e due circuiti paralleli: due pozzi verticali profondissimi sono collegati orizzontalmente da una serpentina della lunghezza di circa 3 km che passa dentro il serbatoio di rocce calde. In questo caso, per sfruttare il solo calore delle rocce, un fluido speciale viene iniettato nel circuito che passa attraverso le rocce portando in superficie il calore, come in una sorta di grande scambiatore di calore sotterraneo. Ciclo chiuso e zero emissioni.

Una volta in funzione l'impianto avrà una capacità di 64 MW di potenza termica e 8,2 MW di potenza elettrica. L'impianto a circuito chiuso è ad emissioni zero e non perturba l'ambiente di serbatoio come avviene, per esempio, quando si iniettano fluidi ad alta profondità; l'applicazione di questa tecnologia è enorme, aprendo la frontiera dello sfruttamento di rocce serbatoio praticamente ovunque. Con 42 impianti operativi, 12 in costruzione e 82 in progettazione, la Germania è uno dei Paesi europei che sta puntando maggiormente sull'energia geotermica di profondità.

Fracking per la ricerca geotermica

Anche negli Stati Uniti l'esplorazione geotermica è passata allo sfruttamento di serbatoi secchi. In questo caso però, la tecnica per catturare il calore delle rocce profonde non è poi così innovativa ma è stata prestata dall'industria petrolifera. Si tratta del famoso fracking, ovvero l'iniezione di acqua ad alta pressione per fratturare la roccia. In questo caso gli impianti sono caratterizzati da pozzi verticali che, una volta raggiunto il volume di rocce calde, piegano in orizzontale dove avviene la fratturazione controllata. Una volta aumentata la permeabilità delle rocce, viene iniettato il fluido che si riscalda, si trasforma in vapore e migra ad un altro pozzo dove viene catturato e portato in superficie per essere sfruttato. Anche in questo caso il circuito è chiuso e dunque a zero emissioni.

Uno di questi impianti è di Fervo Energy ed è entrato in funzione nel novembre 2023: il sistema ha una capacità di 3,5 MW e alimenta un grosso data center di Google (partner del progetto) nel Nevada. Il progetto prevede di espandere l'impianto fino a generare 400 MW entro il 2028 e fino ad ora è stato un successo. Permangono tuttavia le perplessità legate al metodo di estrazione, che comunque è vietato nei Paesi europei. Il fracking, infatti, è una pratica estremamente invasiva che ha anche causato crisi sismiche come documentato ad esempio in Ohio, in Cina o in Corea.

Dove si produce energia geotermica in Italia

L'Italia è un Paese caldo, geologicamente parlando. Trovandosi lungo un margine di placca attivo, vulcani, solfatare, sorgenti termali, confermano che il cuore profondo del nostro Paese, soprattutto nella fascia peri-tirrenica, è decisamente rovente. L'Unione Geotermica Italiana ha stimato che le risorse geotermiche italiane, potenzialmente estraibili entro i 5 km di profondità, sono dell’ordine di 21 exajoule, corrispondenti a circa 500 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio. Le zone ad una temperatura tale da permettere la produzione di energia elettrica a costi oggi competitivi con quelli di altre fonti di energia si trovano in alcune aree di Toscana, Lazio e Campania, in alcune zone di Sicilia e Sardegna e nelle isole vulcaniche del Tirreno, in corrispondenza di zone caratterizzate da forti anomalie del flusso di calore.

Considerato il potenziale geotermico dello Stivale e che i sistemi geotermici si confermano una sorgente di energia stabile, praticamente infinita e sostenibile. Considerato che la costruzione di questi impianti è molto più rapida rispetto al nucleare. Avendo appurato inoltre che le nuove tecnologie consentono, come nel caso della Germania, la produzione di energia e calore da sorgenti calde e secche, ampliando enormemente il campo di applicazione di questa fonte rinnovabile: esattamente, nel nostro Paese che cosa stiamo aspettando?