Come funziona l’energia geotermica?

Non sappiamo cosa facessi a scuola durante l’ora di scienze, ma sarà capitata anche a te la lezione dove, a un certo punto, ti veniva spiegato che il calore della Terra aumenta man mano che dai tuoi piedi si va in profondità, verso il nucleo. Ebbene, è questo semplice concetto che sta alla base della produzione dell’energia geotermica: una fonte pulita, più o meno accessibile e sempre disponibile, che in alcuni Paesi ha contribuito in modo determinante alla transizione energetica da fonti fossili.   

Come dicevamo, sotto i nostri piedi la temperatura aumenta man mano che scendiamo in profondità. Il calore proviene in parte dalla conformazione stessa della Terra ma, soprattutto, dal decadimento naturale di elementi radioattivi presenti nella crosta terrestre. In alcune zone questo calore è particolarmente facile da intercettare perché riscalda acqua e rocce nel sottosuolo, creando dei veri e propri serbatoi geotermici.  

Non serve però arrivare a vivere sopra un vulcano per sfruttarla (anche se, in certi Paesi, è letteralmente così). A seconda della temperatura e della profondità, il calore geotermico può essere catturato con sistemi a bassa, media e alta entalpia, cioè la grandezza termodinamica che misura l'energia totale di un sistema che può essere scambiata con l'ambiente.  

Quando le temperature del fluido sono più basse, per esempio, il calore del terreno può essere utilizzato direttamente attraverso pompe di calore geotermiche che aiutano a riscaldare in inverno e raffrescare in estate. Quando invece si trovano fluidi a temperature molto elevate, si può fare il salto di qualità: trasformare quel calore in elettricità.  

Non serve una laurea in ingegneria per capirlo, è abbastanza intuitivo. 

Si perfora il terreno fino a raggiungere un serbatoio geotermico e si porta in superficie il vapore, che può:

• azionare direttamente una turbina collegata a un generatore elettrico

• Essere trasferito a un secondo fluido che evapora e mette in movimento la turbina

• Vaporizzare acqua ad alta pressione, che a sua volta attiverà una turbina.

Se a questo punto ti stai chiedendo che fine faccia il vapore estratto, sappi che viene condensato in acqua per poi essere immesso nuovamente nel sottosuolo, rendendo il ciclo di produzione estremamente sostenibile. 

A differenza di altre fonti rinnovabili, poi, una centrale geotermica può produrre energia in modo continuo: la possibilità di sfruttare il geotermico, quindi, può rivelarsi decisiva per dare stabilità a un sistema elettrico sempre più basato su fonti rinnovabili che non sempre possono produrre energia 24 ore al giorno, tutti i giorni.

Va da sé che dove c’è attività tettonica, vulcanica, di fumarole, geyser e quant’altro è abbastanza facile estrarre vapore, perché il calore è chiaramente vicino alla superficie. 

Non sorprende quindi trovare tra i Paesi più attivi Stati Uniti, Indonesia, Filippine, Turchia, Nuova Zelanda, Kenya e Islanda. Nel 2024, per esempio, gli Stati Uniti disponevano di circa 2,7 GW di capacità geotermica installata, l’Indonesia di circa 2,6 GW e le Filippine di circa 2 GW. 

In alcuni Paesi la geotermia non è semplicemente una delle tante rinnovabili, ma la principale componente del sistema energetico. L’Islanda, per esempio, si trova esattamente tra la placca tettonica nordamericana e quella eurasiatica (curiosità: è forse l’unico posto al mondo dove le due placche sono visibili in superficie e possono essere toccate contemporaneamente): tradotto, vuol dire poggiare i piedi su uno sconfinato apparato geotermico, da cui trarre la quasi totalità dell’energia utilizzata. Qualche anno fa, il Paese stava addirittura pensando di andare a pescare energia geotermica direttamente dal magma vulcanico, a 2 chilometri di profondità: vorrebbe dire avere 10 volte la disponibilità attuale di energia geotermica. 

Non dobbiamo andare così lontano, alla fine, per parlare di geotermia, anzi. La prima produzione di elettricità da fonte geotermica al mondo avvenne nel 1904, a Larderello, in Toscana, seguita dalla prima centrale geotermica commerciale nel 1913. La regione, da allora, resta il cuore della geotermia elettrica italiana.

Secondo ENEA (l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile), l’Italia dispone oggi di circa 916 MW di capacità geotermoelettrica installata e produce circa 5,7 TWh di elettricità all’anno, concentrata soprattutto in Toscana. Ma il potenziale non finisce con le grandi centrali: la geotermia a bassa entalpia è molto più diffusa e può essere utilizzata per riscaldamento, raffrescamento, agricoltura, industria e altri impieghi.

Il vero futuro, quindi, potrebbe essere proprio ampliare il modo in cui utilizziamo il calore che abbiamo sotto i piedi. Nuove tecnologie, come i sistemi geotermici avanzati (EGS), puntano a sfruttare risorse che oggi sono difficili da raggiungere, ampliando enormemente il numero di territori potenzialmente interessati.