Nuovi sistemi per lo sfruttamento dell’energia geotermica: i “closed loop cycles”

Stanno emergendo nel settore nuove soluzioni in grado di impiegare l’energia geotermica da rocce calde, ampliando le zone sfruttabili

energia geotermica

di Lorenzo Talluri

La produzione e la distribuzione efficiente di energia rinnovabile è una sfida per la nostra società. L’energia geotermica ha il potenziale di ridurre le emissioni globali di CO2 e permettere quindi la transizione verso un sistema nel quale sia prevalente la generazione di energia sostenibile. 

La geotermia definita “tradizionale” utilizza risorse idrotermali racchiuse in serbatoi porosi e contenuti in rocce impermeabili che ne impediscono la diffusione. Questo tipo di risorsa, tuttavia è limitata ad alcune aree geografiche specifiche come le zone di Larderello o dell’Amiata in Toscana. Per fare fronte al problema di dover trovare serbatoi termici che abbiano caratteristiche idrotermali adatte per la produzione di energia, stanno emergendo soluzioni diverse che permettono lo sfruttamento dell’energia geotermica da rocce calde. Questo consentirebbe quindi l’ampiamento delle zone nelle quali è possibile estrarre calore geotermico. 

Figura 1 – Comparazione degli impianti geotermici tradizionali ed a ciclo chiuso

La figura 1, nella parte sinistra, mostra uno schema di un sistema aperto tradizionale, costituito da due o più pozzi collegati idrologicamente – o attraverso le falde acquifere naturali o attraverso la fratturazione idraulica della roccia. La figura 1, nella parte destra, invece, mostra la rappresentazione delle nuove soluzioni innovative per lo sfruttamento dell’energia geotermica a ciclo chiuso. La soluzione si basa sull’installazione di uno “scambiatore di calore” per l’estrazione del calore geotermico direttamente dalla roccia calda. Il fluido di lavoro non entra a contatto con l’ambiente esterno, ma segue un percorso chiuso all’interno della tubazione.

La soluzione presenta quindi i seguenti vantaggi:  

  • Aumento dell’accesso all’energia geotermica: Nessuna necessità di permeabilità del serbatoio o di fratturazione idraulica;
  • Produzione dell’energia elettrica da geotermia senza emissioni in atmosfera;
  • Renderne possibile l’applicazione in molti contesti: Può affrontare vari contesti geologici e geotermici a diverse profondità.

La soluzione permette lo sfruttamento dell’energia geotermica in nuove aree evitando la necessità di un serbatoio geotermico, che finora ha limitato l’uso delle risorse geotermiche ad aree circoscritte della terra. La soluzione è adattabile alle condizioni geotermiche locali, per nuovi tipi di modelli energetici comunitari per affrontare la transizione energetica e promuovere la sostenibilità. Inoltre, permette l’uso di fluidi alternativi all’acqua per migliorare ulteriormente l’efficienza della produzione di elettricità rispetto alle soluzioni convenzionali. La tabella 1 riassume i punti di forza dei sistemi “closed loop” rispetto alla geotermia “tradizionale”.

Ci sono due grandi compagnie che stanno proponendo con convinzione questa tecnologia, anche se con aspetti tecnici leggermente diversi: Eavor e Reelwel

L’Eavor-Loop è un sistema chiuso all’interno del quale viene contenuto e fatto circolare un fluido di lavoro brevettato. Il fluido di lavoro non è il fluido del serbatoio naturale ed entra ed esce dal circuito da due pozzi differenti (uno di ingresso del fluido freddo e l’altro di uscita del fluido caldo).

La soluzione di ReelWell è analoga, ma utilizza un unico pozzo per far circolare il fluido nelle rocce geotermiche da cui ne estrae il calore, grazie alla tecnologia DualPipe.

La ricerca è molto attiva in questo settore, ci aspettiamo quindi una nuova spinta per la geotermia in contesti dove fino ad ora non è stato possibile applicarla.

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