Come funziona la generazione di energia geotermica?

La generazione di energia geotermica funziona estraendo energia dal calore in profondità nella Terra. In alcuni luoghi, come le isole di Islanda, Filippine e Giappone, le sorgenti termali geotermiche sono comuni, rendendo l'energia facilmente accessibile. In altri luoghi, il calore sufficiente si trova a meno di 1,6 km sotto la superficie, rendendo poco pratica l'estrazione dell'energia geotermica. I fori scavati fino a questo livello ovunque possono di solito essere utilizzati per produrre energia geotermica.

La prima stazione per la generazione di energia geotermica fu costruita il 4 luglio 1904, presso il campo di vapore secco di Larderello in Italia e testata dal Principe Piero Ginori Conti, facendo uso della generazione di energia geotermica di poco più di un secolo fa. Tuttavia, la generazione di energia geotermica non è una delle principali fonti di energia in tutto il mondo, costituendo solo circa lo 0,1% della potenza globale o una capacità di circa 100 gigawatt. L'energia geotermica viene utilizzata ampiamente dai paesi delle Filippine e dell'Islanda, dove rappresentano il 15-20% della produzione di elettricità.

Il metodo più comune di funzionamento di un impianto geotermico è il ciclo binario, in cui l'acqua moderatamente calda proveniente da fonti di calore geotermiche poco profonde viene fatta passare su tubi, chiamati scambiatori di calore, contenenti un fluido secondario - tipicamente butano o pentano idrocarburo - con un punto di ebollizione molto inferiore all'acqua. Il calore fa lampeggiare il fluido secondario in vapore, che aziona le turbine che generano elettricità. Il fluido viene quindi ricondensato e utilizzato per più cicli. La pressione del fluido secondario è generalmente piuttosto elevata, intorno a 500 PSI.

L'energia geotermica di roccia secca calda è un altro tipo di generazione di energia geotermica; questo metodo pompa l'acqua in profondità nella Terra, mettendola in contatto con la roccia calda e secca che dà il nome al metodo. La roccia riscalda l'acqua, che viene quindi pompata e utilizzata direttamente con le turbine a vapore o pompata attraverso un sistema a ciclo binario. Conosciuto anche come Enhanced Geothermal Systems, queste piante hanno una vita utile di circa 20-30 anni prima che la roccia si raffreddi troppo perché l'impianto sia economico. Il recupero di calore completo in 50-100 anni.

Un altro tipo di generazione di energia geotermica sono gli impianti a vapore istantaneo. Queste piante tirano l'acqua calda ad alta pressione dalle profondità della Terra in serbatoi, dove la caduta di pressione provoca lo scoppio dell'acqua in vapore, che viene quindi utilizzato per trasformare le turbine. Uno dei più antichi tipi è il calore diretto, che attira acqua calda dalla vicina superficie terrestre in tubi da utilizzare per riscaldare edifici, riscaldare l'acqua per l'allevamento ittico, coltivare piante in serra, pastorizzare il latte, ecc. Funziona solo in aree in cui è sufficiente l'acqua è disponibile vicino alla superficie.