L'energia geotermica è un tipo di energia rinnovabile in grado di sfruttare il calore del sottosuolo terrestre per riscaldare gli edifici e ottenere acqua calda in modo più ecologico. È una delle fonti rinnovabili meno conosciute, ma i suoi risultati sono davvero notevoli.
Questa energia Deve essere generato in un impianto geotermico, ma cos'è un impianto geotermico e come funziona?
Centrale geotermica
Una centrale geotermica è una struttura in cui il calore viene estratto dalla Terra per generare energia rinnovabile. Le emissioni di anidride carbonica in atmosfera derivanti dalla generazione di questo tipo di energia sono in media di circa 45 g. Questo rappresenta meno del 5% delle emissioni corrispondente negli impianti di combustione di combustibili fossili, quindi può essere considerata energia pulita.
I maggiori produttori di energia geotermica al mondo sono gli Stati Uniti, le Filippine e l'Indonesia. Va tenuto presente che l'energia geotermica, sebbene rinnovabile, è un'energia limitata. È limitato, non perché il calore della Terra si esaurirà (tutt'altro), ma può essere estratto in modo praticabile solo in alcune parti del pianeta dove l'attività termica terrestre è più potente. Si tratta di quei "punti caldi" dove più energia può essere estratta per unità di superficie.
Poiché la conoscenza dell'energia geotermica non è molto avanzata, la Geothermal Energy Association stima che venga solo sfruttata attualmente il 6,5% del potenziale mondiale di questa energia.
Risorse energetiche geotermiche
Poiché la crosta terrestre funge da strato isolante, per ottenere l'energia geotermica, la terra deve essere forata con tubi, magma o acqua. Ciò consente l'emissione dell'interno e la sua cattura tramite centrali geotermiche.
Generazione di elettricità geotermica richiede temperature elevate che può provenire solo dalle parti più profonde della terra. Per non disperdere calore durante il trasporto all'impianto devono essere realizzati condotti magmatici, zone termali, circolazione idrotermale, pozzi d'acqua o una loro combinazione.
La quantità di risorse disponibili da questo tipo di energia aumenta con la profondità alla quale viene forato e la vicinanza ai bordi delle lastre. In questi luoghi l'attività geotermica è maggiore, quindi c'è più calore utilizzabile.
Come funziona una centrale geotermica?
Il funzionamento di una centrale geotermica si basa su un'operazione piuttosto complessa in cui funziona un sistema di piante da campo. In altre parole, l'energia viene estratta dall'interno della Terra e trasportata all'impianto dove viene generata l'elettricità.
Campo geotermico
Il campo geotermico in cui lavori corrisponde alla superficie terrestre con un gradiente geotermico superiore al normale. Cioè, un maggiore aumento della temperatura in profondità. Questa zona con un gradiente geotermico più elevato è normalmente dovuta all'esistenza di una falda acquifera confinata con acqua calda e che è immagazzinata e limitata da uno strato impermeabile che conserva tutto il calore e la pressione. Questo è noto come serbatoio geotermico ed è da qui che viene estratto il calore per generare elettricità.
In questi campi geotermici si trovano i pozzi di estrazione del calore geotermico che si collegano alla centrale elettrica. Il vapore viene estratto attraverso una rete di tubazioni e viene condotto all'impianto dove l'energia termica del vapore viene convertita in energia meccanica e successivamente in energia elettrica.
Processo di generazione
Il processo di generazione inizia con l'estrazione della miscela di vapore e acqua dal serbatoio geotermico. Una volta portato all'impianto, il vapore viene separato dall'acqua geotermica mediante apparecchiature chiamato separatore ciclonico. Quando il vapore viene estratto, l'acqua viene nuovamente riportata in superficie al serbatoio per essere riscaldata (quindi è una fonte rinnovabile).
Il vapore estratto viene condotto all'impianto e attiva una turbina il cui rotore ruota approssimativamente 3 giri al minuto, che a sua volta attiva il generatore, dove l'attrito con il campo elettromagnetico trasforma l'energia meccanica in energia elettrica. 13800 volt escono dal generatore che quando trasferiti ai trasformatori, vengono convertiti a 115000 volt. Questa energia viene immessa nelle linee ad alta potenza per essere inviata alle sottostazioni e da lì al resto delle case, fabbriche, scuole e ospedali.
Il vapore geotermico viene ricondensato e reiniettato nel sottosuolo dopo la rotazione della turbina. Questo processo rende l'acqua riscaldata nel serbatoio geotermico e la rende un'estrazione di energia rinnovabile, poiché una volta riscaldata si trasformerà in vapore e farà girare nuovamente la turbina. Per tutto questo, si può dire che l'energia geotermica è un'energia pulita, ciclica, rinnovabile e sostenibile, poiché con la reiniezione si ricarica la risorsa con cui viene generata l'energia. Se l'acqua separata e il vapore condensato non venissero reiniettati nel serbatoio geotermico, non sarebbe considerata un'energia rinnovabile, poiché, una volta esaurita la risorsa, non si potrebbe più estrarre vapore.
Tipi di centrali geotermiche
Esistono tre tipi di centrali geotermiche.
Impianti a vapore secco
Questi pannelli hanno un design più semplice e vecchio. Sono quelli che utilizzano il vapore direttamente ad una temperatura di circa 150 gradi o più per azionare la turbina e generare elettricità.
Piante a vapore flash
Questi impianti funzionano sollevando l'acqua calda ad alta pressione attraverso i pozzi e immettendola in serbatoi a bassa pressione. Quando la pressione si abbassa, parte dell'acqua vaporizza e si separa dal liquido per azionare la turbina. Come nelle altre occasioni, l'acqua liquida in eccesso e il vapore condensato vengono restituiti al serbatoio.
Centrali del ciclo binario
Questi sono i più moderni e possono funzionare a temperature del fluido solo 57 gradi. L'acqua è solo moderatamente calda e viene fatta passare accanto a un altro fluido che ha un punto di ebollizione molto più basso dell'acqua. In questo modo, a contatto con l'acqua, anche ad una temperatura di soli 57 gradi, vaporizza e può essere utilizzata per muovere le turbine.
Con queste informazioni non ci sono sicuramente dubbi sul funzionamento di una centrale geotermica.
Come funziona il riscaldamento termico? Vi diciamo:
