Tutto quello che c'è da sapere sull'energia geotermica

Centrale geotermica

Il mondo delle energie rinnovabili sta diventando sempre più vuoto nei mercati internazionali a causa della sua elevata competitività e sempre più efficienza. Esistono diversi tipi di energie rinnovabili (come credo tutti sappiamo) ma è vero che all'interno delle energie rinnovabili ne troviamo alcune più "famose", come l'energia solare ed eolica, ed altre meno conosciute come energia geotermica e biomassa.

In questo post parlerò di tutto ciò che riguarda l'energia geotermica. Da cos'è, come funziona e suoi vantaggi e svantaggi nel mondo delle energie rinnovabili.

Cos'è l'energia geotermica?

L'energia geotermica è un tipo di energia rinnovabile su cui si basa nell'uso del calore che esiste nel sottosuolo del nostro pianeta. Cioè, usa il calore degli strati interni della Terra e con esso genera energia. Le energie rinnovabili utilizzano normalmente elementi esterni come acqua, aria e luce solare. Tuttavia, l’energia geotermica lo è l'unico che sfugge a questa norma esterna.

Come viene estratta l'energia geotermica

Fonte: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name

Vedi, c'è un gradiente di temperatura nel profondo del terreno su cui calpestiamo. Cioè, la temperatura della Terra aumenterà man mano che scendiamo e ci avviciniamo al centro della Terra. È vero che i sondaggi più profondi che l'uomo è stato in grado di raggiungere non superano i 12 km di profondità, ma sappiamo che il gradiente termico aumenta la temperatura del terreno tra 2 ° C e 4 ° C per ogni 100 metri che scendiamo. Ci sono varie aree del pianeta in cui questo gradiente è molto maggiore ed è dovuto al fatto che la crosta terrestre è più sottile in quel punto. Pertanto, gli strati più interni della Terra (come il mantello, che è più caldo) sono più vicini alla superficie terrestre e forniscono più calore.

Bene, detto questo sembra fantastico, ma dove e come viene estratta l'energia geotermica?

Bacini geotermici

Come ho accennato prima, ci sono aree del pianeta in cui il gradiente termico in profondità è più pronunciato rispetto al resto dei luoghi. Ciò fa sì che l'efficienza energetica e la generazione di energia attraverso il calore interno della Terra siano molto più elevate.

Di solito, potenziale di produzione di energia geotermica è molto inferiore al potenziale dell'energia solare (60 mW / m² per il geotermico rispetto a 340 mW / m² per il solare). Tuttavia, nei luoghi citati dove il gradiente termico è maggiore, chiamati serbatoi geotermici, il potenziale di produzione di energia è molto più alto (raggiunge i 200 mW / m²). Questo alto potenziale di produzione di energia crea un accumulo di calore nelle falde acquifere che può essere sfruttato industrialmente.

Per estrarre energia dai serbatoi geotermici, è prima necessario condurre uno studio di mercato praticabile poiché il costo della perforazione cresce enormemente con la profondità. Cioè, mentre approfondiamo il lo sforzo per estrarre calore in superficie è aumentato.

Tra le tipologie di depositi geologici ne troviamo tre: acqua calda, secca e geyser

Serbatoi dell'acqua calda

Esistono due tipi di serbatoi di acqua calda: quelli di sorgente e sotterranei. Le prime possono essere utilizzate come terme, mescolandole un po 'con acqua fredda per potervi bagnare, ma ha il problema delle basse portate.

D'altra parte, abbiamo falde acquifere sotterranee che sono serbatoi di acque che si trovano a temperature molto elevate ea bassa profondità. Questo tipo di acqua può essere utilizzato per poter estrarre il suo calore interno. Possiamo far circolare l'acqua calda tramite pompe per sfruttare il suo calore.

Sorgenti termali - Serbatoio dell'acqua calda

Come viene effettuato lo sfruttamento dei serbatoi di acqua calda? Per poter sfruttare l'energia dell'acqua termale, lo sfruttamento deve essere fatto con un numero pari di pozzi, in modo tale che per ogni due pozzi si ottenga acqua termale e questa venga restituita per iniezione alla falda dopo aver raffreddato. Questo tipo di sfruttamento è caratterizzato po una durata quasi infinita nel tempo poiché le probabilità di esaurimento del serbatoio termico sono pressoché nulle, poiché l'acqua viene reimmessa nella falda acquifera. L'acqua mantiene un flusso costante e la quantità di acqua non cambia, quindi non esauriamo l'acqua esistente nella falda acquifera, ma usiamo il suo potere calorifico per il riscaldamento e altro. Ha anche un grande vantaggio in quanto vediamo che non c'è alcun tipo di contaminazione poiché il circuito dell'acqua chiuso non consente alcuna perdita.

A seconda della temperatura alla quale troviamo l'acqua nel serbatoio, l'energia geotermica estratta avrà diverse funzioni:

Acqua termale ad alte temperature

Troviamo acque con temperature di fino a 400 ° C e il vapore viene prodotto sulla superficie. Per mezzo di una turbina e di un alternatore, l'energia elettrica può essere generata e distribuita alle città attraverso le reti.

Acqua termale a temperature medie

Quest'acqua termale si trova nelle falde acquifere a temperatura più bassa, che, al massimo raggiungono i 150 ° C. Ecco perché la conversione del vapore acqueo in energia elettrica avviene con una minore efficienza e deve essere sfruttata per mezzo di un fluido volatile.

Acqua termale a basse temperature

Questi depositi hanno acqua a circa 70 ° C quindi il suo calore proviene esclusivamente dal gradiente geotermico.

Acqua termale a bassissima temperatura

Troviamo acque le cui temperature portata massima 50 ° C. L'energia geotermica che si può ottenere attraverso questo tipo di acqua ci aiuta a coprire alcune esigenze domestiche come il riscaldamento domestico.

Energia geotermica

Campi asciutti

I serbatoi asciutti sono aree in cui la roccia è secca e molto calda. In questo tipo di depositi non ci sono fluidi che trasportano energia geotermica o qualsiasi tipo di materiale permeabile. Sono gli specialisti che introducono questi tipi di fattori per poter trasmettere il calore. Questi depositi hanno una resa inferiore e un costo di produzione più elevato.

Come estraiamo l'energia geotermica da questi campi? Per avere una prestazione adeguata e ottenere un vantaggio economico, è necessaria un'area interrata che non sia troppo profonda (poiché i costi di esercizio aumentano notevolmente all'aumentare della profondità) e che abbia materiali asciutti o pietre ma a temperature molto elevate. La terra viene perforata per raggiungere questi materiali e l'acqua viene iniettata nella perforazione. Quando quell'acqua viene iniettata, viene praticato un altro foro attraverso il quale rimuoviamo l'acqua calda per utilizzare la sua energia.

Lo svantaggio di questo tipo di serbatoio è che la tecnologia ei materiali per svolgere questa pratica ancora sono economicamente impraticabili, quindi si sta lavorando per il suo sviluppo e miglioramento.

Depositi di geyser

I geyser sono sorgenti termali che emanano naturalmente pennacchi di vapore e acqua calda. Ce ne sono pochissimi sul pianeta. A causa della loro sensibilità, i geyser si trovano negli ambienti in cui il loro rispetto e la loro cura devono essere elevati per non deteriorare le loro prestazioni.

Geyser. Energia geotermica

Per estrarre il calore dai serbatoi dei geyser, il suo calore deve essere direttamente imbrigliato per mezzo di turbine per ottenere energia meccanica. Il problema con questo tipo di estrazione è quello la reiniezione dell'acqua già a bassa temperatura fa raffreddare i magmi e li fa esaurire. È stato anche analizzato che l'iniezione di acqua fredda e il raffreddamento dei magmi producono piccoli ma frequenti terremoti.

Usi dell'energia geotermica

Abbiamo visto le tipologie di giacimento per l'estrazione di energia geotermica, ma non abbiamo ancora analizzato gli usi che possono essere loro dati. Oggi l'energia geotermica può essere sfruttata in molti aspetti della nostra vita quotidiana. Può essere utilizzato per riscaldare e creare le giuste condizioni nelle serre e fornire riscaldamento ad abitazioni e centri commerciali.

Può essere utilizzato anche per il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria. In generale si usa l'energia geotermica terme, riscaldamento e acqua calda, produzione di energia elettrica, per l'estrazione di minerali e in agricoltura e acquacoltura.

Vantaggi dell'energia geotermica

  • La prima cosa che dobbiamo evidenziare riguardo ai vantaggi dell'energia geotermica è che è un tipo di energia rinnovabile quindi è considerata energia pulita. Il suo sfruttamento e utilizzo dell'energia non genera emissioni di gas serra e quindi non danneggia lo strato di ozono né contribuisce ad aumentare gli effetti del cambiamento climatico.
  • produce rifiuti.
  • I costi di produzione di energia elettrica da questo tipo di energia sono molto economici. Sono più economici che nelle centrali a carbone o nelle centrali nucleari.
  • Si ritiene che la quantità di energia geotermica che può essere generata nel mondo sia maggiore di tutto il petrolio, il gas naturale, l'uranio e il carbone messi insieme.

Estrazione di energia geotermica

Svantaggi dell'energia geotermica

Infine, poiché non tutto è bello, dobbiamo analizzare gli svantaggi dell'utilizzo dell'energia geotermica.

  • Uno dei grandi svantaggi è che ha ancora poco sviluppo tecnologico. Infatti oggi Non viene quasi menzionato quando sono elencate le energie rinnovabili.
  • Ci sono rischi durante il suo sfruttamento di possibili perdite di acido solfidrico e arsenico, che sono sostanze inquinanti.
  • La limitazione territoriale significa che le centrali geotermiche devono essere installate solo in zone dove il calore del sottosuolo è molto elevato. Inoltre l'energia prodotta deve essere consumata nel territorio dove viene estratta, Non può essere trasportato in luoghi molto remoti poiché l'efficienza andrebbe persa.
  • Le strutture delle centrali geotermiche causano grandi dimensioni impatti sul paesaggio.
  • L'energia geotermica non è di per sé un'energia inesauribile poiché il calore della Terra si sta esaurendo.
  • In alcune zone in cui viene estratta questa energia, si verificano piccoli terremoti a seguito dell'iniezione di acqua.

Come puoi vedere, la geotermia, nonostante non sia così conosciuta, ha molte funzioni e una miriade di caratteristiche da tenere in considerazione per il futuro dell'energia.

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