Come viene utilizzata l’energia geotermica?

Di Kris Walker31 Gennaio 2013

L’energia geotermica è il calore ottenuto dal terreno. Questa energia ha origine dal decadimento radioattivo dei minerali e dalla formazione originale del pianeta. L’utilizzo dell’energia geotermica risale agli antichi esseri umani, che si bagnavano in sorgenti calde riscaldate dal calore inerte della Terra sotto le camere magmatiche.

L’energia geotermica viene condotta continuamente sotto forma di calore attraverso il gradiente geotermico, che è la differenza di temperatura tra il nucleo del pianeta e la sua superficie. L’energia geotermica è economica, ecologica, sostenibile e affidabile, ma limitata alle aree dei confini delle placche tettoniche.

I pozzi geotermici emettono gas serra intrappolati all’interno della terra. Tuttavia, queste emissioni sono molto basse per unità di energia rispetto a quelle rilasciate dai combustibili fossili pertanto, l’energia geotermica ha il potenziale per mitigare il riscaldamento globale.

Le centrali geotermiche sono installate in quasi 24 paesi in tutto il mondo e producono circa 10.715 MW di energia. Sebbene le risorse geotermiche della Terra siano disponibili in grandi quantità per soddisfare il nostro fabbisogno energetico, la perforazione e l’esplorazione di risorse profonde possono essere molto costose.

Gli studi dimostrano che il futuro dell’energia geotermica dipende dai sussidi, dai tassi di interesse e dai prezzi dell’energia. Tuttavia, il costo della produzione di energia geotermica è diminuito del 25% negli ultimi due decenni a causa dell’esperienza industriale e della ricerca assistita dal governo.

Sorgenti termali come questa hanno lasciato il posto alla raccolta e alla distribuzione di energia geotermica attraverso centrali elettriche. Crediti immagine: Photos.com

Tipi di centrali geotermiche

Ci sono quattro tipi di centrali geotermiche in commercio che includono i seguenti:

Impianti a vapore secco – Questo impianto utilizza vapore molto caldo e una piccola quantità di acqua dal serbatoio geotermico. Il vapore viene passato direttamente a una turbina attraverso un tubo per ruotare un generatore per la produzione di elettricità. È il più antico tipo di centrale elettrica ed è stato utilizzato per la prima volta a Lardarello, in Italia, nel 1904.

Impianti a vapore Flash-Questo impianto impiega acqua calda ad alta pressione per la produzione di vapore. L’acqua calda pompata nel generatore viene rilasciata dalla pressione del serbatoio. La pressione scende causando acqua per vaporizzare consentendo le turbine a girare che genera elettricità. Sia le centrali a vapore flash che quelle a vapore secco rilasciano piccole quantità di zolfo, ossido nitrico e anidride carbonica, che in confronto è leggermente inferiore rispetto ad altre centrali a combustibile fossile. L’acqua calda che non è vaporizzata viene restituita al serbatoio tramite pozzi di iniezione.

Piante a ciclo binario-Questa pianta utilizza acqua a temperatura moderata dal serbatoio. I fluidi geotermici caldi vengono fatti passare da un lato di uno scambiatore di calore per riscaldare un fluido di lavoro in un tubo separato. Il fluido di lavoro viene quindi vaporizzato e fatto passare tramite una turbina per generare elettricità. Il fluido di lavoro può essere isobutene o altri fluidi organici come pentafluoropropano.

Flash / Binary Combined Cycle-Questo impianto combina tecnologie binarie e flash. L’acqua geotermica viene vaporizzata in vapore a pressione ridotta che viene convertita in elettricità. Il vapore a bassa pressione esce da una turbina di contropressione e viene condensato in un sistema binario.

Una tipica centrale geotermica. Crediti immagine: Photos.com

Vantaggi dell’energia geotermica

I principali vantaggi dell’energia geotermica sono:

• È una fonte di energia rinnovabile non inquinante.
• Le centrali geotermiche forniscono un carico di base costante.
• L’uso diretto dell’energia geotermica può far risparmiare fino all ‘ 80% rispetto ad altri costi del carburante convenzionale.
• Le risorse geotermiche gestite correttamente possono generare energia per lungo tempo.
• Poiché l’energia geotermica è prodotta da risorse interne, riduce la dipendenza dall’energia importata.
• Una piccola quantità di emissioni inquinanti è prodotta dagli impianti geotermici rispetto ad altre centrali tradizionali a combustibile fossile.
• Gli impianti geotermici occupano meno spazio.
• I costi di manutenzione di questi impianti sono poco costosi.
• Durante la produzione, non vi è alcun spreco o generazione di sottoprodotti.

Applicazioni dell’energia geotermica

Alcune delle principali applicazioni dell’energia geotermica includono:

• Generazione di energia: è una tecnologia promettente che ha avuto successo in luoghi che dipendono fortemente dai combustibili fossili importati.
• Processi industriali-Il calore geotermico può essere utilizzato per digerire la carta, la pasta di legno e l’essiccazione del legname.
• Allevamento di gamberi geotermici-La prima fattoria di gamberi geotermicamente riscaldata al mondo è stata sviluppata sulle rive del fiume Waikato. L’azienda riscalda la propria acqua utilizzando scambiatori di calore che utilizzano il calore proveniente dalle acque reflue della centrale. Cascading riduce anche lo scarico di acqua calda nel fiume per evitare danni alla vita acquatica.
• Orticoltura – Le acque geotermiche sono ampiamente utilizzate per riscaldare serre su piccola scala per la produzione di ortaggi, fiori e frutta fuori stagione.
• Teleriscaldamento-I sistemi di teleriscaldamento fanno circolare l’acqua idrotermale dai pozzi geotermici alle singole case e agli edifici attraverso una serie di tubi. Il riscaldamento degli ambienti impiega un pozzo per struttura. I sistemi di teleriscaldamento geotermico hanno il potenziale per risparmiare dal 30% al 50% del costo del riscaldamento a gas naturale.

Fonti e approfondimenti

• Sfruttamento dell’energia geotermica
• Energia geotermica: Altri usi dell’Energia Geotermica
• Vantaggi dell’Energia Geotermica

Scritto da

Kris Walker

Kris ha un BA(hons) in Media & Prestazioni presso l’Università di Salford. Oltre a supervisionare i team editoriali e video, Kris può essere trovato in angoli lontani del mondo catturando la storia dietro la scienza per conto dei nostri clienti. Al di fuori del lavoro, Kris sta finalmente vedendo un ritorno su 25 anni di dolore a sostegno del Manchester City.

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