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Tecnologia
All’inizio della curva di apprendimento
Benché sperimentata dal lontano 1970 et con alcuni impianti pilota già in esercizio da alcuni anni, la tecnologia della geotermia petrotermale è ancora alle prime armi. Attualmente, per poter produrre energia elettrica in modo redditizio con la geotermia, sono necessarie temperature superiori a 120°C. Le trivellazioni devono quindi penetrare ancora più profondamente nella Terra. Tuttavia, a grandi profondità la roccia diventa anche più compatta e meno permeabile. Per fare in modo che la roccia cristallina funzioni come un «impianto di riscaldamento», bisogna fratturarla. Ecco come si procede: con un pozzo profondo, dell’acqua viene infiltrata nel sottosuolo con pressioni elevate. Quest’acqua crea nuove fessure nella roccia e allarga quelle già presenti. Questo procedimento può provocare delle scosse telluriche. In seno al massiccio roccioso viene a crearsi una densa rete di fessure in connessione, che rappresentano un vero e proprio scambiatore di calore. Si realizza allora un secondo pozzo che attraversa la zona di fessure.
Una volta creato questo scambiatore di calore, dell’acqua fredda viene pompata nel sottosuolo attraverso il pozzo d’infiltrazione. Quest’acqua circola attraverso la rete di fessure, riscaldandosi. Con il secondo pozzo profondo, l’acqua calda viene pompata verso la superficie, dove trasmette l’energia termica, per mezzo di uno scambiatore di calore, ad un circuito secondario. Il fluido di questo circuito, che ha una temperatura d’evaporazione nettamente inferiore a quella dell’acqua, é trasformato in vapore che alimenta una turbina per la produzione di energia elettrica. Affinché questo ciclo possa funzionare in continuo, bisogna raffreddare il fluido del circuito secondario. Il calore residuo, disponibile in grandi quantità, può essere utilizzato per alimentare una rete di teleriscaldamento. Dopo l’utilizzo, l’acqua raffreddata viene nuovamente pompata in profondità, dove si riscalda nuovamente al contatto con la roccia rovente. Si tratta quindi di un ciclo chiuso.
La geotermia petrotermale è all’inizio della curva di apprendimento. Per poter produrre quantità sufficienti d’acqua bollente, bisogna disporre di un volume di roccia profonda fratturata di circa 2.5 kilometri cubi. La sfida tecnica consiste nel creare uno scambiatore di calore funzionante senza provocare terremoti percettibili. In Svizzera, sono in corso intense ricerche per raggiungere questo scopo, ad esempio nel centro di competenza creato appositamente presso l’ETH di Zurigo.
Tecnologie della geotermia sulla curva di apprendimento
Geotermia profonda petrotermale
1a – Pozzo di produzione
1b – Pozzo d’infiltrazione
1c – Serbataio stimolato
2 – Scambiatore di calore
3 – Centrale di riscaldamento geotermico
4 – Centrale di produzione d’elettricità (turbina, generatrice, raffreddamento)
5 – Immissione in rete di energia elettrica
6 – Rete di teleriscaldamento
7 – Serre ortofrutticole
8 – Industria
9 – Case monofamiliari
10 – Edifici