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Nuovo
appuntamento del ciclo di appuntamenti
organizzati dal Circolo Culturale
"L'Agorà" in collaborazione con la Biblioteca
Comunale “Pietro De Nava” di Reggio Calabria
ed i laboratori di ricerca Mnemos, centro studi
“Gioacchino e Napoleone” e Centro Studi italo-ungherese
“Árpàd”. |
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L'argomento
geotermico è ora di notevole interesse, sia per il
pubblico che per il privato.
L’intento di queste
“brevi note” è quello di spiegare in modo semplice
l’utilità dell’energia geotermica dal punto di vista
economico, chiarendo che comunque essa da sola non
risolve la problematica dei costi energetici, dato che
finora è quasi assoluta la dipendenza nostra dal
petrolio e gas importato .
Ad
oggi, è stato molto esiguo il contributo delle
energie alternative: fotovoltaico solare , eolico ,
geotermico in Italia, quindi è’
opportuno, a nostro
avviso , far conoscere alla popolazione i potenziali
vantaggi di una“energia termica“ pulita che attraverso
l’utilizzo del calore superficiale del sottosuolo
terrestre (che è sprecato in toto specie nelle nostre
località dove è intensa la radiazione solare durante
tutto l’anno), non viene affatto utilizzato per
riscaldare gli ambienti domestici durante l’inverno e
per raffreddarli d’estate, sebbene la spesa da
sostenere sia sempre la stessa.
In questa
situazione è importante dire che il tipo di energia da
“catturare” nel sottosuolo (entalpia) è l’espressione
del calore contenuto, sia nei gas sia nei fluidi;
In profondità, l’aumento della
temperatura medio è di 2,5 – 3° C ogni 100 metri di
( gradiente geotermico medio) .
Secondo Massimiliano
Vigolo del Politecnico di Milano, c’è una
corrispondenza tra il calore del suolo nei primi meri
sotto la superficie e la temperatura media dell‘aria
esterna durante l’anno che è di 15° C .
Basta allora aggiungere ogni
100 metri di profondità 3° circa ai 15 di base
per rendersi conto della variazione termica : 1000
metri = 45°C all’incirca .
Le risorse di geotermia sono
suddivise in: bassa, media ed alta entalpia a
seconda del grado di temperatura.
La classificazione che
interessa è quella della destinazione dell’uso del
calore prelevato nel sottosuolo : per produzione di
energia elettrica e per uso diretto (uso non
elettrico - riscaldamento
civile, riscaldamento per serre, teleriscaldamento,
acquicoltura, processi industriali, piscine e terme,
pompe di calore geotermiche)
.
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Dal punto di vista economico, occorre dire che il costo
iniziale per effettuare il ciclo dell’energia geotermica
è abbastanza alto e questo può scoraggiare forse
investimenti pubblici o privati in tal senso, comunque
un contributo che si può dare alla risoluzione di questo
problema è quello di far comprendere che : |
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a-
Si ha un basso
inquinamento atmosferico
b-
“ basso inquinamento
delle acque superficiali e sotterranee
c-
“ bassa subsidenza
d-
“ basso
inquinamento acustico
e-
“ basso danno
all’ambiente culturale o archeologico
f-
“ basso
inquinamento chimico o termico.
Le risorse termiche in funzione della temperatura sono
classificate in base alla temperatura °C, secondo Muffler e Cataldi (1978) in:
bassa entalpia < 90°
a-
media entalpia tra 90
e 150°
b- alta entalpia >
150° ( Non esiste ancora una terminologia standard
adottata in campo internazionale da scienziati . )
Una classifica diversa è eseguita in funzione del calore che si
preleva nel sottosuolo :
a-
per produzione di corrente
elettrica ,
b-
per uso diretto (uso non
elettrico) .
Per la produzione di energia elettrica, l’impianto richiede una
temperatura di almeno 150° .
Per un uso diretto, bassa entalpia: domestico , agricolo ,
coltivazione in serra, ecc. si diffondono le pompe di
calore “ geotermiche”.
Nei terreni si possono effettuare pozzi in sottosuolo con
installazione di apparecchi particolari, scambiatori di
calore , collegati alla superficie con una tubazione di
andata e ritorno . L’acqua che percorre la tubazione
torna in superficie ad una temperatura maggiore di
quella di discesa .
In tale situazione non si disturba l’assetto idrogeologico e non
si scaricano le acque estratte .
Si possono altresì interrare delle tubazioni ad una profondità di
1,5 - 3 m per non risentire molto delle variazioni di
temperatura dell’aria esterna e mantenere i benefici
del calore accumulato all’esterno .
In questo caso è necessaria una estensione di terreno pari a 2- 3
volte superiore alla superficie dei locali da
riscaldare 3- 3,5 volte per riscaldamento o
raffrescamento .
Di solito questa è la soluzione più economica .
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Secondo la tabella di Massimiliano Vigolo relativa ai costi per la
realizzazione di sonde geotermiche verticali ed
all’installazione di pompe di calore occorre un
tempo piuttosto lungo per ammortizzare i costi
d’investimento con i costi di risparmio
(bolletta) .
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Dimensione mq utili |
Potenza
Assorbita Kw |
Lunghezza
Pozzo geot |
Costo pozzo
geoterm |
Costo centrale termica |
Costo totale
impianto |
E/kw |
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80/100 |
1,2 |
Ml 80 |
4900 |
6900 |
11800 |
2458 |
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90/100 |
1,7 |
Ml100 |
5200 |
7450 |
12560 |
1860 |
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110/130 |
2 |
Ml 125 |
6400 |
8100 |
14500 |
1726 |
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130/160 |
3,2 |
Ml 160 |
8000 |
9700 |
17700 |
1416 |
|
170/200 |
3,7 |
Ml 220 |
10800 |
11000 |
21800 |
1444 |
|
200/250 |
4,5 |
Ml 270 |
12900 |
12600 |
25500 |
1378 |
|
250/300 |
5,5 |
Ml 300 |
13800 |
14300 |
28100 |
1222 |
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In
conclusione , visti i costi (teorici)
dell’impianto geotermico che in apparenza sono
dispendiosi vi è una certa cautela a non far
partire le ricerche sulle condizioni generali
nel territorio .
Infatti:
a- i
costi d’investimento sono all’incirca di 20.000
euro all’impianto, tuttavia il mercato
geotermico non è incentivato da noi , come del
resto le energie rinnovabili, eolico,
fotovoltaico, idrogeologico,
risorse comunque a bassa temperatura in
Italia < 40 °, sono a portata di tutti .
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b- Le
pompe di calore per riscaldare le case
esistono fin dagli anni 50, quindi oramai sono
tecnicamente collaudate.
c- Nel
caso di ristrutturazioni di ville o appartamenti
condominiali è consigliabile procedere a studi
sul calore geotermico, per valutare nel tempo i
benefici di tali tecniche.
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d- Comunque
è da dire che la sicurezza in tal caso è
talmente garantita sia dal punto di vista di
fughe di ossido di carbonio, sia dal punto di
vista di esplosioni caldaie ecc. non
esistenti.
Secondo il rapporto della
“Società Italiana di Fisica – Sif“ (aprile 2008)
la situazione in Italia per ciò che attiene la
geotermia in sintesi , è la seguente :
L’Italia per capacità
geotermica è la quarta nazione al mondo
(795 MV equivalente a 6,96 TW per anno)
; gli studiosi comunque stimano che in Italia
si potrebbe avere potenzialmente il maggiore
potenziale di geotermia per abitante al mondo
.
Per quanta la produzione di
energia elettrica nazionale è intorno a 5-6
TW annui , in relazione ai campi geotermici
già conosciuti (Larderello–Toscana).
Una stima di produzione
potrebbe essere l’incremento annuo da 6-7 TW
annui con il contributo decisivo
dell’installazione degli impianti geotermici a
bassa entalpia per il riscaldamento o
condizionamento degli edifici pubblici o privati
.
Nel cuore della terra vi
sono le reazioni al suo nucleo che producono
questo tipo di energia .
In media il flusso della
stessa energia geotermica per metro quadrato è
di 0,057 W .
La potenzialità geotermica è
di 30 TW ; considerando le terre emerse 30
% circa , nel globo abbiamo una potenza di 9 TW
.
Si potrebbero trivellare dei
pozzi fuori dalle coste, laddove lo spessore
della crosta terrestre si riduce a causa
dell’attrito tra le zolle tettoniche; in tal
caso il flusso di energia potrebbe aumentare
potenzialmente di circa dieci volte, rispetto al
valore medio calcolato (anomalie geotermiche) .
É
interessante dire che dal punto di vista
tecnologico si ricorre alla tecnologia HDR
“hot dray rock” (strati di rocce calde secche)
che si possono bagnare con acqua che si
trasforma in vapore.
In sintesi questa tecnologia
consiste nella realizzazione di un tubo di
mandata che invia l’acqua verso le rocce calde e
uno di ritorno in cui sale il vapore caldo .
Detto sistema comunque
presenta degli inconvenienti tecnici , quali :
l’occlusione nel circuito idraulico a causa
dei detriti di moto nei fluidi , oppure
perdite di calore dovute alle fessure che si
aprono negli strati rocciosi e che possono
causare delle perdite di carico termico .
I giacimenti termali
comunque rappresentano la migliore soluzione
per lo sfruttamento dell’energia elettrica .
L’ENEL ricava corrente dallo
sfruttamento dei giacimenti termali di
Larderello per 1,5% (5,5 TW anno), con
l’obiettivo di salire a 2- 2,5 % nel medio
periodo .
L’analisi per il futuro
delle risorse geotermiche è un problema di costi
d’investimento e di sovvenzioni pubbliche,
considerando che l’energia da fruire è
completamente gratuita e non produce effetti
negativi e dal punto di vista ambientale,
assenza di emissioni di CO2
e dal punto di vista della sicurezza.
Tenuto infine conto delle
caratteristiche geologiche del suolo italiano e
calabrese , con una elevata
capacità di conduzione termica (insolazione
estiva) sono molto favorevoli le condizioni
per realizzare gli impianti sia a bassa
entalpia, sia ad alta entalpia .
In conclusione non si può
non parlare del disastro Fukushima (11.03.2011)
anche a livello psicologico che ha profondamente
scosso il mondo .
(Nature
testo originale: ”The Fukushima disaster has
shaken public confidence worldwide in the safety
of nuclear power stations”)
All’ “indomani”,
15 marzo c.a. l’Unione europea ha deciso di
applicare i test di stress (volontari) per i
reattori nucleari , per vedere come si
comportano le centrali nucleari durante i
terremoti o tsunami ecc.
La Svizzera , membro
associato alla UE , ha sospeso i piani per
costruire tre nuovi reattori e sta effettuando i
test di sicurezza per i suoi cinque reattori
esistenti.
Si informa quindi della situazione
generale per i paesi sviluppati.
La Germania che ha 17
reattori ha “spento” quelli più vecchi 7 .
Una moratoria è stata
studiata a 3 mesi per considerare la durata
dei reattori nucleari.
La Gran
Bretagna e la
Francia
rispettivamente con 19 e quattro da pianificare; e
58 e due da progettare hanno programmato studi
di sicurezza ma non hanno intenzione di
rallentare i piani di costruzione .
La Russia farà i test di
sicurezza sulle 32 centrali nucleari esistenti,
ma continuerà nella costruzione dei 14 reattori
11 in costruzione e 3 in programma .
Italia,
Polonia, e Repubblica Ceca intendono realizzare
i loro piani nucleari nel tempo .
La Cina si è dimostrata
sensibile al problema, il 17 marzo ha annunciato
di sospendere temporaneamente il lavoro in 26
reattori nucleari in costruzione, di controllare
in sicurezza i 13 reattori operativi e di
riconsiderare la costruzione di 60 reattori nel
tempo .
In India si adotteranno i
sistemi di sicurezza in 20 reattori e di
aggiungere altri 23 .
La Turchia costruirà i primi
quattro reattori in località Mersin (costa
orientale mediterraneo).
Il Cile ha firmato accordi
con Francia e Stati Uniti per formare ingegneri
nucleari .
Il 17 marzo il presidente
americano B. Obama ha ordinato una revisione
globale di sicurezza di tutti gli impianti
negli Stati Uniti .
Nel
sistema internazionale SI il Watt
esprime la misura di potenza (1
J/s) 10 ° W = 1 W . I multipli
sono: chilowatt ( Kw) : 103
W =1000 W ; megawatt ( MW) :
106 W = 1000 000 W ;
gigawatt(GW) :109 W = 1000
000 000 W ; 10 12
terawatt ( TW) : 1012 W
= 1 000 000 000 000 W .
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