Energia geotermica: cos’è un impianto geotermico e perché sceglierne uno

Cos’è una fonte d’energia geotermica e da dove proviene questo “calore della terra”?

Andiamo a vedere insieme cos’è questa fonte d’energia rinnovabile e qual’è il potenziale energetico che essa nasconde. Attraverso questa guida andrai a scoprire come viene utilizzata l’energia geotermica e come questa fonte di calore è utilizzata per il risparmio energetico.

Com’è fatto un impianto geotermico e come riesce a catturare energia geotermica dal sottosuolo? Quali sono le tipologie di terreno nei quali si possono installare gli impianti geotermici?

Andremo a vedere insieme anche quanto tempo dura un impianto geotermico, quant’è l’investimento iniziale e perché conviene rispetto ad altri impianti classici di riscaldamento come quello a gas o elettrico.

Infine come viene utilizzata l’energia geotermica in Italia? Quali sono i vantaggi di questa enorme risorsa energetica?

Energia geotermica: cos’è e da dove proviene?

L’energia geotermica è una forma d’energia sprigionata dal calore termico che si trova all’interno della Terra. La geotermia è appunto la scienza che studia lo sfruttamento di questo flusso geotermico.

Come ben sappiamo la Terra è composta da 3 strati: il nucleo, il mantello e la crosta terrestre. L’energia geotermica è appunto un calore naturale rilasciato durante il processo di decadimento nucleare tra elementi radioattivi come uranio, torio e potassio presenti negli strati terrestri più profondi.

La temperatura all’interno del nostro pianeta infatti aumenta con la profondità diventando sempre più elevata secondo un gradiente geotermico di 3°C ogni 100 metri, anche se esistono delle eccezioni dove il calore geotermico arriva ai 9-12°C ogni 100 metri.

Fenomeni naturali come vulcani, geyser, sorgenti termali e soffioni sono le manifestazioni che documentano la presenza di energia geotermica immagazzinata nella crosta terrestre e che fluisce verso l’esterno con l’aiuto di fluidi vettori come acqua e vapore.

I giacimenti d’energia geotermica sono disposti però in questi strati terrestri talmente profondi da rendere difficile lo sfruttamento di questa preziosa forma d’energia.

Ma allora come riesce l’uomo a sfruttare questi flussi caldi d’acqua e vapore e convertire questa energia geotermica in una forma di energia utilizzabile?

Andiamo a vedere come funziona un impianto d’energia geotermica.

Energia geotermica: cos’è e come funziona un impianto geotermico?

Un impianto geotermico sfrutta il calore contenuto nelle rocce che si trovano nello strato del mantello adiacente alla superficie della crosta terrestre, qui il calore arriva propagandosi dalle zone più profonde della Terra.

Per sfruttare l’energia geotermica un impianto ha bisogno di convogliare i potenti getti di vapore acqueo provenienti dalle sorgenti d’acqua del sottosuolo verso apposite turbine adibite alla conversione di energia termica in energia elettrica.

Per giungere in superficie il vapore acqueo ha bisogno di un vettore fluido ovvero l’immissione d’acqua fredda in profondità che una volta riscaldata dal calore termico delle rocce genera un flusso di vapore che restituisce in superficie mantenendo costante il lavoro delle turbine e quindi di produzione elettrica.

Com’è composto un impianto geotermico? Impianto geometrico o sistema geometrico è formato da 3 elementi fondamentali:

• sistema di captazione del calore;
• pompa di calore geotermica;
• sistema d’accumulo e distribuzione del calore.

Il sistema di captazione del calore consiste in un insieme di tubature in polietilene chiamate sonde geotermiche di diametro 32-40 mm inseriti all’interno della perforazione con profondità tra i 50 e 200 metri. In queste tubature vengono inserite delle miscele che devono garantire una buona conducibilità termica e impermeabilità per l’acqua che confluirà al loro interno.

Possono essere di due tipologie: tubature verticali che arrivano a grandi profondità nel terreno oppure orizzontali a 2 metri di profondità. A seconda dell’area geografica e delle condizioni climatiche si decide quale tipologia di tubature utilizzare.

La pompa di calore geotermica è invece il cuore dell’impianto geotermico si tratta di una macchina termica in grado di trasferire il calore da un corpo più freddo ad uno più caldo innalzandone la temperatura. Essa estrae calore da una sorgente a bassa temperatura, con dispendio di energia esterna che può essere appunto di natura elettrica, meccanica o appunto geotermica.

L’ultimo componente in un sistema geotermico è il sistema d’accumulo e distribuzione del calore una sorta di serbatoio per l’accumulo dell’acqua calda, risulta indispensabile per immagazzinare il calore e distribuirlo nell’edificio. Come vedremo più avanti è possibile integrare un impianto geotermico con altri impianti esterni come pannelli solari termici o caldaie, grazie proprio alla presenza di questo serbatoio d’accumulo all’interno del quale l’acqua viene riscaldata.

Energia geotermica: quale terreno va bene per un impianto geotermico?

È importante conoscere le caratteristiche del sottosuolo per capire se il nostro edificio può permettersi una fonte d’energia geotermica. E nel caso contattare degli operatori specializzati in sottosuoli che possono darti consigli riguardo il terreno scelto per l’installazione dell’impianto geotermico.

Gli impianti di climatizzazione con pompe di calore geotermiche anche detti impianti geotermici "a bassa entalpia" sono realizzabili praticamente in ogni zona geografica. In linea di massima è possibile sfruttare l’energia geotermica sia in montagna che in pianura, in città, al mare, in campagna proprio perché la temperatura del sottosuolo è ovunque costante e sfruttabile per tutto l’arco dell’anno. Purché non in presenza di acque sotterranee o altri vincoli idrogeologici.

Va detto inoltre che montare un’impianto geotermico in un edificio già costruito risulta difficoltoso per via dello spazio richiesto dai lavori di trivellazione. È consigliabile infatti installarlo in nuove abitazioni o comunque edifici sottoposti a nuova ristrutturazione.

Energia geotermica: quanto dura un impianto geotermico?

A differenza degli altri impianti convenzionali, per quello geotermico non può essere fatta una stima sulla durata totale dell’impianto, quanto piuttosto un calcolo sui singoli componenti. Si può stimare un tempo di circa 15-20 anni per la pompa di calore geotermica mentre per le sonde geotermiche si può stimare una durata di 80-100 anni. Per quanto riguarda i pannelli radianti invece una durata che va tra i 20 e i 30 anni. Per tutti gli anni di funzionamento dell’impianto, non vi è pressoché alcuna necessità di manutenzione.

Energia geotermica: quali sono i vantaggi di avere un impianto Geotermico?

• Un impianto geotermico ha il grande vantaggio rispetto i tradizionali impianti a gas ed elettrici come caldaie e condizionatori, di svolgere una doppia funzionalità: riscaldare l’ambiente domestico d’inverno e renderlo fresco d’estate, grazie ad una tecnologia rispettosa dell’ambiente e vantaggiosa dal punto di vista economico eliminando i costi elettrici estivi.
• È un energia termica gratuita (eccettuato il consumo elettrico per il funzionamento della pompa di calore) è sempre disponibile e assicura un funzionamento 365 giorni l’anno del tutto indipendente dall’alternarsi del giorno e della notte.
• I costi del funzionamento di un impianto geotermico sono inferiori di circa il 60% rispetto a un sistema di riscaldamento con caldaia a gas.
• Ha un ridotto impatto ambientale, infatti le centrali geotermiche non sono dannose all’ambiente, nessuna produzione di CO2 nell’aria perché non avviene nessuna combustione nella produzione di energia.
• La pompa di calore geotermica è una macchina estremamente silenziosa.
• Gli impianti geotermici, infine, si prestano bene all’integrazione con altri generatori di calore ad alta efficienza. Molto interessante, ad esempio, risulta l’abbinamento con impianti solari termici oppure con caldaie a condensazione, in regime "bivalente".

Energia geotermica: quanto costa un impianto geotermico?

I costi di installazione di un impianto geotermico a pompa di calore sono un po’ variabili perché dipendono ovviamente dalle dimensioni dell’edificio in questione e dalla natura del terreno.

Volendo fare un esempio tipico di una villetta singola di circa 150 mq, costruita con moderne concezioni e nel rispetto delle normative, costa indicativamente 20.000 €, ai quali però bisogna aggiungere i costi di elettricità per la sua alimentazione. Ad ogni modo consente un risparmio economico annuo rispetto ad un sistema tradizionale (caldaia a metano e condizionatore split) di circa il 50% e di circa il 70/80% rispetto ad un impianto a caldaia alimentata a gpl o a gasolio.

Il costo proporzionalmente diminuisce molto se ragioniamo di una plurifamiliare o di un piccolo condominio. In questo caso un impianto geotermico centralizzato costa già meno rispetto uno tradizionale.

Al costo economico dell’impianto vanno però sottratti tutti i costi relativi al riscaldamento dell’acqua, dell’aria, per non parlare del risparmio energetico dei condizionatori estivi.

Al costo iniziale vanno inoltre sottratti gli incentivi statali, impossibili da quantificare con una cifra univoca perché variano in maniera frequente. Al momento sono presenti le detrazioni per il 65% sulla dichiarazione dei redditi, ma si sa che questi incentivi cambiano di anno in anno. Infine un impianto geotermico non ha bisogno di particolari manutenzioni infatti una volta installato può non essere più toccato, e lo si manovra con sistemi di interfaccia semplici, molto simili ai normali termostati dei termosifoni.

Energia geotermica: come è stata utilizzata in Italia?

Il primo impianto di energia geotermica del mondo fu costruito proprio in Italia nel 1827 per opera di Piero Ginoro Conti. Il principe toscano fu il primo a sfruttare l’energia geotermica costruendo il primo generatore geotermico a Lardello in Toscana, preludio delle vere e proprie centrali geotermiche.

L’Italia infatti è il paese geo termicamente più caldo di tutta l’Europa come testimoniato dalla presenza dei numerosi vulcani, geyser e sorgenti termali. In effetti la penisola Italiana è caratterizzata da almeno quattro grandi aree di energia geotermica:

• Toscana: è la prima con le sue aree geotermiche che si estendono fino alla caldera di Bolsena;
• Campania: con i famosi Campi Flegrei;
• Tirreno Meridionale;
• Canale di Sicilia: nell’area del vulcano sommerso Empedocle e di Lampedusa.

L’Italia quindi è un paese geo termicamente caldo ed ha un potenziale talmente vasto da poter giustificare l’investimento tecnologico per questa risorsa energetica. In ballo c’è una fonte d’energia geotermica praticamente inesauribile che potrebbe fruttare l’indipendenza energetica della nazione.

Energia geotermica: conclusione

L’ energia geotermica per il riscaldamento domestico è quindi un ottima soluzione ricca di vantaggi, economica ed eco-sostenibile. Ottimo suggerimento per le famiglie che si trovano alle prese con l’aumento delle tariffe del metano e degli altri combustibili fossili.

L’ energia geotermica è una valida alternativa ai sistemi tradizionali sia per le case nuove che per fabbricati già esistenti.