L'energia geotermica

Il principio su cui si fonda l’energia geotermica consiste nello sfruttare il calore della Terra.

Come può facilmente avvertire chi visita delle grotte naturali, scendendo in profondità, la temperatura aumenta: mediamente, ogni 100 metri la temperatura cresce di circa 3 oC.

Inoltre, a causa di fenomeni di tipo vulcanico, in certe zone del pianeta questa differenza tra il livello del suolo e gli strati inferiori è anche maggiore: l’Islanda, Geyser

per esempio, essendo ricca di geyser, soddisfa i suoi bisogni energetici grazie a questa risorsa. I getti di vapore che fuoriescono dal sottosuolo:

-    vengono imbrigliati per far muovere delle turbine a vapore che, a loro volta, generano energia elettrica;

-    vengono impiegati per il riscaldamento e le coltivazioni in serra. Per favorire e mantenere costante il flusso di vapore acqueo dal sottosuolo, si pompa acqua fredda in profondità: quando giunge a contatto con il calore, l’acqua fredda genera altro vapore, utile per produrre energia senza interruzioni.

È possibile sfruttare la geotermia per riscaldare o rinfrescare gli edifici con le pompe di calore geotermiche, che funzionano utilizzando la differenza di temperatura esistente tra la superficie e il sottosuolo.

Se facciamo uno scavo tra i 5 e i 10 metri di profondità, troviamo una temperatura oscillante tra i 10 e i 15 oC, che rappresenta la media delle temperature di ogni anno: ciò significa che d’inverno la temperatura del sottosuolo è più alta, mentre d’estate è più fresca.

La pompa di calore geotermica è collegata a un sistema di tubazioni in cui scorre un liquido; in questo modo:

-    quando in casa la temperatura è inferiore ai 10-15 oC, le tubazioni a contatto con il sottosuolo attingono calore che viene trasmesso all’edificio;

-    quando la temperatura è più calda, il sistema raccoglie il calore estratto dall’edificio e lo immette nel sottosuolo.

Geyser.

Le biomasse sono le parti biodegradabili degli scarti di lavorazione delle attività agricole, della silvicoltura e dei rifiuti industriali e urbani. Ricavare energia dalle biomasse permette di eliminare, attraverso la combustione, questo tipo di scarti e di produrre allo stesso tempo energia elettrica. Le biomasse vengono bruciate in un forno e il vapore, che deriva dalla combustione, mette in moto una turbina collegata a un alternatore. L’alternatore produce la corrente elettrica.

È un tipo di energia pulita poiché la combustione rilascia nell’atmosfera il carbonio assimilato dai vegetali durante la loro crescita e una quantità inferiore di azoto e zolfo di quella liberata dai combustibili fossili.

I vantaggi delle biomasse sono di due tipi:

1.    per produrre biomasse vengono piantati nuovi alberi in zone desertiche, migliorando la qualità dell’aria;

2.    se gli scarti di lavorazione del legno e di altre attività di trasformazione sono destinati alle centrali a biomasse si evita di riempire le discariche e si risparmiano le spese per l’incenerimento.

Le biomasse sono composte da materiali che non hanno un impatto negativo sull’ambiente, chiamati materiali ecocompatibili: essi vengono ridotti in piccoli pezzi e fatti asciugare per far crescere la loro capacità di produrre energia.

Quando si bruciano le biomasse si produce CO2, il principale responsabile dell’effetto serra. Tuttavia la stessa quantità di CO2 viene prelevata dall’atmosfera durante la crescita delle piante usate per produrre le biomasse. Fino a quando le biomasse bruciate verranno sostituite con nuove piante, l’emissione in atmosfera di CO2 sarà uguale a zero. Purtroppo si verificano casi in cui si disboscano foreste per piantare colture che sono più redditizie per essere ridotte in biomassa. In questa circostanza, il danno diventa doppio: oltre all’emissione di CO2 si contribuisce a cancellare ambienti fino a quel momento incontaminati.

Le maree sono movimenti di innalzamento e abbassamento del livello del mare, dovuti all’attrazione gravitazionale della Luna. Si può usare questo salto d’acqua per produrre energia elettrica.

Fin dagli anni Sessanta del secolo scorso esiste sulla costa atlantica francese, vicino a Saint-Malo, un impianto che ha questa funzione: produce una notevole quantità di energia, ma ha anche un forte impatto ambientale.

Infatti la centrale funziona grazie a una barriera di cemento, simile a una diga, che viene scavalcata dall’acqua quando la marea si alza: l’acqua, in fase di caduta, aziona il moto di alcune turbine che trasformano l’energia dell’acqua in energia elettrica. Una soluzione che ha meno ripercussioni sull’ambiente è quella delle turbine, che sfruttano le correnti sottomarine. Le turbine sono posate a profondità variabile a seconda della diversa forza delle correnti. Non tutti i luoghi sono adatti per l’installazione delle turbine, ma uno studio dell’Unione Europea ha già individuato un centinaio di siti dove si potrebbero costruire questi impianti con buoni risultati. In Italia le maree possono essere sfruttate per produrre energia soprattutto nello Stretto di Messina. Dal 2006, al largo della città di Messina, funziona un impianto a turbina: si chiama Kobold (dal nome di un folletto buono della mitologia nordica) e produce energia elettrica per più di 150 chilowatt. È una piattaforma galleggiante, ancorata al fondo marino, con una turbina ad asse verticale dotata di tre pale immerse nell’acqua, che l’azienda costruttrice sta realizzando e installando anche all’estero. Negli ultimi anni, tentativi di sfruttamento delle maree, delle correnti sottomarine e del moto ondoso si stanno diffondendo soprattutto in Scozia e in Portogallo, dove si possono utilizzare i movimenti oceanici.

L’energia idroelettrica deriva dallo sfruttamento dell’energia prodotta da masse d’acqua in movimento (cascate, torrenti). Le precipitazioni nevose e piovose sulle montagne arricchiscono le riserve d’acqua, che scendono a valle per la forza di gravità.

L’energia cinetica del flusso d’acqua, dovuta al salto che compie, viene trasformata nelle centrali idroelettriche in energia meccanica, facendo girare le pale delle turbine. Il moto rotatorio delle turbine viene quindi trasformato in energia elettrica.

Un impianto idroelettrico può essere di tre tipi:

1.    impianto ad acqua fluente, che sfrutta il movimento del flusso d’acqua di un fiume o di un torrente (come nei vecchi mulini ad acqua);

2.    impianto a bacino, dove si sbarra con una diga il corso d’acqua in modo da formare un bacino artificiale; da qui attraverso una condotta forzata le acque scorrono a valle con una forte pressione, che attiva le turbine. L’acqua viene poi convogliata nel bacino di raccolta a valle;

3.    impianto ad accumulo con pompaggio, che consente di produrre energia idroelettrica anche in zone che non hanno una buona disponibilità di acqua, cosa impossibile fino a qualche decennio fa. Attualmente esistono centrali a pompaggio che hanno un serbatoio di accumulo superiore e uno inferiore. Di notte, quando i consumi di energia elettrica sono bassi, l’acqua viene spinta al serbatoio superiore per mezzo di una pompa, per poi essere riutilizzata per la produzione di energia nelle ore di maggiore consumo.

Una importante centrale a pompaggio si trova a Entracque, in provincia di Cuneo. È il più grande impianto idroelettrico d’Italia e uno dei più grandi d’Europa.