Immaginiamo di avere a disposizione una batteria inesauribile, sepolta proprio sotto i nostri piedi. Con essa, potremmo alimentare intere città, senza emettere un grammo CO2 e senza avere necessità di ricaricarla. Sarebbe un sogno. Ma può diventare realtà, grazie alla geotermia a circuito chiuso.
Questa avveniristica tecnologia promette di trasformare il calore interno della Terra in una fonte di energia onnipresente, e accessibile ovunque, indipendentemente dalla presenza di vulcani o geyser. L’energia termica del sottosuolo è una risorsa rinnovabile, in grado di garantire un carico di base costante, funzionando 24 ore su 24, a prescindere dalle condizioni meteorologiche.
Tuttavia, fino a oggi, il suo utilizzo è stato molto limitato. La si è sfruttata a dovere soltanto in specifiche aree geografiche, dotate di serbatoi idrotermali naturali. La geotermia a circuito chiuso può superare questi confini, utilizzando sistemi avanzati per estrarre calore dalle rocce calde, e secche, presenti in tutto il pianeta. Essa rappresenta una delle più promettenti alternative al gas naturale per il riscaldamento globale e la produzione elettrica. La sua adozione potrebbe segnare l’inizio di una nuova era nell’energia rinnovabile, quella del calore terrestre.
Il limite geologico e il rischio sismico della geotermia tradizionale
La geotermia classica, definita idrotermale, si basa sul pompaggio di acqua bollente, o vapore, da falde acquifere sotterranee. Questo sistema, teoricamente sfruttabile per la produzione energetica, presenta due grandi criticità:
- la dipendenza dalla permeabilità della roccia: se non c’è acqua o se manca il vapore, neppure l’impianto può esistere;
- il rischio di micro-sismicità indotta. Quest’ultimo avviene quando l’acqua viene iniettata e prelevata ad altissima pressione, causando potenziali vibrazioni del suolo che, spesso, generano preoccupazione nelle comunità locali.
Secondo i report dell’International Energy Agency, la geotermia di nuova generazione deve superare questi ostacoli per poter davvero diventare una soluzione di massa. I sistemi geotermali avanzati AGS, ovvero gli impianti di ultima concezione, nascono proprio per eliminare la necessità di prelievo idrico e minimizzare l’impatto sismico.
L’anatomia dell’AGS: come funziona la geotermia a circuito chiuso
A differenza dei sistemi aperti, di cui si conoscono potenziale e limiti legati alla rigida collocazione geografica, un impianto AGS opera come un gigantesco radiatore sotterraneo. Il principio è semplice, sebbene si possa definire rivoluzionario. Invece di estrarre fluidi dalla terra, si inserisce un vettore all’interno di una rete sigillata e lo si veicola fin dove occorra.
1. Trivellazione direzionale orizzontale
Il primo step di funzionamento di un sistema AGS sfrutta tecnologie d’avanguardia mutuate dall’industria petrolifera. La trivellazione orizzontale per la geotermia permette di scendere, verticalmente, anche per 3 o 4 chilometri. A quella profondità, le temperature del suolo toccano i 150-200°C. Raggiunte le coordinate desiderate, la trivella devia la sua corsa, dando spazio a una fitta rete di tubazioni orizzontali parallele. Queste si estendono per chilometri, massimizzando la superficie di contatto con la roccia, che trasferirà il suo calore.
2. Il loop sigillato: nessuna perdita nel terreno
All’interno del sistema AGS viene fatto circolare un fluido, che rappresenta il cuore dell’operatività della geotermia a circuito chiuso, composto di acqua e refrigeranti appositi. Esso circola all’interno di tubi d’acciaio, ad alta resistenza, integralmente sigillati.
Il fluido non tocca mai la roccia, né entra in contatto con le falde acquifere, in maniera tale da eliminare ogni rischio di contaminazione chimica. Il calore viene trasferito soltanto per conduzione, dalla roccia al tubo, ed è il tubo stesso che lo trasferisce al fluido, rendendo superfluo l’uso del fracking, che è un ecocidio, e garantendo una gestione sempre sicura e accurata della risorsa, senza sprechi né perdite nel terreno.
3. L’effetto termosifone
L’efficienza energetica della tecnologia AGS raggiunge l’apice sfruttando il cosiddetto Eavor-Loop per produrre energia geotermica. Grazie a un design ingegneristico che sfrutta la termodinamica dei fluidi, l’Eavor-Loop fa circolare un vettore di lavoro all’interno di tubazioni sigillate nel sottosuolo. Questo liquido assorbe il calore dalle rocce calde, per via della conduzione. Si crea un effetto detto termosifone, per cui il fluido freddo scende, a causa della gravità, nel pozzo d’ingresso, si scalda nel tratto orizzontale e, diventato più leggero a causa dell’aumento di temperatura, risale, spontaneamente, dal pozzo di uscita.
Questo moto perpetuo, totalmente naturale, riduce drasticamente, o azzera proprio, la necessità di pompe elettriche per la circolazione. Ciò migliora, naturalmente, il bilancio energetico dell’impianto. La tecnologia è stata sviluppata dall’azienda tedesca Eavor, leader mondiale nell’energia geotermica innovativa.
I progetti in Europa: la corsa al calore pulito e i cantieri attivi
L’Europa è, attualmente, il principale laboratorio a cielo aperto, se così vogliamo definirlo, per gli advanced geothermal systems AGS che abbiamo descritto. Numerosi governi, ma non quello italiano, e privati, stanno effettuando investimenti anche significativi, volti a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. La trazione di una realtà come Eavor, naturalmente, è forte, ma c’è anche chi si sta avvicinando a questo settore con meno ambizione e in via più sperimentale. È il caso di atenei tedeschi e scandinavi o start-up energetiche che sono molto lontane dal livello di expertise del gigante bavarese, ma dimostrano come questa tecnologia abbia grande potenziale.
Il progetto Eavor-Europe a Geretsried
Impossibile non iniziare da qui. A Geretsried, in Baviera, è in corso la costruzione del primo impianto AGS commerciale su larga scala al mondo. Il progetto, firmato da Eavor, è stato sostenuto da 91 milioni di euro provenienti dal Fondo per l’Innovazione dell’UE. Il cantiere, già attivo, prevede trivellazioni fino a 4.500 metri di profondità. L’obiettivo, naturalmente, è creare un radiatore sotterraneo immenso. Una volta completato, l’impianto fornirà teleriscaldamento pulito, e costante, a migliaia di abitazioni, oltre a produrre elettricità senza alcuna emissione atmosferica.
Economia circolare profonda: riconvertire i pozzi petroliferi esauriti grazie alla geotermia a circuito chiuso
Un’applicazione particolarmente interessante di questa tecnologia, che potremmo addirittura definire geniale, riguarda la riconversione delle infrastrutture fossili esistenti. L’Europa ospita migliaia di pozzi di petrolio e gas, ormai esauriti da tempo. Utilizzando sistemi come il Tube-in-Tube, è possibile inserire i circuiti chiusi della geotermia direttamente nei fori già scavati.
Questo approccio trasforma un onere ambientale, come quello dei pozzi da sigillare, in un’opportunità economica, abbattendo i costi di trivellazione e fornendo calore verde immediato a distretti industriali o agricoli. In Italia, il ricercatore novarese Carlo Roccio sta provando ad avviare operazioni di questo tipo nell’Ovest Ticino. Non è però l’unica prospettiva futura degna di nota, nel nostro Paese, in tema di geotermia.
Le prospettive per l’Italia: oltre il monopolio geologico della Toscana
L’Italia ha una buona tradizione geotermica, ma è rimasta, per oltre un secolo, legata esclusivamente ai noti siti toscani di Larderello. La geotermia a circuito chiuso cambia radicalmente questo scenario. Regioni con un alto gradiente termico, ma prive di acquiferi sfruttabili, come ampie aree del Sud Italia, l’Arco Alpino o le zone della Pianura Padana, dove l’estrazione di idrocarburi è terminata, possono ora ambire all’indipendenza energetica.
La tecnologia AGS offre la possibilità di installare centrali silenziose, invisibili e a zero rischio sismico, proprio dove il calore è necessario. In questa maniera si può portare l’energia termica al centro della transizione energetica nazionale. Si tratterebbe di una progettazione complessa e a lungo termine, ma rappresenterebbe un balzo in avanti significativo per il Paese e la sua uscita dalla schiavitù del fossile. Nel dibattito sul futuro dell’energia, i sistemi geotermici a circuito chiusi sono ancora piuttosto marginali. Un cambio di prospettiva potrebbe metterli sotto la giusta luce e stimolare investimenti nel settore, senza i quali è impossibile togliere i condizionali da questo paragrafo.
