Gruppi di lavoro - Energia e rifiuti

Dato che il riferimento concettuale di tutto il CEA è la sostenibilità, questo gruppo di lavoro s’interessa in particolare di sostenibilità energetica, rivolgendo l’attenzione alle due strategie con cui tale sostenibilità può essere raggiunta, cioè la diffusione su grandissima scala dell’uso di Fonti Rinnovabili di Energia(FER) e dei processi di razionalizzazione e risparmio energetico.
Intrecciato con il problema dell’energia c’è ovviamente anche quello della gestione completa del ciclo dei rifiuti, o più esattamente della gestione dei cicli dei materiali.
Il gruppo di lavoro si propone in particolare di esercitare su questi argomenti un’opera di divulgazione su larga scala, promuovendo a tutti i livelli l’approfondimento delle conoscenze e l’adozione di buone pratiche di comportamento.

 

 

Energia geotermica e suo sfruttamento

Scheda realizzata per la Rete Interdiocesana "Nuovi Stili di Vita"

 

L’elevata temperatura interna del nostro pianeta provoca un flusso continuo di calore verso lo strato superficiale. A partire da una profondità di circa 20 metri, a cui non sono più rilevabili le variazioni di temperatura stagionali provocate dall’energia solare, la temperatura cresce di circa 3 gradi per ogni cento metri di profondità. Però ci sono zone del pianeta, indicate come “zone geotermiche”, in cui la temperatura cresce molto più rapidamente. Per esempio nella zona geotermica della Toscana, di cui la località più nota è Larderello in provincia di Pisa, si raggiungono i 200 °C già a 5 km di profondità.

 

Quest’energia termica costituisce la “fonte rinnovabile geotermica”.Si tratta di una fonte rinnovabile, perché la temperatura interna della terra sta diminuendo in modo estremamente lento, e quindi il flusso di calore geotermico è destinato a diminuire sensibilmente e poi a cessare solo in tempi dell’ordine dei miliardi di anni.
Il calore geotermico che in un anno raggiunge la superficie della Terra è molto piccolo rispetto all’energia che raggiunge la stessa superficie provenendo dal sole, meno di un millesimo, ma comunque si tratta sempre di una quantità molto grande, maggiore di quella che l’umanità ha consumato nel 2009 (ultimo anno per cui ci sono le statistiche), ottenuta per più dell’80% bruciando combustibili fossili.

 

E’ chiaro quindi che risulta del tutto conveniente utilizzare anche la risorsa geotermica nel mix delle fonti rinnovabili. Siccome la risorsa è disponibile sotto forma di calore, si possono realizzare vari processi per ottenere scopi diversi.

 

Il processo più semplice, utilizzato fin dall’antichità anche nel nostro paese, è lo sfruttamento a scopo terapeutico, o anche semplicemente di svago, delle acque termali.In questo caso il calore proveniente dagli strati profondi scalda falde d’acqua a temperature di alcune decine di gradi: se quest’ acqua può venire captata la si ha a disposizione come risorsa gratuita, senza bisogno di usare combustibile o elettricità per scaldarla.

 

Ovviamente quest’acqua a temperatura relativamente bassa può essere usata anche per scopi produttivi, per esempio per riscaldamento di serre agricole o di abitazioni.In quest’ultimo caso la sfruttabilità o meno di una certa falda d’acqua dipende dalla temperatura necessaria per il sistema di riscaldamento: per gl’impianti a pannelli radianti che si usano sempre di più nelle costruzioni recenti serve acqua a poco più di 30 °C, mentre per i radiatori convenzionali (“termosifoni”) l’acqua deve essere a più di 60 °C. A Ferrara funziona un impianto di teleriscaldamento che sfrutta acqua termale prelevata da un bacino a profondità di 1 km e a a temperatura di circa 100 °C, quindi abbastanza elevata da permettere la distribuzione su larga scala e l’uso su qualunque tipo di impianto di riscaldamento.

 

Se è possibile prelevare da un serbatoio sotterraneo non acqua liquida, ma vapore a pressione elevata e a temperatura di qualche centinaio di gradi, diventa interessante sfruttare questo vapore per fargli azionare un a turbina che trascina un alternatore:in questo caso si ha una centrale “geotermoelettrica”,indicata di solito come centrale geotermica.In questo campo l’Italia ha la primogenitura, perché la prima centrale geotermica ha funzionato a Larderello nel 1905. Ora il primato nello sfruttamento è passato ad altri paesi: per esempio la piccola Islanda produce con centrali geotermiche circa un quarto della sua elettricità (e scalda con calore geotermico quasi il 90% delle abitazioni).

 

Per quanto riguarda l’impatto ambientale, le centrali geotermiche producono l’immissione in atmosfera di anidride carbonica che è contenuta nel vapore, ma si tratta comunque di quantità molto piccole rispetto a quelle prodotte da centrali a combustibili fossili di pari potenza. C’è poi l’impatto dovuto alla presenza nel vapore di inquinanti di vario tipo, sia gassosi (per esempio acido solfidrico, con la caratteristica puzza di uova marce) sia solidi (si tenga presente che il vapore di Larderello inizialmente era sfruttato soprattutto per estrarre i sali di Boro). Infine un impatto paesaggistico non indifferente è dovuto alla eventuale presenza di torri di raffreddamento e di tubazioni per il trasporto del vapore.

 

Il processo più recente di sfruttamento dell’energia geotermica consiste nell’uso della cosiddetta “sonda geotermica” per il riscaldamento di ambienti.In questo caso si preleva calore a bassa temperatura (attorno ai 10-15 °C) direttamente dal terreno a profondità fino a circa 100 metri, tramite appunto la sonda geotermica, che consiste in una tubazione verticale in cui scorre un fluido scambiatore.Usando una pompa di calore, il calore prelevato dal suolo viene portato a temperatura di circa 30 °C, sufficiente per gl’impianti di riscaldamento a pannelli radianti.Tipicamente, con 1kWh di energia elettrica necessaria per far funzionare la pompa di calore si ottengono 4 kWh di energia termica, di cui 3 prelevati dal suolo.Se l’energia elettrica è ottenuta da un impianto fotovoltaico collocato sul tetto, un edificio può risultare energeticamente autosufficiente con l’uso di sole fonti rinnovabili disponibili localmente.Però il sistema funziona ed è anche conveniente economicamente solo se l’edificio è ben isolato (e quindi l’energia richiesta per riscaldamento non è troppo elevata) e se il riscaldamento è a pannelli radianti (e quindi richiede acqua soltanto a circa 30 °C): altrimenti le prestazioni della pompa di calore diventano troppo basse e l’efficienza complessiva del processo non ne giustifica più l’installazione.

 

Professor Francesco Giusiano
Coordinatore gruppo di lavoro Energia
Centro Etica Ambientale

 

 

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