Energia geotermica

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Categoria:Scienze

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Testo

Energia geotermica
Premessa
Esistono diversi tipi di energia: energia eolica, energia idroelettrica, energia solare (fotovoltaici), energia nucleare ed energia geotermica.
L’energia eolica è quell’energia che sfrutta il potenziale del vento; l’energia idroelettrica è quella che si ricava dalla potenza dell’acqua in moto di caduta; l’energia solare, invece, utilizza i raggi solari; quella nucleare, infine, viene prodotta dalla separazione del nucleo atomico.
In questo testo verrà trattata l’energia geotermica.

Che cos’è l’energia geotermica?
L’energia geotermica è una forma di energia rinnovabile che ha origine nelle profondità della crosta terrestre: qui le temperature sono molto alte, tanto da fondere le rocce e trasformarle in un fiume di materiali fluidi, il cosiddetto magma. Il magma risale allora verso la superficie e fuoriesce violentemente sotto forma di lava, dando origine alle eruzioni vulcaniche; oppure può riscaldare l’acqua e le rocce del sottosuolo provocando fenomeni naturali come i geyser, le sorgenti termali e i soffioni, come ad esempio quelli di Larderello in Toscana.

Esistono due tipi di geotermia:
- Quella classica, relativa allo sfruttamento di anomalie geologiche e vulcanologiche, riguarda la produzione di energia elettrica e di acque termali utilizzate a fini di riscaldamento;
- Quella a bassa “entalpia” (o temperatura) relativa allo sfruttamento del sottosuolo come serbatoio termico dal quale estrarre calore durante la stagione invernale e al quale cederne durante la stagione estiva.
Come si è formata l’energia geotermica?
L’origine del calore interno della terra si lega alla formazione del pianeta avvenuta più di quattro miliardi di anni fa.
Un’ipotesi recente fa risalire l’origine del calore interno della Terra e il suo mantenimento nel tempo anche a lentissimi fenomeni di radioattività da parte di rocce come i graniti.
Un’energia pulita
Le energie dell’interno della Terra si sono spesso manifestate in forma distruttiva, con fenomeni come terremoti, eruzioni vulcaniche, emissioni di gas.
L’uomo sta imparando a difendersi da questi effetti catastrofici, ma sta imparando anche a sfruttare il contenuto energetico di fenomeni meno violenti: la trasformazione dell’energia geotermica è una delle meno inquinanti a nostra disposizione.
L’energia geotermica può essere considerata una forma energetica inesauribile vista la quantità di materiale fuso presente al di sotto della crosta terrestre, anche se solo una parte di esso può essere sfruttata.
Sino ad oggi l’utilizzazione di questa energia è stata limitata a quelle aree nelle quali le condizioni geologiche permettono ad un vettore (acqua in fase liquida o vapore) di “trasportare” il calore dallo strato interno alla superficie o, per lo meno, vicino ad essa, formando quelle che chiamiamo risorse geotermiche.
Si può ben affermare che galleggiamo su un’enorme quantità di energia termica.
Come sfruttare l’energia geotermica?
Per sfruttare l’energia geotermica è necessario interporre una sostanza che faccia da tramite tra il calore troppo intenso del magma fluido e le macchine che la utilizzeranno. L’acqua rappresenta la sostanza più comunemente usata.
A seconda della temperatura del fluido geotermico sono possibili svariati impieghi: agricoltura (al massimo 38° C, sericoltura (38-80° C), teleriscaldamento (80-100° C), usi industriali (almeno 150° C) e molti altri.
In alcuni paesi il calore geotermico si utilizza per l’essiccazione del legname (Nuova Zelanda), della farina di diatomee (Islanda), del piretro (Kenya) e per l’allevamento di alligatori (USA, Giappone).
Vantaggi
- Fonte di energia rinnovabile
- L’energia geotermica non produce né sostanze nocive per l’aria né CO2 (anidride carbonica)
- Fonte energetica inesauribile
- Esigenze di spazio ridotte per gli impianti
Svantaggi
- Per estrarre a profondità ridotte è richiesto l’utilizzo di pompe termiche con conseguente spreco di energia
L’esplorazione geotermica
Gli obiettivi dell’esplorazione geotermica sono i seguenti:
1. Identificare i fenomeni geotermici.
2. Accertare l’esistenza di aree con produzione geotermica sfruttabile.
3. Valutare la dimensione delle risorse.
4. Determinare il tipo dei campi geotermici.
5. Localizzare le zone produttive.
6. Determinare il contenuto termico dei fluidi.
7. Compilare una base di dati, che possa servire di riferimento per i futuri monitoraggi.
8. Determinare, prima di iniziare tutto il processo di sfruttamento, i parametri sensibili per l’ambiente.
9. Individuare le caratteristiche che potrebbero creare problemi durante lo sfruttamento.
Considerazioni economiche
Gli elementi che devono essere presi in considerazione per ogni stima economica, sia che essa riguardi il costo degli impianti o i costi operativi, sia il prezzo dei “prodotti” dell’energia geotermica, sono più numerosi e più complessi che per le altre forme di energia. Prima di avviare un progetto geotermico, tutti gli elementi devono essere valutati accuratamente. In breve spazio, si possono dare soltanto alcune indicazioni di carattere molto generale che, insieme con le informazioni sulla situazione locale e sul valore dei fluidi geotermici disponibili, potrebbero essere d’aiuto nel decidere se investire o no in un progetto.
La geotermia è ecologica?
Nella maggior parte dei casi, l’entità degli effetti che lo sfruttamento dell’energia geotermica può avere sull’ambiente è direttamente proporzionale alla sua utilizzazione. Ogni cambiamento che si verifica nell’ambiente deve essere valutato con attenzione, non solo per non violare le leggi e i regolamenti locali, ma soprattutto perché perfino una modificazione apparentemente insignificante dell’equilibrio preesistente può dare l’avvio ad una catena di eventi il cui effetto finale è difficilmente valutabile in anticipo. Per esempio il minimo aumento di temperatura di una massa d’acqua, come un lago, causato da un impianto geotermico, può danneggiare l’ecosistema presente nell’area. Durante l’installazione di questi sistemi, e anche quando questi sono operativi, possono essere emessi nell’atmosfera gas inquinanti senza contare il fatto che la morfologia superficiale, in questi casi, viene modificata negli interessi della produzione di energia. È inoltre da considerare il rischio di inquinamento attraverso l’emissione delle acque di scarico che, però, si può evitare semplicemente filtrando i fluidi geotermici utilizzati per poi reiniettarli nel serbatoio. L’estrazione di grandi quantità di fluido dal serbatoio geotermico può causare fenomeni di subsidenza, vale a dire il graduale abbassamento della superficie del suolo. Questo è un fenomeno irreversibile, ma non catastrofico, perché è un processo lento e distribuito su aree vaste. In molti casi la subsidenza può essere prevenuta o ridotta reiniettando nel serbatoio i fluidi scaricati dagli impianti geotermici. L’estrazione o la reiniezione dei fluidi geotermici può stimolare o aumentare, in aree particolari, la frequenza di eventi sismici. Si tratta, ad ogni modo, di microsismicità. Alcuni fluidi geotermici, come quelli utilizzati in Islanda per il riscaldamento, sono privi di inquinanti chimici, ma si tratta di un’eccezione alla regola. Le acque di scarico degli impianti geotermici hanno, inoltre, una temperatura generalmente superiore a quella dell’ambiente circostante e costituiscono potenziali inquinanti termici.
Potenziale impatto sull’ambiente degli usi diretti dell’energia geotermica
B = bassa; M = moderata; E = elevata
Impatto
Probabilità
Intensità
Inquinamento atmosferico
B
M
Inquinamento delle acque superficiali
M
M
Inquinamento delle acque sotterranee
B
M
Subsidenza
B
B - M
Inquinamento acustico
E
B - M
Eruzione di pozzi
B
B - M
Danni all’ambiente culturale o archeologico
B - M
M - E
Problemi socio-economici
B
B
Inquinamento chimico o termico
B
M - E
Produzione di residui solidi
M
M - E
Energia geotermica

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Sara Chersoni, Mariangela Governatori, Cristina Rattighieri, Annalisa Zanin

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