La geotermia è una fonte illimitata di energia rinnovabile e può contribuire a rendere l’Europa il primo continente a zero emissioni
Nel nucleo della Terra esiste una temperatura superiore a 5.000ºC, confrontabile con quella della superficie del sole. Il calore che si irradia verso l’esterno riscalda le rocce, l’acqua e i gas presenti nel geomateriale che compone la crosta terrestre. I geyser e le sorgenti calde che ne derivano sono fonti di energia geotermica, ma la maggior parte del calore si raccoglie sotto forma di sacche di calore accessibili mediante perforazione e rilasciate sotto forma di vapore mediante iniezione di acqua.
L’energia che sfrutta il calore della Terra
Sin dalla preistoria gli uomini hanno costruito i propri insediamenti vicino ad aree geotermiche attive per utilizzare i prodotti vulcanici, sfruttare il calore per cucinare e godersi le acque termali. L’energia geotermica sfrutta il calore naturale del Pianeta e il suo gradiente geotermico, che nei primi chilometri della crosta terrestre è in media di circa 3°C ogni 100 m di profondità, generato dal calore primordiale di formazione della Terra e dal decadimento degli isotopi radioattivi dei quali sono ricche alcune rocce metamorfiche e ignee. Dove la crosta è più sottile (ad esempio nelle aree vulcaniche o nelle aree di assottigliamento crostale) il gradiente geotermico cresce fino a 10°/100 m ed è possibile sfruttare il calore anche a basse profondità (100-1.000 m).
Una fonte energetica ricca di vantaggi
L’energia geotermica condivide molti vantaggi con la maggior parte delle altre rinnovabili. Per esempio, rispetto ai tradizionali impianti termoelettrici alimentati da fonti fossili (per esempio carbone) permette di abbattere la produzione di anidride carbonica, di polveri sottili e di altre sostanze tossiche che provocano l’effetto serra e che, dunque, contribuiscono al cambiamento climatico. 
L’utilizzo dell’energia del sottosuolo consente di contribuire al raggiungimento dell’autosufficienza energetica. Quella geotermica è un’energia che va nella direzione dello sviluppo sostenibile, e inoltre è sostanzialmente gratuita una volta completata l’installazione dell’impianto. Inoltre, le prestazioni e l’efficienza degli impianti migliorano anno dopo anno.
L’energia geotermica in Italia
L’Italia ha saputo cogliere l’opportunità di utilizzare l’energia geotermica grazie al suo assetto geologico e geodinamico. L’assottigliamento crostale, l’elevato flusso di calore e il vulcanismo, hanno contribuito ad elevare la potenzialità geotermica del lato tirrenico dell’Appennino. La produzione di energia elettrica è concentrata principalmente in Toscana e soddisfa oltre il 30% del totale della domanda di energia elettrica a livello regionale (oltre 700 MegaWatt (MW)) e rappresenta circa l’1,8% della produzione totale nazionale. I primi impianti di produzione di energia elettrica furono costruiti nell’area di Larderello (Pi) nella prima metà del 1900. In seguito, la produzione è aumentata interessando fra le altre anche l’area del Monte Amiata.
Iniettare acqua esterna per produrre vapore ad alta pressione (EGS)
Laddove il gradiente geotermico è elevato, ma non è presente naturalmente una circolazione idrotermale adeguata alla produzione di corrente elettrica, ricorrono in aiuto alcune tecniche capaci di aumentare la permeabilità delle rocce cristalline. In questo caso i campi geotermici vengono comunemente indicati con l’acronimo EGS (Enhanced Geothermal System). Caratteristica degli EGS è la presenza di pozzi capaci di iniettare ad alta pressione fluidi nel sottosuolo a profondità di diversi chilometri (> 3 km), in grado di creare un network di fratture e quindi di generare un serbatoio geotermico artificiale.
Generazione di terremoti indotti
Come descritto in letteratura (INGV), la generazione di nuove fratture possono provocare eventi sismici di natura antropica o più genericamente terremoti indotti. La dimensione delle fratture può dipendere dalla pressione dell’acqua iniettata, ma è solitamente nell’ordine di pochi centimetri/decimetri e l’energia e quindi la magnitudo degli eventi sismici associati al processo di fratturazione è molto piccola (M < 2). Se i fluidi iniettati invece incontrano faglie preesistenti si può assistere ad una riduzione della coesione delle faglie stesse, e si possono innescare terremoti anche di maggiore energia, anche al di sopra della soglia di avvertibilità umana.
Il Green Deal europeo e il sostegno Ue allo sfruttamento del calore sotterraneo
La Commissione europea ha adottato una serie di proposte per trasformare le politiche dell’Ue in materia di clima, energia, trasporti e fiscalità in modo da ridurre le emissioni nette di gas a effetto serra di almeno il 55% entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990. Il Green Deal vuole garantire che nel 2050 non siano più generate emissioni nette di gas a effetto serra. In questo contesto l’energia geotermica ha il potenziale per svolgere un ruolo importante che le permette di contribuire in maniera eccellente al mix di energie rinnovabili. Nel maggio 2022, la Commissione europea ha presentato il piano REPowerEU, una tabella di marcia per mitigare le perturbazioni del mercato energetico in Europa riducendo la dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili. L’energia geotermica svolgerà un ruolo importante in questa impresa, giacché si prevede una maggiore integrazione nei moderni sistemi di riscaldamento urbano e collettivo di questa energia rinnovabile.
Alcuni progetti europei a sostegno delle risorse geotermiche
Tra i progetti presentati dalla Commissione europea alla ricerca e all’innovazione del settore geotermico lo studio dell’efficienza operativa delle centrali geotermiche, il progetto REFLECT. Mentre il progetto GEOPRO sta raccogliendo nuovi dati sulle proprietà dei fluidi geologici. 
Una serie di strumenti per la valutazione d’impatto del ciclo di vita, sviluppata da GEOENVI, permette di affrontare le preoccupazioni ambientali relative alla distribuzione dell’energia geotermica, mettendone in evidenza il potenziale e i benefici. Nella stessa ottica, il modello di GEORISK permetterà l’istituzione di programmi di mitigazione dei rischi geotermici in tutta Europa adottando un approccio su misura a livello nazionale o europeo.
Al fine di ridurre le emissioni di gas serra, il progetto GECO sta sviluppando una soluzione per la gestione dei gas di emissione all’interno delle centrali geotermiche. La perforazione risulta spesso la parte più onerosa dello sviluppo ma le innovazioni nei sistemi di perforazione sviluppate da Geo–Drill promettono di ridurne i costi. Inoltre, lo spazio per lo sviluppo di un sito di perforazione rappresenta un problema in molte città, in particolare nel caso degli edifici storici europei. Il progetto GEO4CIVHIC ha realizzato soluzioni geotermiche su misura che possono funzionare in un ambiente urbano.
Nicola Sparvieri
Foto © Energia Oltre, CORDIS European Union, MeteoWeb, Sherpa-Gate
