Risorse geotermiche sull’isola d’Ischia: una fonte di energia “smart&green”

In un precedente post ho accennato alle origini vulcaniche dell’isola e di come queste abbiano da sempre influenzato la vita dei suoi abitanti. Il campo vulcanico che è nato e si è evoluto in questo angolo del Mare Tirreno è alimentato da magmi che raggiungono temperature fino a 1000° C e i serbatoi nei quali sono contenuti si trovano ad una profondità relativamente bassa. Se aggiungiamo che l’evoluzione dell’isola è stata estremamente complessa da un punto di vista degli eventi e dei prodotti che essi hanno generato, con alternanze e sovrapposizioni di lave, ceneri, pomici, surge, flow e chi più ne ha più ne metta, si intuiscono le ragioni per le quali a Ischia la risorsa idrotermale è così varia e abbondante.

Negli ultimi anni si è andata affermando sempre di più una coscienza ecologica, che dovrebbe spingere nella direzione della ricerca di fonti di energia più pulita, o che per lo meno abbiano un impatto ambientale ridotto rispetto a quello che hanno i combustibili fossili. Non è il caso di addentrarsi nella oramai sterile discussione sui motivi che spingono ancora a preferire l’uso di gas e petrolio in un paese come l’Italia dove, per esempio, lo sfruttamento dell’energia solare è inferiore addirittura alla Germania, quasi come se Dusseldorf potesse vantare un numero di giorni soleggiati maggiore rispetto a Canicattì. Attualmente le macro-aree dove si concentrano i maggiori sforzi in termini di ricerca e sviluppo per le energie rinnovabili sono tre: eolica, solare e geotermica. Non sono tuttavia trascurabili gli sforzi che si stanno facendo anche nel campo delle cosiddette biomasse né dell’energia ottenuta mediante il moto ondoso.

Cosa si intende per energia geotermica e soprattutto, quand’è che vale la pena sfruttarla in termini economici? Partiamo dal presupposto che qualunque punto della crosta terrestre è caratterizzato dal cosiddetto gradiente geotermico, termine con il quale si indica l’aumento della temperatura con la profondità. Il valore di tale gradiente non è fisso e nemmeno costante: in media è di circa 3° C per ogni 100 metri di profondità ma può variare notevolmente, come ad esempio vicino alle dorsali dove si può arrivare a valori di 3-4 gradi ogni 33 metri. Ovviamente il valore del gradiente viene influenzato da molteplici fattori, come la presenza di acqua nelle rocce, la natura stessa delle rocce, la profondità.

Le cause che hanno generato il calore attualmente presente all’interno della terra sono molteplici. Gran parte di esso deriva dal decadimento degli isotopi radioattivi presenti nelle rocce, in particolare quelle acide della crosta terrestre, che contengono uranio, torio e potassio, con tempo di dimezzamento molto lungo, e sarebbero responsabili del 40% delle emissioni termiche della superficie. Gli elementi radioattivi avrebbero determinato inoltre la fusione dei metalli, in particolare del ferro. Quest’ultimo spostandosi verso il centro della Terra a causa della gravità, avrebbe liberato grandi quantità di energia sotto forma di calore, alzando ulteriormente la temperatura. Infine, va aggiunto il calore primordiale della Terra, che si aggirerebbe attorno ai 1000°C, dovuto alla pressione prodotta dalla compattazione delle particelle e dal loro attrito.

Il consumo mondiale di energia ammonta a un totale di 0,5 ZJ (Zeta Joule) all’anno. Con il solo geotermico, secondo uno studio del MIT, si potrebbe soddisfare il fabbisogno energico planetario di energia per i prossimi 4000 anni rendendo quindi inutile qualsiasi altra fonte non rinnovabile attualmente utilizzata.

L’isola d’Ischia ha sempre goduto, a memoria d’uomo, della straordinaria risorsa idrotermale che l’ha resa famosa in tutto il mondo. La superficialità della camera magmatica che si trova al di sotto dell’isola stessa innesca dei meccanismi che consentono ai fluidi che si infiltrano nel sottosuolo (acque piovane, acqua di mare, gas) di riscaldarsi, di mescolarsi tra loro e di arricchirsi di ulteriori minerali e gas provenienti dal sottosuolo. Le acque utilizzate negli stabilimenti termali, per esempio, vengono attinte dalle falde più superficiali, con pozzi che molto spesso sono profondi fino a poche decine di metri. Profondità ben diverse, invece, debbono essere raggiunte nelle perforazioni se lo scopo è quello di sfruttare le risorse geotermiche al fine di produrre energia. Non mi dilungherò sulla campagna di studi condotti ad Ischia dalla SAFEN tra il 1939 e il 1943 che portò alla realizzazione di numerose perforazioni. La conclusione a cui si arrivò in seguito a quegli studi fu che un uso sia pure intensivo della risorsa geotermica non avrebbe modificato nel tempo le caratteristiche della risorsa stessa. Studi più recenti hanno consentito di stimare in qualcosa come 40 MW termici (1 MW=1.000 KW) l’energia sprigionata solo nell’area del Rione Bocca. Vale la pena sottolineare che non è possibile convertire tutta l’energia termica in energia elettrica (da 40 MW termici si possono ottenere circa 13 MW elettrici), ma è possibile fare il contrario.

Una famiglia di 4 persone ha un fabbisogno energetico medio annuo di 3000 KWh. Cos’è un KW e cos’è un KWh? Il Watt è l’unità di misura della potenza di una forza, ossia dell’energia consumata nell’unità di tempo per compiere un certo lavoro. L’energia elettrica si misura in KWh (kilowattora). Se una stufa elettrica ha una potenza di 2 KW, per esempio, e la teniamo accesa per 5 ore, avremo consumato energia per 2 KW x 5 h = 10 KWh. Considerando una popolazione di circa 60mila abitanti, il fabbisogno per l’intera isola ammonta, quindi, a circa 4,5 MWh (1 MWh = 1.000.000 W per ora), con punte di 35-40 MWh durante il periodo estivo, quando la popolazione cresce per i turisti. Una centrale geotermica moderna di medie dimensioni da 20 MW, in un anno può tranquillamente fornire 140 MWh. Appare evidente, dunque, che una centrale geotermica siffatta potrebbe essere sufficiente al fabbisogno energetico dell’intera isola, con la possibilità di alimentare per intero anche le attività della vicina Procida. Sembrerebbe quindi che la geotermia sia la soluzione ideale per la continua e insaziabile richiesta di energia. Ma, ovviamente, non sono tutte rose e fiori.

Lo sviluppo delle tecnologie per lo sfruttamento delle risorse geotermiche ha avuto il suo apice con la progettazione delle nuove centrali “a fluido binario” o a “ciclo binario”: il fluido geotermico viene prelevato attraverso uno o più pozzi (a sinistra); attraverso uno scambiatore di calore (heat exchanger) cede calore ad un altro fluido (normalmente iso-butano) che ha una temperatura di ebollizione molto più bassa dei 100° C e che pertanto evapora e va ad alimentare le turbine che a loro volta producono energia elettrica. Dopo lo scambio termico, il fluido è reiniettato nelle formazioni di provenienza, attraverso uno o più pozzi di reiniezione mentre il vapore di iso-butano viene fatto ricondensare per rientrare nel ciclo di produzione. Ed è qui che nascono i problemi.

Premesso che la produzione di energia in questo caso non genera alcun impatto ambientale perché i fluidi utilizzati rimangono nei tubi senza venire a contatto con l’atmosfera, la reiniezione dei fluidi nel sottosuolo è attualmente oggetto di una profonda riflessione nel mondo scientifico. La reiniezione nel sottosuolo dei fluidi geotermici deve necessariamente avvenire sotto pressione, provocando delle fratture nella roccia (il cosiddetto fracking) che ovviamente provocano dei micro terremoti. La comunità scientifica si divide in due fazioni: alcuni ritengono che il fracking in una zona sismica può sollecitare le aree sismogenetiche, vale a dire che il continuo tremore provocato delle reiniezioni provocherebbe una riattivazione delle faglie che hanno generato terremoti; altri ritengono che l’energia sprigionata dal tremore sismico sia assolutamente insufficiente a riattivare una faglia. Nella progettazione e realizzazione di centrali geotermiche di questo tipo nel mondo viene sempre prevista l’installazione di una rete di monitoraggio sismico ad altissima densità, in modo da tenere costantemente sotto controllo la frequenza e l’intensità dei fenomeni sismici indotti.

Appare evidente che la realizzazione di una centrale geotermica a ciclo binario pone ancora troppi interrogativi sul rischio sismico in un territorio estremamente pericoloso da questo punto di vista come l’isola d’Ischia. La soluzione al problema del fabbisogno energetico è lì, a portata di mano. Ma l’indifferenza delle istituzioni e della popolazione al tema della manutenzione del territorio e delle problematiche ad essa legata fa sì che sembra di essere di fronte al noto pozzo con la luna che si rispecchia sulla superficie dell’acqua. Un’acqua che per giunta, nel nostro caso, scotta.

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