UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE. Energia Geotermica
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- Lino Casati
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1 UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE Energia Geotermica
2 La struttura della Terra Il calore geotermico si genera per decadimento di sostanze radioattive e si propaga verso la superficie terrestre. La crosta terrestre è costituita prevalentemente da ossidi, in particolare di silicio, alluminio, calcio, potassio, ferro e sodio. Ha una densità di kg/m3. Il mantello è costituito prevalentemente da silicati di magnesio e ferro e si trova Crosta, 5-70 km in uno stato solido/semifuso. Ha una 3 Mantello, 2700 km densità di kg/m e la temperatura è di circa 1200 C nello Nucleo, 3400 km strato più esterno. Il nucleo è costituito prevalentemente da nickel e ferro ed ha una densità di circa kg/m3. Il nucleo interno è solido e si trova ad una temperatura di C, mentre il nucleo esterno è fuso ed ha una temperatura inferiore.
3 La crosta terrestre + 30 C/km ( C/km)
4 La distribuzione Il flusso medio è di 50 mw/m2, con notevoli variazioni legate allo spessore della crosta terrestre. zone in cui la crosta è meno spessa (generalmente in corrispondenza di fratture tettoniche)
5 Le risorse geotermiche in Italia
6 La classificazione I siti geotermici vengono distinti in tre gruppi: i sistemi idrotermali, costituiti da formazioni rocciose permeabili nelle quali si infiltra l'acqua presente in superficie che viene scaldata da strati di rocce ad alta temperatura; si distinguono ulteriormente in a vapore dominante, caratterizzati dalla disponibilità di vapore a pressione e temperatura adeguate ad un uso diretto; ad acqua dominante, caratterizzati dalla disponibilità di acqua calda a pressione modesta; geopressurizzati, caratterizzati dalla disponibilità di acqua calda a pressione elevata (decine di MPa), ma a temperature modeste ( C) e a profondità molto elevate (alcuni km); spesso sono caratterizzati dalla presenza di gas naturale; petrotermici, caratterizzati dall'assenza di fluido e da temperature dell'ordine di C.
7 Usi dell'energia geotermica L'energia geotermica è usata per: usi termici diretti (in Italia circa 680 MWt) acque termali (25%) riscaldamento edifici (25%) pompe di calore (20%) itticoltura (15%) serre (15%) centrali termoelettriche (in Italia circa 730 MWe suddivisi tra una trentina di 30 centrali localizzate in Toscana)
8 Potenza geotermoelettrica installata 4% 2%2% 2% 2% 28% 5% 5% 6% 8% 17% Stati Uniti Filippine Indonesia Messico Italia Nuova Zelanda Islanda Giappone Iran El Salvador Kenya Costa Rica Altri 9% 11% Islanda (30%), Filippine (27%) ed El Salvador (25%) sono i paesi con la maggior quota di energia geotermoelettrica sul totale nazionale, mentre il più grande impianto geotermoelettrico (1400 MW) si trova in Italia, presso il Monte Amiata. Anche il primo impianto geotermoelettrico venne realizzato nel 1912 in Italia, sempre in Toscana, presso Larderello, dopo che nel 1904 vi era stato sperimentato il primo motore geotermico.
9 La centrale geotermoelettrica
10 Un esempio di sistema a vapore dominante
11 Un esempio di sistema ad acqua dominante
12 Un esempio di sistema petrotermico
13 Aspetti ambientali ed economici Il fluido geotermico può contenere alcuni elementi nocivi, quali ad esempio il mercurio, ed è quindi molto importante la frequente analisi dei fluidi geotermici utilizzati. A causa della presenza di acido solfidrico è opportuno installare sistemi di abbattimento per evitarne l'odore sgradevole. Dal punto di vista dei costi non si hanno grosse differenze rispetto ad una centrale tradizionale di taglia simile se si esclude la sostituzione del condensatore a superficie con il condensatore a miscela e la torre di raffreddamento. Ovviamente non c'è consumo di combustibile, ma si deve tener conto del costo di trivellazione che è quello preponderante. Il costo dell'energia è intorno a /MWh (2010) con tendenza al ribasso.
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