Energia dalla terra

DALLE FILIPPINE

Sotto la superficie della terra vi è un tesoro enorme. Non si tratta né di oro né di argento né di pietre preziose. Si tratta di un’enorme riserva di calore: la cosiddetta energia geotermica.

IN BUONA PARTE, questo calore è immagazzinato in strati sotterranei di roccia fusa, o magma. Il calore della terra è davvero un tesoro perché è una fonte di energia pulita che ha notevoli vantaggi rispetto a petrolio, carbone, gas naturale ed energia nucleare.

All’interno della terra la temperatura sale a centinaia e persino migliaia di gradi Celsius. Si calcola che la quantità di calore che arriva, per conduzione, dall’interno della terra alla sua superficie in un anno sia pari a circa 100 miliardi di megawattora: una quantità di molte volte superiore all’energia elettrica usata in tutta la terra. Si tratta di una quantità di energia davvero impressionante! Sfruttare questo tesoro, però, non è facile.

Raggiungere il tesoro

Una certa quantità di calore è presente nel suolo, anche vicino alla superficie. Questa si può sfruttare usando pompe di calore collegate a serpentine di tubi sepolte nel suolo. L’energia così raccolta si può utilizzare per riscaldare le case in inverno o per altri scopi utili. In più, chi abita vicino a sorgenti calde o ad altre zone geologicamente attive può sfruttare il calore del sottosuolo in altri modi ancora. Gli antichi romani, ad esempio, sfruttavano le sorgenti calde per le terme.

Il calore è concentrato soprattutto al di sotto della crosta terrestre, nel cosiddetto mantello. La crosta terrestre ha uno spessore medio di circa 35 chilometri: molto più della profondità massima raggiungibile con l’attuale tecnologia per le trivellazioni. La crosta, però, è divisa in diverse zolle e in certi punti è più sottile, soprattutto laddove le zolle si incontrano. In questi punti il magma può salire più vicino alla superficie e riscaldare l’acqua intrappolata negli strati rocciosi. Quest’acqua di solito si trova a soli 2-3 chilometri di profondità, e quindi è facilmente raggiungibile con gli odierni metodi di trivellazione. La si può estrarre e utilizzare. Vediamo come.

Come si sfrutta il calore

A livello del mare l’acqua bolle a 100°C. Nel sottosuolo, però, la pressione è molto più elevata, e l’acqua rimane liquida a temperature più alte. * Quando le trivelle raggiungono acqua che ha una temperatura superiore a 175°C questa si può usare per azionare dei generatori di corrente elettrica.

In genere si trova acqua a temperature molto alte in zone di recente attività vulcanica, come l’“anello di fuoco” del Pacifico, una regione intorno all’Oceano Pacifico ricca di vulcani sia attivi che inattivi. Le Filippine si trovano lungo questo anello. E ultimamente in questo paese sono stati fatti significativi progressi per quanto riguarda sfruttare le risorse geotermiche e produrre energia elettrica. Le Filippine sono diventate uno dei più grandi produttori mondiali di energia elettrica geotermica. In questo modo si soddisfa oltre il 20 per cento del fabbisogno elettrico del paese.

Per capire meglio come si fa a produrre energia elettrica dal calore della terra, Svegliatevi! ha visitato una grande centrale geotermica chiamata Mak-Ban, nella provincia filippina di Laguna. Questa centrale è in grado di generare 426 megawatt. Diamo un’occhiata al suo funzionamento.

Visita a una centrale geotermica

Una volta usciti dalla strada principale, una strada a due corsie ci porta in un campo geotermico. Mentre ci avviciniamo alla centrale vera e propria che sfrutta questo campo entriamo in una zona piena di grosse tubazioni, dette “vapordotti”, che vanno dai pozzi geotermici agli impianti di produzione elettrica. Altre  tubazioni portano il vapore che proviene dai pozzi situati sulle colline circostanti. A intervalli regolari, queste enormi tubazioni descrivono delle grandi anse. Ci viene detto che in questo modo possono espandersi e contrarsi quando si riscaldano e si raffreddano.

Vicino al villaggio ci sono gli uffici della Philippine Geothermal Inc., dove ad accoglierci c’è il responsabile tecnico dell’impianto, Roman St. Maria. Ben presto, scortati da Roman, cominciamo la visita guidata.

Vicino agli uffici ci sono alcuni pozzi di produzione. “Utilizziamo la stessa tecnologia che si usa per scavare pozzi petroliferi”, dice Roman, “con l’unica differenza che il diametro dei pozzi è più grande”. E prosegue dicendo: “In pratica i pozzi diventano le condutture attraverso cui l’acqua calda in pressione e il vapore vengono portati in superficie. E questo è il prodotto che forniamo alla centrale elettrica”. Lì nei pressi ci sono due pozzi molto vicini fra loro. Quando chiediamo come mai, la nostra guida spiega: “Sono vicini solo in superficie. Nel sottosuolo, uno va giù diritto, mentre dell’altro possiamo controllare la direzione. Questo è necessario a causa del costo del terreno. Scavando pozzi vicini risparmiamo sulle spese”.

Per saperne di più, chiediamo: “Abbiamo letto che questa è una centrale ‘a flash’. Cosa significa?” Roman ci spiega: “Il pozzo più profondo che abbiamo qui raggiunge quasi i 3.700 metri di profondità. A grandi profondità l’acqua calda è sottoposta a una pressione enorme. Ma quando la si porta in superficie la pressione scende e la maggior parte dell’acqua si trasforma istantaneamente in vapore, con un fenomeno noto come ‘flash’: da qui il nome”.

Le tubazioni portano poi al “separatore”. Qui il vapore viene separato dall’acqua calda, o fluido geotermico. Ma il vapore non è ancora pronto per produrre energia elettrica. Roman spiega: “Nel flusso di vapore ci sono ancora goccioline d’acqua. Queste contengono minerali che si potrebbero depositare sulla turbina danneggiandola. Perciò il vapore che esce dal separatore viene sottoposto a un ‘lavaggio’ nel cosiddetto scrubber. Il compito dello scrubber è quello di eliminare queste goccioline”.

La nostra guida indica enormi tubature rivestite di materiale isolante che portano il vapore, ormai privato delle goccioline, fino alla centrale elettrica, a circa un chilometro di distanza. Visto che durante il percorso si forma condensa, il vapore passa attraverso un altro scrubber prima di entrare nella turbina che aziona il generatore.

Saliamo ora in cima a una collinetta da cui si vede tutto il sito della centrale geotermica. “L’area totale di questo campo è di circa sette chilometri quadrati”, spiega Roman, e aggiunge: “Qui ci sono 102 pozzi, di cui 63 sono pozzi di produzione. Molti degli altri sono pozzi di reiniezione”. A questo punto chiediamo: “Cosa sono i pozzi di reiniezione?” Roman risponde: “Ogni ora generiamo una tale quantità di acqua calda e vapore che per non danneggiare l’ambiente dobbiamo iniettare di nuovo nel serbatoio geotermico l’acqua estratta. Reiniettiamo il cento per cento dei liquidi estratti”. Ci viene detto che in questo modo si contribuisce anche a ricaricare il campo geotermico.

Che impatto ha una centrale geotermoelettrica sull’aspetto dell’ambiente circostante? La cosa che si nota di più è il vapore che esce dalla centrale. Per il resto, non vediamo che palme da cocco e altre piante. Nella valle sottostante, inoltre, ci sono molte abitazioni. Sembra che, con un’accurata progettazione, una centrale geotermica possa coesistere con le persone e con l’ambiente.

Impianti come quello che abbiamo visitato usano solo vapore ad alta temperatura per generare energia elettrica. Ultimamente, però, si cerca di ricavare energia da fluidi che hanno meno di 200°C. È nata così la tecnologia del “ciclo binario”. Con questo sistema il fluido caldo estratto dal suolo viene utilizzato per vaporizzare un fluido secondario, il quale a sua volta aziona una turbina collegata a un generatore.

Vantaggi e svantaggi

Ci sono moltissime cose da dire a favore dell’energia geotermica. I paesi che la sfruttano per generare  energia elettrica riducono la loro dipendenza dal petrolio. Dieci megawatt di energia elettrica generati per un anno rappresentano un risparmio di 140.000 barili di greggio. Inoltre, le risorse geotermiche sono immense, e il rischio di esaurirle è molto inferiore rispetto a un gran numero di altre fonti di energia. Anche i problemi di inquinamento sono molto ridotti. Inoltre, i costi di produzione dell’energia geotermica sono alquanto bassi in paragone con molte altre forme di energia.

Per quanto riguarda gli aspetti negativi, vi sono alcune preoccupazioni a livello ambientale. Di solito il vapore geotermico contiene acido solfidrico, che in alte concentrazioni è tossico, mentre in basse concentrazioni è comunque sgradevole in quanto puzza di uova marce. Ad ogni modo per eliminare l’acido solfidrico esistono sistemi di depurazione efficaci, più efficienti dei sistemi usati per controllare le emissioni presso le centrali elettriche a combustibile fossile. Oltre a ciò, il particolato presente nel fluido estratto può contenere tracce di arsenico o di altre sostanze tossiche. Se questo fluido viene reiniettato nel sottosuolo il pericolo è ridotto al minimo. Un altro problema potrebbe essere la contaminazione della falda freatica se i pozzi geotermici non fossero sigillati fino a grandi profondità con rivestimenti di acciaio e cemento.

Il Creatore ci ha dato un pianeta con molti tesori. L’energia geotermica non è che uno di questi, e l’uomo sta appena cominciando a imparare a sfruttarla. Non c’è dubbio che in futuro capiremo meglio come usare i nostri tesori in maniera più proficua e nello stesso tempo come prenderci la debita cura del pianeta meraviglioso che ci è stato affidato. — Salmo 115:16.

[Nota in calce]

[Diagramma/Immagini a pagina 15]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

Centrale geotermica di Mak-Ban, nelle Filippine (Schema semplificato)

Torre di trivellazione

↓

Bacino geotermico

Linee elettriche

↑

Trasformatore

↑

Generatore

↑

Pozzo di produzione → Separatore → Vapore → “Scrubber” → “Scrubber” → Turbina

↓ ↓

↑ Fluido geotermico → Pozzo di reiniezione ← Acqua ← Torre di raffreddamento

↑ ↓

Bacino geotermico

[Immagini]

POZZO DI PRODUZIONE

VAPORDOTTO

CENTRALE ELETTRICA

[Fonti]

Tecnici che aprono una valvola del vapordotto a pagina 13: Cortesia della Philippine National Oil Corporation; vapordotto a pagina 13 e veduta aerea e foto della centrale elettrica a pagina 15: Cortesia della National Power Corporation (Filippine); pozzo di produzione e vapordotto a pagina 15: Cortesia della Philippine Geothermal, Inc.