L’energia geotermica è una fonte rinnovabile che sfrutta il calore naturale presente nel sottosuolo terrestre per generare elettricità e calore.
Si tratta di una risorsa costante e abbondante, disponibile 24 ore su 24, 365 giorni l’anno, indipendentemente dalle condizioni climatiche. Proprio per questa sua continuità, è considerata una delle soluzioni più promettenti per la transizione energetica e la decarbonizzazione dell’economia.
A differenza di altre energie rinnovabili come la solare o l’eolica, la geotermia non dipende dal ciclo giorno-notte o dal vento, e garantisce un livello elevato di affidabilità e programmabilità nella produzione.
Oggi viene utilizzata non solo per la produzione di energia elettrica, ma anche per il riscaldamento domestico, il teleriscaldamento urbano e gli impieghi industriali, con un potenziale di sviluppo ancora in parte inesplorato, soprattutto in Paesi con un alto gradiente geotermico, come l’Italia.
Come si ricava l’energia geotermica
L’energia geotermica si ricava sfruttando il calore naturale presente nel sottosuolo terrestre. Questa forma di energia è disponibile in modo continuo e può essere utilizzata per la produzione di elettricità o per usi termici diretti, come il riscaldamento degli edifici o l’industria. Il processo di estrazione varia in base alla profondità, alla temperatura e alla tipologia delle risorse geotermiche disponibili.
Fonti di calore nel sottosuolo
Il calore geotermico proviene da tre fonti principali:
- Il calore residuo della formazione del pianeta, ancora presente nelle profondità terrestri.
- Il decadimento radioattivo di isotopi naturali come uranio, torio e potassio contenuti nelle rocce del mantello e della crosta.
- Il calore proveniente da attività tettoniche, vulcaniche o da zone geologicamente instabili, dove la crosta terrestre è più sottile e il calore affiora più facilmente.
Queste fonti determinano temperature diverse, che a loro volta influenzano il tipo di impianto necessario. Le aree più adatte allo sfruttamento dell’energia geotermica si trovano spesso lungo i margini delle placche tettoniche, ma anche in bacini sedimentari e zone con falde acquifere profonde.
Tipologie di impianti geotermici
In base alla temperatura e alla profondità delle risorse, si distinguono tre principali tipi di impianti geotermici:
- Impianti a vapore secco: utilizzano direttamente il vapore presente nei serbatoi geotermici per alimentare le turbine collegate ai generatori. Sono i più semplici e con il miglior rendimento, ma richiedono condizioni geologiche molto specifiche e temperature elevate (superiori a 180 °C). Un esempio celebre è Larderello, in Toscana, uno dei primi impianti geotermici del mondo.
- Impianti a flash (separazione del vapore): sfruttano risorse con acqua a temperature comprese tra 150 °C e 350 °C. L’acqua viene estratta in superficie dove, a causa della riduzione di pressione, evapora parzialmente (effetto flash). Il vapore così prodotto fa girare la turbina. Il liquido residuo può essere reimmesso nel sottosuolo per garantire la sostenibilità della risorsa.
- Impianti a ciclo binario: utilizzati per risorse a bassa temperatura (90–170 °C). L’acqua calda non viene usata direttamente per produrre vapore, ma cede il proprio calore a un fluido secondario con punto di ebollizione più basso (come isobutano o pentano), che si vaporizza e aziona la turbina. Sono adatti a molte zone geografiche, con un impatto ambientale ridotto e un ciclo chiuso privo di emissioni.
A queste si aggiungono le pompe di calore geotermiche a bassa entalpia, diffuse in ambito residenziale, che sfruttano il calore superficiale del terreno (fino a 150 metri) per climatizzare edifici in modo efficiente durante tutto l’anno.
Come funziona l’energia geotermica
Il funzionamento dell’energia geotermica si basa sull’estrazione e sull’utilizzo del calore immagazzinato all’interno della Terra.
Questo calore, contenuto in rocce, falde acquifere e vapore sotterraneo, può essere trasformato in energia meccanica e successivamente in energia elettrica o utilizzato direttamente per applicazioni termiche.
Il processo varia in base alla tipologia dell’impianto, ma il principio generale è lo stesso: si accede a una risorsa geotermica mediante sondaggi profondi e si convoglia il fluido caldo in superficie. A quel punto:
- Nei sistemi per la produzione elettrica, il vapore o l’acqua calda viene utilizzata per azionare una turbina collegata a un generatore. Dopo l’uso, il fluido può essere reimmesso nel sottosuolo per mantenere stabile la pressione del serbatoio e garantire la sostenibilità del ciclo (re-iniezione).
- Nei sistemi per il riscaldamento diretto, come le pompe di calore geotermiche, il calore viene trasferito a un circuito di distribuzione attraverso uno scambiatore. Queste soluzioni sono ideali per il riscaldamento e il raffrescamento di edifici, serre e impianti industriali.
Un aspetto importante è che il funzionamento degli impianti geotermici non dipende da condizioni meteorologiche o dall’alternanza giorno-notte, a differenza delle energie solare ed eolica. Questo conferisce alla geotermia un profilo di produzione costante e prevedibile (baseload), rendendola una risorsa particolarmente preziosa per la stabilità delle reti elettriche.
Inoltre, la tecnologia geotermica ha conosciuto significativi miglioramenti negli ultimi anni: oggi esistono sistemi a ciclo chiuso e impianti Enhanced Geothermal Systems (EGS), capaci di espandere il potenziale della geotermia anche in zone con bassa permeabilità o senza risorse idrotermali naturali.
A cosa serve l’energia geotermica
L’energia geotermica trova applicazione in diversi ambiti, sia per la produzione di elettricità sia per usi termici diretti, contribuendo alla transizione energetica grazie alla sua versatilità e continuità operativa.
Produzione di energia elettrica
Negli impianti geotermici a media o alta entalpia, il calore estratto dal sottosuolo viene utilizzato per generare vapore, il quale aziona turbine collegate a generatori.
Questo processo consente di produrre elettricità in modo continuo, con un fattore di capacità molto alto (spesso superiore al 90%), rendendo la geotermia ideale per integrare la rete elettrica nazionale con energia stabile e rinnovabile.
Riscaldamento e raffrescamento
L’energia geotermica viene anche impiegata direttamente per fornire calore a edifici residenziali, commerciali e industriali. Sistemi come le pompe di calore geotermiche permettono di estrarre il calore dal terreno per riscaldare ambienti durante l’inverno e raffrescarli d’estate, invertendo il ciclo. È una soluzione efficiente, silenziosa e adatta anche all’integrazione con impianti fotovoltaici.
Usi agricoli e industriali
In agricoltura, la geotermia è utilizzata per il riscaldamento delle serre, per la pastorizzazione del latte, l’essiccazione dei prodotti agricoli e persino per la piscicoltura. In ambito industriale, può essere impiegata per processi che richiedono energia termica costante, come l’essiccazione di materiali, la tintura tessile o la produzione alimentare.
Teleriscaldamento geotermico
Un’altra applicazione in crescita è il teleriscaldamento geotermico, ovvero la distribuzione di calore attraverso una rete di tubature interrate a più edifici o quartieri. In Italia, esperienze virtuose si trovano a Ferrara, Vicenza, Abano Terme e Milano, dove la geotermia alimenta intere reti di riscaldamento urbano.
In sintesi, l’energia geotermica serve a coprire in modo sostenibile una vasta gamma di fabbisogni energetici, dal comfort domestico alla produzione industriale, passando per servizi pubblici e agricoltura.
Quali sono i vantaggi dell’energia geotermica
L’energia geotermica presenta una serie di vantaggi ambientali, economici e tecnici che la rendono una delle fonti rinnovabili più promettenti per il futuro della transizione energetica.
È una fonte rinnovabile e inesauribile
Il calore interno della Terra è costante e non soggetto a esaurimento su scala umana. A differenza di fonti fossili, l’energia geotermica non dipende dalle condizioni meteo o dall’irraggiamento solare, garantendo una fornitura stabile 24 ore su 24, 365 giorni l’anno.
Ha un’impronta ecologica ridotta
Le emissioni di gas serra generate dagli impianti geotermici sono estremamente basse rispetto a quelle dei combustibili fossili. In particolare, le centrali geotermiche avanzate possono essere progettate con circuiti chiusi a zero emissioni, contribuendo alla decarbonizzazione del settore energetico.
Riduce la dipendenza energetica
Investire nella geotermia consente ai Paesi di ridurre la dipendenza dalle importazioni di gas e petrolio, aumentando la sicurezza energetica. In Italia, ad esempio, le zone ad alto potenziale geotermico – come la Toscana – rappresentano un’opportunità strategica per l’autosufficienza energetica regionale.
Bassi costi operativi
Una volta realizzato l’impianto, i costi di gestione e manutenzione sono contenuti, soprattutto nel caso di pompe di calore geotermiche per uso domestico. L’elevata efficienza e durata degli impianti consente di ammortizzare l’investimento iniziale in pochi anni.
Possibilità di utilizzo in ambito urbano e agricolo
La geotermia a bassa entalpia può essere integrata anche in ambiti residenziali e rurali, grazie a tecnologie come i campi di sonde geotermiche orizzontali o verticali. Questo apre la strada a un uso diffuso e decentralizzato dell’energia geotermica, accessibile anche alle piccole comunità.
Contribuisce agli obiettivi europei
L’energia geotermica è una leva cruciale per raggiungere gli obiettivi UE di neutralità climatica entro il 2050, in linea con il Green Deal europeo e con il pacchetto “Fit for 55”.
Quali sono gli svantaggi dell’energia geotermica
Nonostante i numerosi vantaggi, l’energia geotermica presenta anche alcune criticità e limiti strutturali che ne condizionano la diffusione su larga scala, specialmente in aree non vocate.
Investimenti iniziali elevati
La realizzazione di un impianto geotermico richiede costi iniziali significativi, soprattutto per le trivellazioni profonde e le indagini geologiche preliminari. Anche se i costi operativi sono bassi, il ritorno dell’investimento può richiedere diversi anni, rendendo meno attraente questa soluzione per famiglie e PMI senza incentivi pubblici.
Limitazioni geografiche
L’efficienza di un impianto geotermico dipende fortemente dalla natura geologica del territorio.
Non tutte le aree dispongono di risorse geotermiche sfruttabili in modo conveniente, e la concentrazione degli impianti in poche regioni può limitarne l’impatto complessivo sul sistema energetico nazionale.
Rischi ambientali e sismici
In alcune zone, l’attività geotermica profonda può essere associata a micro-sismicità indotta, cioè a piccoli terremoti legati alla perforazione o all’iniezione di fluidi nel sottosuolo.
Sebbene questi episodi siano rari e generalmente di bassa entità, possono sollevare timori nella popolazione locale e richiedere rigorosi controlli tecnici.
Possibili emissioni di gas
Anche se molto più contenute rispetto ai combustibili fossili, alcune centrali geotermiche possono rilasciare gas naturali presenti nel sottosuolo, come anidride carbonica, metano o idrogeno solforato.
È quindi fondamentale adottare tecnologie di reiniezione o sistemi di trattamento per evitare impatti negativi sull’ambiente.
Vincoli normativi e autorizzativi
In Italia, come in altri Paesi europei, l’iter autorizzativo per un impianto geotermico può essere lungo e complesso, soprattutto se il progetto è localizzato in aree protette o ad alto valore paesaggistico.
Questo rallenta l’adozione della geotermia anche in zone potenzialmente favorevoli.
Energia geotermica in Italia: dove si trova e quanto viene sfruttata
In Italia, l’energia geotermica rappresenta una risorsa strategica, soprattutto nelle aree caratterizzate da elevata attività vulcanica o tettonica. Il nostro Paese è stato un pioniere mondiale nello sfruttamento del calore della Terra: basti pensare che la prima centrale geotermica al mondo fu realizzata a Larderello, in Toscana, nel 1904.
Le aree geotermiche italiane più rilevanti
- Toscana: è il cuore pulsante della geotermia italiana. L’area di Larderello, nel comune di Pomarance (provincia di Pisa), insieme ai campi geotermici di Monte Amiata e Travale-Radicondoli, rappresenta il principale distretto geotermico del Paese. Qui si concentra oltre il 90% della produzione nazionale di energia geotermica.
- Campania: il sottosuolo vulcanico dei Campi Flegrei e del Vesuvio presenta un elevato potenziale geotermico ancora in gran parte non sfruttato a fini energetici, ma oggetto di progetti di ricerca e monitoraggio.
- Lazio: la zona dei Colli Albani, vicino Roma, è nota per le sue risorse termali e geotermiche. Anche qui sono stati condotti studi per valutare la possibilità di impianti a media entalpia.
- Sicilia e isole vulcaniche: in particolare Pantelleria, Vulcano e Lipari mostrano potenzialità geotermiche elevate, legate alla loro origine vulcanica. Attualmente l’uso è limitato a scopi termali e locali, ma il potenziale di sviluppo è significativo.
L’Italia è oggi il sesto produttore mondiale di energia geotermica per uso elettrico. Nel 2023, ha prodotto circa 6 TWh di energia elettrica da fonte geotermica, con una potenza installata di circa 1.100 MW. Questo rappresenta circa l’1,7% della produzione elettrica nazionale. La quasi totalità della produzione proviene da impianti ad alta entalpia in Toscana.
Tuttavia, secondo le stime contenute nel PNIEC (Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima), la geotermia può crescere ulteriormente, specialmente nelle applicazioni a bassa e media entalpia per usi termici (riscaldamento, raffrescamento, teleriscaldamento). Il piano prevede un aumento dell’energia geotermica nei consumi totali di energia rinnovabile termica, promuovendo anche la diffusione delle pompe di calore geotermiche e incentivando la ricerca nelle aree a maggiore potenziale.
Il potenziale geotermico italiano è stimato tra 5.800 e 116.000 TWh, a fronte di un fabbisogno annuo del paese leggermente superiore ai 300 TWh, indicando un ampio margine di sviluppo.
Attualmente, circa 40 progetti geotermici, per un totale di circa 800 MW, sono in attesa di autorizzazione o finanziamento, evidenziando la necessità di semplificare le procedure burocratiche per accelerare lo sviluppo del settore.
Il ruolo della geotermia nella transizione energetica
L’energia geotermica rappresenta una delle soluzioni più promettenti per una transizione energetica sostenibile e stabile, soprattutto in un contesto in cui la sicurezza energetica e la riduzione delle emissioni di CO₂ sono priorità globali. A differenza di altre fonti rinnovabili, la geotermia garantisce una produzione costante e non intermittente, senza dipendere da sole o vento, risultando quindi particolarmente adatta a integrare il mix energetico nazionale.
Dal punto di vista ambientale, l’impatto delle centrali geotermiche moderne è estremamente contenuto, soprattutto se si adottano tecnologie a ciclo binario o sistemi a circuito chiuso, capaci di limitare le emissioni e preservare le risorse idrotermali. Inoltre, l’energia geotermica può essere sfruttata sia per produrre elettricità sia per la climatizzazione degli edifici, rendendola una risorsa estremamente versatile.
Sul piano strategico, il PNRR (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza) e il PNIEC (Piano Nazionale Integrato Energia e Clima) prevedono un rafforzamento delle fonti rinnovabili, tra cui la geotermia. Tuttavia, affinché il settore possa realmente contribuire agli obiettivi climatici europei al 2030 e alla neutralità carbonica al 2050, è necessario superare alcune barriere normative e accelerare l’iter autorizzativo per i nuovi impianti.