Energia geotermica: costi, detrazioni, vantaggi e potenzialità

L’energia geotermica è una fonte rinnovabile e pulita, che può dare un importante contributo alla transizione energetica del nostro Paese. La geotermia è adatta anche ad un impianto domestico per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria. L’energia geotermica ha un enorme potenziale: sempre disponibile e costante nel tempo. Ecco come funziona, i costi, che vantaggi offre e come la si può sfruttare.

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Energia geotermica: costi, detrazioni, vantaggi e potenzialità

L’energia geotermica è una fonte di energia rinnovabile ampiamente disponibile, in quanto deriva dal calore naturalmente presente del terreno; nonostante i numerosi vantaggi, questa fonte energetica non è ancora sfruttata al massimo, nemmeno in Italia, paese in cui le disponibilità sono elevate. In ottica di sviluppo sostenibile e di riduzione dell’impatto ambientale, è sicuramente una delle soluzioni da considerare sempre di più per il futuro, sia in edilizia, che in altri settori produttivi. Del resto, se l’obiettivo è favorire la decarbonizzazione, è essenziale incentivare la diffusione di soluzioni impiantistiche alternative a quelle tradizionali che sfruttano fonti fossili.

Per quanto non sia ancora diffusa quanto altre fonti e oggi copra non più del 1-2% del fabbisogno energetico mondiale, la geotermia ha una storia lunga. La parola deriva dal greco e significa “Calore della Terra” ed oggi è la scienza che, appunto, studia il calore contenuto nella terra e il suo trasferimento. L’energia geotermica è contenuta, sotto forma di calore, nel sottosuolo ed è possibile sfruttarla trasferendola dalle profondità fino in superficie, attraverso vettori fluidi. La natura ci offre spesso dimostrazione di questa forma di energia, attraverso i vulcani, i gyser e le sorgenti di acqua calda.

Le sue origini risalgono alla preistoria, in quanto da sempre l’uomo sfrutta il calore proveniente dalla terra, come vapori o i bagni termali. Ma per produrre energia nel mondo in cui lo intendiamo oggi è necessario arrivare al 1892, quando in Toscana si sfruttarono i vapori provenienti da perforazioni nel sottosuolo per un complesso industriale della zona. Inoltre, viene usata dai primi anni del ‘900 per la produzione di elettricità e il primo impianto venne realizzato sempre a Lardarello, in Toscana.

Che cos’è e come funziona la geotermia

Come anticipato, con la geotermia si sfrutta il calore naturalmente contenuto nel sottosuolo, che si genera a seguito dei processi di decadimento nucleare di alcuni elementi che lo compongono, come ad esempio l’uranio. Questo fenomeno genera molta energia e riesce a riscaldare il Pianeta, che assume temperature più o meno elevate a seconda della profondità e della composizione geologica.

Il fatto che questa energia arrivi dal sottosuolo fa si che sia totalmente svincolata da fenomeni quali, ad esempio, il clima. A differenza del fotovoltaico, perciò, questa forma di energia rinnovabile è costante, durante le stagioni e il trascorrere del giorno, e sempre disponibile.

Come funziona l’energia geotermica
Per sfruttare questa energia si realizza una centrale geotermica. In quelle zone del Pianeta in cui si hanno le condizioni più favorevoli, si creano dei pozzi di estrazione, che scendono nel terreno per pochi chilometri e attraverso i quali il vapore risale verso la superficie. Questi vapori, poi, sono convogliati verso una turbina, che viene così messa in moto, generando energia meccanica. Tramite un alternatore, poi, quest’ultima viene trasformata in energia elettrica. I vapori a questo punto vengono raffreddati in un condensatore, ottenendo dell’acqua che viene reimmessa nel sottosuolo.

L’entalpia, come riporta l’Unione Geotermica Italiana, può essere considerata così: “più o meno proporzionale alla temperatura, è usata per esprimere il contenuto termico (energia termica) dei fluidi, e dà un’idea approssimativa del loro ‘valore’”. Di solito la geotermia si divide in bassa, media e alta entalpia, in base al criterio più comune di classificazione delle risorse geotermiche. L’alta entalpia, caratterizzata da temperature superiori ai 150 °C, è ideale per la produzione di energia geotermoelettrica. La produzione di energia elettrica da fonte geotermica nasce in Italia, a Larderello, all’inizio del XX secolo, dove sorse il primo impianto di produzione industriale al mondo. Oggi esistono diverse tipologie di centrali geotermiche, che sfruttano fluidi come come il vapore e l’acqua.

C’è poi la geotermia a media entalpia (tra 80 e 150 °C), utile per la produzione di energia elettrica e per il teleriscaldamento.

Pompa di calore geotermica per le abitazioni

Più interessante, a livello di sfruttamento per fini domestici, quella a bassa entalpia (tra 20 e 80 °C): anche in questo caso riguarda lo sfruttamento del sottosuolo come serbatoio termico per riscaldare, prelevando calore in inverno, e raffrescare, cedendolo in estate. Questa forma energetica non richiede la necessità di sonde a grande profondità ed è praticamente sfruttabile ovunque.

Come funziona un impianto geotermico a bassa entalpia

Una pompa di calore geotermica è una macchina frigorifera, che effettua una sorta di scambio di calore, trasferendolo da una fonte più fredda ad una più calda. Nel caso delle pompe geotermiche la sorgente di energia è, appunto, il calore contenuto nel terreno, che viene “raccolto” attraverso delle sonde geotermiche installate nel terreno e collegate alla pompa di calore.

Nelle sonde scorre un fluido termovettore, responsabile del trasporto dell’energia accumulata fino alla pompa di calore, alimentata ad elettricità. Dalla pompa di calore, poi, il calore viene distribuito in tutto l’edificio, ad esempio attraverso dei pannelli radianti a pavimento.

Pompa di calore terra/acqua di falda Thermalia®
La pompa di calore Hoval Thermalia estrae l’energia geotermica dal suolo e la trasforma in energia per il riscaldamento, il raffrescamento e la copertura del fabbisogno di acqua calda. Per ottimizzare il rendimento si può combinare con i collettori solari. 

Le sonde geotermiche, generalmente realizzate in tubi di polietilene, possono essere verticali o orizzontali: nel primo caso scendono in profondità nel terreno (anche 100/150 metri) attraverso apposite tecniche di carotaggio e permettono la circolazione di un fluido nel loro interno, che scende e risale  scambiando calore con il sottosuolo, seguendo una forma a “U”, una sorta di scambiatore a circuito chiuso tra pompa di calore e terreno facendo circolare un fluido termovettore, generalmente acqua glicolata. Nel secondo vengono disposte in orizzontale e più in superficie.

Prima di installare le sonde è sempre opportuno richiedere una consulenza geologica, in quanto è necessario verificare che il terreno sia adatto ad ospitare le sonde: le condizioni migliori si hanno quando il sottosuolo è umido e sabbioso, le peggiori con un terreno secco e roccioso.

E le pompe di calore geotermiche?

La geotermia è alla base anche del funzionamento di alcune pompe di calore, quindi di impianti di piccole dimensioni adatti anche al riscaldamento domestico di un solo edificio. In questo caso, il suolo è la sorgente esterna sfruttata dalla pompa di calore per produrre energia.

Pompa di calore geotermica Vitocal 300-G di Viessmann che ricava calore dal terreno
La Pompa di calore geotermica Vitocal 300-G di Viessmann utilizza il calore presente nel terreno e nell’acqua di falda. E’ adatta sia per le nuove costruzioni che negli interventi di riqualificazione di abitazioni mono- e bifamiliari. In classe di efficienza A++ garantisce ottimo rendimento, risparmio energetico, bassi consumi e costi contenuti.

Ad esclusione dei primi metri, scendendo in profondità la temperatura del sottosuolo diventa costante, pari circa a 12°C durante tutto l’anno, garantendo all’impianto performance elevate e costanti. L’impianto si compone di sonde all’interno delle quali scorre un fluido che viene riscaldato (scambio termico per conduzione) dal calore del terreno, per poi risalire verso la pompa di calore, in cui si genera il calore necessario per il riscaldamento domestico o per la produzione di acqua calda. Il fluido a questo punto rilascia tutto il calore accumulato e viene nuovamente spinto nel terreno.

I vantaggi e gli svantaggi della geotermia

I vantaggi dell’energia geotermica, come è semplice intuire, risiedono sicuramente nel suo essere rinnovabile e pulita, oltre che a disposizione in modo gratuito. Sfruttare questa fonte energetica significa abbattere le emissioni di CO2, di polvere sottili e di altre sostanze inquinanti. L’energia geotermica, inoltre, assicura un’elevata produzione di energia elettrica, che non viene in alcun modo influenzata da fattori atmosferici come la temperatura o le stagioni, tanto da essere considerata una fonte energetica prevedibile e programmabile. I vantaggi dell’energia geotermica non mancano nemmeno nelle applicazioni domestiche. Infatti, anche se in Italia le pompe di calore geotermiche sono ancora poco diffuse, è ormai nota la loro efficienza, maggiore rispetto a quella di altri impianti. Questo assicura anche minori costi di esercizio rispetto a un sistema tradizionale a metano, a gpl o ancor più a gasolio. Oltre al riscaldamento geotermico e al raffrescamento, una PdC geotermica permette anche la produzione di acqua calda sanitaria, riducendo così i tempi di ammortamento. Ricordiamo poi che un impianto di questo genere contribuisce ad aumentare la classe energetica dell’immobile e il suo valore sul mercato.

I vantaggi e gli svantaggi della geotermia

Inoltre, non ci sono prodotti di scarto, in quanto il vapore viene trasformato in acqua pulita che può tranquillamente essere reimmessa nel terreno per un nuovo ciclo. Tutto ciò assicura anche un interessante risparmio economico. Si tratta infine di impianti longevi e che richiedono poca manutenzione.

I limiti principali di questa soluzione, invece, riguardano il fatto che la disponibilità di questa fonte energetica non è equamente distribuita su tutto il Pianeta e, in alcuni casi, è necessario raggiungere elevate profondità, rendendo l’impianto meno economico e di più complessa realizzazione.  Per questo motivo, infatti, nella maggior parte dei casi si sceglie questa soluzione in occasione di nuove costruzioni, predisponendo le sonde prima ancora che l’edificio sia realizzato.

Quando e dove conviene usare un impianto geotermico?

Gli impianti a pompa di calore geotermica sono adattabili a qualsiasi tipo di edificio, dal residenziale alla pubblica utilità. Quando pensare a una realizzazione? In tutti gli edifici in costruzione rappresenta sicuramente una soluzione ideale.

Più complessa è la fattibilità di realizzare un impianto a energia geotermica in un edificio esistente: in quel caso è necessario un parere esperto che potrà verificare la possibilità, i costi e l’efficacia del sistema. Per quanto riguarda il tipo di terreno ideale, il territorio italiano è largamente funzionale alla sua esecuzione.I vantaggi della pompa di calore geotermica abbinata al fotovoltaicoInfine, se la pompa geotermica è abbinata a un impianto fotovoltaico, quest’ultimo permette di fornire l’energia necessaria alla pompa di calore, riducendo ulteriormente consumi e costi.

Quanto costa un impianto a pompa di calore geotermica

Una pompa di calore geotermica può avere costi importanti. Come detto in precedenza, ciò che incide notevolmente non è tanto l’acquisto e l’installazione del macchinario principale, ma piuttosto la realizzazione degli scavi e la posa delle sonde nel terreno. Un impianto geotermico domestico, per un edificio di circa 100 mq, può costare anche fino a 25.000 euro con prezzi crescenti anche in relazione alla superficie da riscaldare e, quindi, alla potenza installata. Inoltre, a quello dell’impianto, purtroppo, possono sommarsi anche eventuali costi dovuti ad autorizzazioni per le perforazioni e per la posa delle sonde.

A supporto di chi decide di investire in questa fonte energetica rinnovabile, ci sono però gli incentivi fiscali. Per le pompe di calore geotermiche, infatti, è possibile beneficiare del Conto Termico e dell’Ecobonus, con detrazioni che variano dal 50% al 65% a seconda degli interventi realizzati. Nello specifico, per le pompe di calore è prevista una detrazione pari al 65% della spesa sostenuta. Per quanto riguarda il Conto Termico 2.0, gestito dal GSE, incentiva interventi di riqualificazione energetica sostenuti da PA e privati. Tra le spese ammesse c’è anche la sostituzione dell’impianto di climatizzazione esistente con una pompa di calore, anche geotermica. In questo caso l’incentivo varia e viene calcolato tramite apposita formula, che considera la potenzialità dell’intervento e l’energia termica annua prodotta. Nel primo caso si ottiene un vero e proprio contributo economico per l’acquisto e l’installazione, nel secondo caso di beneficia dell’agevolazione mediante le detrazioni fiscali.


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