Gregor Goetzl, 22 July 2020
Il termine energia geotermica copre un ampio campo di applicazioni a diversi livelli di profondità e temperatura o sulla base di diverse tecnologie per estrarre il calore geotermico. Sebbene tutti i tipi di energia geotermica provengano dall’interno della Terra, le tecnologie differiscono chiaramente nella loro gamma di applicazioni e concetti. In questo blog daremo un’occhiata ai termini” shallow “e” deep geothermal ” e cercheremo di spiegare come questi sistemi differiscono e cosa hanno in comune.
Cosa hanno in comune l’energia geotermica “superficiale” e “profonda”?
Si deve tenere presente che il solo flusso di calore terrestre, compreso tra < 50 mW/m2 e 200 mW/m2, non è abbastanza forte per fornire applicazioni geotermiche. Pertanto, utilizzare l’energia geotermica in tutti i suoi diversi tipi significa raccogliere il calore immagazzinato in rocce porose e piene d’acqua del sottosuolo, che è disponibile intorno all’anno alla stessa capacità. L’utilizzo sostenibile richiede un’adeguata pianificazione e gestione delle risorse!
Entrambi i sistemi, “shallow” e “deep geothermal” consentono il riscaldamento, il raffreddamento e lo stoccaggio del calore sotterraneo e, oltre all’energia petrolchimica (ad esempio Roccia secca calda), si riferiscono agli stessi principi tecnologici per il recupero del calore dal sottosuolo.
Ok, e come si differenziano la geotermia” superficiale “e” profonda”?
Per prima cosa, diamo un’occhiata alla terminologia: I termini “superficiale” e “profondo” si riferiscono alla profondità dell’assorbitore di calore, che può raccogliere calore dall’acqua sotterranea con un sistema ad anello aperto o dal terreno solido con uno scambiatore di calore ad anello chiuso. Non esiste una definizione uniforme per “superficiale”e ” profondo”. Nella maggior parte dei paesi, la separazione della profondità è regolata dalla legge mineraria che richiede un permesso per perforazioni (per lo più tra 100 e 400 metri sotto la superficie). La legge mineraria influenza il mercato di perforazione e la gamma di profondità. Per livelli di profondità fino a circa 150 metri, esiste un grande mercato che offre bassi costi di perforazione, il che rende l’energia geotermica superficiale accessibile anche alle famiglie private. Al contrario, l’energia geotermica profonda richiede una pianificazione a lungo termine e investimenti elevati per quanto riguarda i costi di perforazione.
Inoltre, le gamme di temperatura e capacità separano la geotermia “superficiale” e “profonda”. I sistemi geotermici poco profondi funzionano a livelli di temperatura compresi tra 0°C e fino a 30°C, che è considerata come temperatura ambiente atmosferica – per questo motivo può anche essere chiamato calore ambientale geotermico (vedi figura 1). Contrariamente all’uso diretto della geotermia profonda, l’energia geotermica superficiale richiede una pompa di calore per elaborare il calore per il riscaldamento degli ambienti (uso indiretto di energia termica). Tuttavia, a differenza della geotermia profonda, consente un raffreddamento diretto (libero), che lo rende molto attraente nelle aree urbane. L’energia geotermica superficiale fornisce capacità fino a 5 MWth, per singoli edifici o reti di riscaldamento e raffreddamento a bassa temperatura 5G decentralizzate. A causa dei livelli di temperatura più elevati tra 30°C e fino a 200°C, la geotermia profonda viene utilizzata prevalentemente nei processi industriali e nelle reti di riscaldamento 2G-4G centralizzate convenzionali. Inoltre, l’energia geotermica profonda consente di produrre elettricità a livelli di temperatura superiori a 90°C, il che la rende attraente per le applicazioni di cogenerazione.
La nostra conclusione – l’energia geotermica è un vero tuttofare!
Non esiste una linea di confine uniforme e rigorosa tra “geotermica superficiale” e” geotermica profonda”. Entrambi i concetti contribuiscono alla transizione verso un futuro paesaggio energetico privo di carbonio. La scelta della giusta fonte di riscaldamento o raffreddamento, considerando anche altre fonti rinnovabili, deve corrispondere al livello di exergia richiesto dalla vostra applicazione termica (vedi figura 2). Pertanto, la prioritizzazione exergetica sarà fondamentale per raggiungere la transizione verso l’approvvigionamento energetico verde. Perché utilizzare una fonte di energia ad alta entalpia come il gas verde o la biomassa per un uso a bassa entalpia, come il riscaldamento degli ambienti?
Sommario
| Caratteristiche | Geotermico Superficiale | Geotermia Profonda |
| intervallo di Profondità | Non hai i permessi per la foratura, foratura standard gamma, fino a circa 150 metri | Permessi per la perforazione richiesto, profondità di foratura >150 metri per 5.000 metri |
| il livello di Temperatura | 0 °C a <30 °C | 30 °C a 200 °C |
| Termica capacità | <10 kW e <5 MW | 1 MW >50 MW |
| la produzione di energia Elettrica | No produzione di energia elettrica possibile | Binario cerchio: 90 °C – 200 °C utilizzo Diretto: >200 °C |
| di Raffreddamento | Free cooling | raffreddamento Forzato (adsorbimento, assorbimento) |
| la fornitura di Calore | Singoli edifici 5G di riscaldamento e di raffreddamento reti | di calore Industriali 2G al 4G reti di teleriscaldamento |
Per ulteriori informazioni su MUSE e la geotermia in generale, si prega di contattare il nostro coordinatore del progetto:
Gregor Goetzl, [email protected]
Altre MUSE Post:
- Quadro giuridico, procedure e politiche di utilizzo dell’energia geotermica superficiale nei paesi partner dell’UE e del MUSE
- Articolo della BBC sulle attività del MUSE a Cardiff
- Attività dell’area pilota – #14 Valutazione delle risorse di energia geotermica superficiale nell’agglomerato di Varsavia, Polonia
- Attività dell’area pilota – #13 Indagine geofisica e monitoraggio delle acque sotterranee a Bruxelles, Belgio
- MUSE a “EGU2020: Condivisione Geoscience Online” – Conferenza geoscience online gratuita
- Attività dell’area pilota – #12 Utilizzo delle acque sotterranee termali nell’area urbanizzata di Zagabria, Croazia