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Geotermia a bassa entalpia: cos’è e come funziona

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La geotermia a bassa entalpia è una forma di energia pulita, rinnovabile e gratuita presente in quasi tutto il territorio nazionale. La geotermia ha visto negli ultimi anni uno sviluppo sempre maggiore, soprattutto nei paesi nordici, ma sta prendendo sempre più piede anche nel nostro paese. Vediamo cos’è la geotermia a bassa entalpia e come funziona.

geotermia a bassa entalpia
Geotermia a bassa entalpia (foto di longdan91 - fonte. pixabay.com)

Cos'è la geotermia a bassa entalpia

All’interno del sottosuolo è presente una fonte inesauribile di energia in grado di riscaldare e raffrescare le abitazioni e non solo. La geotermia a bassa entalpia è infatti una fonte di energia pulita, rinnovabile ed inesauribile che sarebbe opportuno sfruttare di più.

Oggi esistono già degli impianti a pompa di calore geotermica (Ground Source Heat Pump – GSHP) anche se sono ancora in fase di sperimentazione. In ogni caso la geotermia viene già utilizzata in alcuni casi ma ad oggi ha un costo ancora eccessivamente maggiore rispetto ad altre fonti di energia.

L’energia geotermica infatti soddisfa solamente lo 0,3% del fabbisogno attuale globale anche se è in costante aumento con l’augurio che in futuro possa diventare una delle fonti principali di enegia.

Come funzionano i sistemi geotermici a bassa entalpia

Gli impianti geotermici a bassa entalpia hanno una temperatura del serbatoio geotermico inferiore ai 90 °C e sono definiti a bassa entalpia perchè l’approvvigionamento del calore avviene per uso diretto. Per utilizzare questi sistemi occorre avere un gradiente geotermico presente sotto i 15 metri di profondità dal piano campagna e per questo si possono utilizzare in gran parte del territorio italiano. Ma a causa dello scavo della sonda in profondità il costo di questi impianti è elevato rispetto ad altri più tradizionali. 

In ogni caso però la geotermia è una forma di calore pulita, rinnovabile e sicura nel tempo ed ecocompatibile destinata a crescere nel prossimo futuro. Man mano che si scende in profondità verso il nucleo della Terra la temperatura aumenta con un gradiente geotermico medio e precisamente 30 °C per ogni km di profondità.

Quando si parla di uso diretto del calore si intende:

  • climatizzazione degli ambienti, 
  • produzione di acqua calda sanitaria (ACS), 
  • usi termali, 
  • usi agricoli (riscaldamento serre, pastorizzazione di derivati dal latte, 
  • essiccazione e fermentazione di prodotti alimentari), 
  • acquacoltura e usi industriali.

Come viene sfruttata l'energia geotermica

Abbiamo visto che l’energia geotermica è una fonte pulita e sostenibile che può essere utilizzata per moltissimi utilizzi. Gli impianti che sfruttano il calore terrestre a bassa entalpia sono:

  • impianti che utilizzano uno scambiatore di calore per trasferire il calore del fluido geotermico ad un circuito secondario collegato con l’utenza (sia singole utenze che reti di teleriscaldamento);
  • impianti che utilizzano direttamente il fluido geotermico;
  • impianti a pompa di calore geotermica (PdC) (sia singole utenze che reti di teleriscaldamento) e possono a loro volta essere di due tipi:  a circuito aperto (open loop) o a circuito chiuso (closed loop)
Questi impianti che sfruttano il calore della terra sono impianti molto sofisticati e la loro installazione e progettazione richiede la conoscenza di informazioni di carattere geologico, idrogeologico e termico. E’ necessario capire qual è il valore di temperatura del sottosuolo, le conducibilità e diffusività termiche degli strati di terreno e rocce, il livello dell’acqua di falda, le caratteristiche dell’acquifero e il flusso sotterraneo.
 

Pompe di calore geotermico a bassa entalpia

Le pompe di calore geotermico a bassa entalpia (acqua-acqua) hanno maggiori vantaggi rispetto a quelle tradizionali (aria-aria) in quanto sfruttano la temperatura del terreno fissa e costante durante tutto l’anno ottenendo così maggiore efficienza e un  in termini di consumi energetici con una riduzione dei consumi energetici del 30%-70% in riscaldamento e del 20%-50% in raffrescamento.

Le prestazioni di questi impianti dipendono sostanzialmente da tre fattori:

  • temperatura e proprietà termofisiche del terreno,
  • efficacia del sistema di geoscambio,
  • efficienza della PdC.
Non potendo agire sulle proprietà del terreno la tecnologia ha fatto e sta facendo miglioramenti sulla progettazione e sull’efficienza di tali macchine e il modo con cui vengono alloggiate nel terreno. Ad esempio recentemente sono stati fatti alcuni interventi per utilizzare la CO2 come nuovo fluido refrigerante della PdC per avere un minor impatto ambientale rispetto ai refrigeranti comunemente utilizzati.

Vantaggi e Svantaggi

I sistemi geotermici a bassa entalpia presentano molti aspetti positivi ma come tutte le cose hanno anche aspetti negativi, per cui è bene conoscerli prima di decidere di installare un impianto di questo tipo. 

Tra gli aspetti vantaggiosi ci sono:

  • elevata efficienza energetica e consumi ridotti;
  • risparmio economico a lungo termine;
  • sostenibilità ambientale;
  • affidabilità e durata nel tempo;
  • scarsa manutenzione.
Tra gli svantaggi occorre considerare il costo e l’investimento iniziale molto elevato rispetto ad altri sistemi, la necessità di avere uno spazio adeguato in giardino per le sonde geotermiche e le possibili interruzioni di servizio a causa di guasti o malfunzionamenti dell’impianto.

Impianto geotermico a bassa entalpia: Costi

Una volta capita l’utilità e l’efficienza di un impianto che sfrutta la geotermia a bassa entalpia, occorre anche capire quale sarà il costo da sostenere. Mediamente possiamo dire che l’installazione di un impianto di questo tipo ha un costo medio che può variare tra i 15.000 e i 25.000 euro

Il costo può variare se si usano sonde geotermiche verticali o orizzontali e se si vanno a sostituire i termosifoni con pannelli radianti a pavimento. A questo occorre aggiungere poi le spese per per le perforazioni e per l’installazione delle sonde geotermiche (es. il costo per trivellazione del pozzo geotermico).

Ovviamente è possibile sfruttare gli incentivi fiscali del Conto Termico e dell’Ecobonus oltre  Bonus Teleriscaldamento, introdotto recentemente dalla Legge di Bilancio 2023, con detrazioni che variano dal 50% al 65% in base alle tipologie di interventi effettuate.

Anche se la spesa iniziale è abbastanza elevata, considerando gli incentivi fiscali e il risparmio energetico effettivo e immediato mediamente si ha un ritorno dell’investimento in circa 5-6 anni.

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