Il Potenziale dell’Energia Geotermica
Nel cuore della Penisola di Kola, in Russia, un gruppo di scienziati ha intrapreso un’impresa audace: perforare sette miglia, equivalenti a circa 12 chilometri, nel sottosuolo. Questo esperimento, avvenuto oltre cinquant’anni fa, rappresentava un tentativo di spingere i confini dell’ingegneria verso nuove vette. Oggi, quella stessa mentalità di esplorazione profonda viene riproposta con un obiettivo ben più pratico: sfruttare il calore della Terra come fonte di energia quasi illimitata e sempre disponibile. Le riflessioni emerse da una serie di interviste con esperti nel campo della meccanica delle rocce, innovatori nel settore della perforazione, ex ingegneri di giacimenti petroliferi e progettisti di impianti geotermici, rivelano come la tecnologia in grado di affrontare rocce ad alta pressione e temperature che raggiungono i 932°F (500°C) potrebbe rappresentare una soluzione audace e necessaria per la transizione energetica globale.
La Crescita delle Tecnologie Rinnovabili
Sebbene le fonti di energia rinnovabile come l’eolico e il solare stiano crescendo rapidamente, esse coprono ancora solo una frazione dell’80% dell’energia primaria fornita da carbone, petrolio e gas. Nel contesto di una domanda globale in costante aumento, il calore geotermico, continuamente rigenerato nel mantello e nella crosta terrestre, emerge come una risorsa densa e disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Questa forma di energia potrebbe soddisfare gran parte del fabbisogno energetico senza generare emissioni di carbonio, rifiuti radioattivi o ingenti impronte ecologiche. Secondo l’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili, il potenziale geotermico tecnicamente recuperabile è almeno dieci volte superiore all’attuale domanda mondiale di elettricità, a condizione di sviluppare tecniche di perforazione rapide ed economiche.
Le Sfide della Perforazione Geotermica
La sfida della perforazione geotermica è complessa. Ogni chilometro di profondità comporta un aumento della pressione di circa 25-30 MPa, un valore paragonabile al peso di 250 automobili familiari su un singolo metro quadrato, e un incremento della temperatura di 25-30 °C. Le rocce superficiali si comportano come vetro fragile, mentre gli strati più profondi si comportano come caramello, tendendo a chiudere i fori di perforazione. Le aste di perforazione, lunghe migliaia di metri, possono piegarsi sotto il loro stesso peso, mentre le punte di perforazione si usurano in pochi giorni. Il fango circolante deve non solo raffreddare la punta, ma anche mantenere il pozzo aperto e portare in superficie la roccia frantumata. Le trivelle rotative tradizionali, progettate per operare a profondità di tre-cinque chilometri, rallentano notevolmente oltre i dieci chilometri, motivo per cui il progetto Superprofondo Kola ha richiesto due decenni per essere completato.
Innovazioni nel Settore Geotermico
Un’azienda innovativa, la Quaise Energy, con sede in Texas, sta scommettendo su una tecnologia che utilizza onde elettromagnetiche per fratturare la roccia, un approccio che supera i limiti dell’acciaio indurito. Un’onda guida metallica di tre pollici è in grado di fornire fino a un megawatt di energia a microonde direttamente alla faccia rocciosa, vaporizzando istantaneamente granito e basalto. Poiché l’energia, e non il contatto fisico, è responsabile della frattura della roccia, non è necessario sostituire le punte, eliminando giorni di costosi fermi della trivella e ottimizzando l’economia dei pozzi ultra-profondi. Senza limiti di coppia meccanica, il foro può essere rivestito con tubi di acciaio standard mentre scende. Quaise ha già testato il suo sistema presso i Laboratori Nazionali Sandia e prevede di realizzare un pozzo dimostrativo di 3 km entro il 2026, seguito dal suo primo impianto pilota da 100 MW entro il 2030.
Progetti Futuri e Sostenibilità Ambientale
Un’altra azienda, Fervo Energy, sta adattando le tecnologie sviluppate per il gas di scisto a rocce calde e secche. Questa compagnia perfora pozzi orizzontali a circa 2,5 km di profondità, utilizzando acqua ad alta pressione per creare una rete di fratture stimolate. Si basa poi sull’effetto termodinamico secondo cui l’acqua fredda è più densa di quella calda, permettendo al fluido di circolare senza l’ausilio di pompe. I primi esperimenti condotti in Nevada hanno raggiunto una produzione di 3,5 MW, mentre un test a 400 °C in Utah punta a generare 90 MW, sufficienti per alimentare oltre 400.000 abitazioni. Grazie all’uso di trivelle per giacimenti petroliferi, Fervo sostiene di poter replicare rapidamente gli impianti in qualsiasi area con crosta calda, potenzialmente coprendo il 70% degli Stati Uniti continentali.
Il Futuro dell’Energia Geotermica
Tradizionalmente, i cluster geotermici si trovano lungo i confini delle placche tettoniche, come in Islanda, Nuova Zelanda e California settentrionale, dove il magma solleva rocce calde vicino alla superficie. I sistemi geotermici avanzati (EGS) mirano a espandere questa tecnologia a livello globale. Che si tratti di perforazione elettromagnetica, reti di fratture stimolate o radiatori sigillati, le nuove tecnologie potrebbero sbloccare energia continua attraverso i continenti, integrando le fonti rinnovabili intermittenti e riducendo la necessità di stoccaggio stagionale di batterie. Secondo McKinsey & Co., se i tassi di perforazione raggiungeranno quelli della crescita dello shale degli anni 2000, solo negli Stati Uniti si potrebbero installare 90 GW di capacità EGS entro il 2050.
