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La geotermia in California il problema acqua.

23 luglio 2010

Una delle forme più interessanti di energia verde rinnovabile è quella geotermica che sfrutta il calore naturale all’interno della Terra per fornire calore ed elettricità. Purtroppo, l´energia geotermica è praticabile solo in aree limitate in tutto il mondo, a causa dello spessore della crosta terrestre e del tipo strati. Uno di questi luoghi fortunati è il sud-ovest americano, la parte orientale della California e gli stati del Nevada, Arizona, New Mexico e Colorado. Giá sedici impianti geotermici sono presenti in California nella Imperial Valley e sono tra i primi segni di quello che la California spera diventere con un boom delle energie rinnovabili. Ma senza acqua questi impianti non possono generare energia e la loro acqua viene da lontano dal fiume Colorado.

Risorse geotermali nelle valli di Napa e Sonoma in california

Ci sono 24 paesi in tutto il mondo che producono 10.000 MW cioé abbastanza energia elettrica affidabile per soddisfare le esigenze di 60 milioni di persone. La Repubblica delle Filippine genera il 23% della sua elettricità da energia geotermica ed è il secondo produttore mondiale dopo gli USA. L’energia geotermica può preservare l’ambiente nei paesi in via di sviluppo e possono fornire energia stabile per le case, l’industria e per l’indipendenza energetica nazionale. La geotermia ha aiutato i paesi in via di sviluppo come l’Indonesia, Messico, Guatemala, Costa Rica e Filippine.

In altri paesi, le prospettive di sfruttamento dell’energia geotermica sono molteplici. L’Australia ha scoperto nei territori interni un enorme deposito di rocce calde che potrebbero fornire energia verde in futuro. In Africa, alcuni esperti pensano che la Rift Valley, che si estende dalla parte nord del Mar Rosso fino al Mozambico, è ideale per la produzione di energia geotermica. L’United Nations Environment Programme, con sede a Nairobi, pensa che il potenziale geotermico della Rift Valley è 14.000 MW, ma fino ad oggi solo 200 MW in realtà viene catturata. Gli appassionati di potenza geotermica dicono che potrebbe fornire il 10-25% di energia della regione entro il 2030.

Gli Stati Uniti continuano a produrre energia elettrica geotermica più di ogni altro paese, circa il 30% del totale mondiale. La disponibilità di energia geotermica negli Stati Uniti è essenzialmente limitata al sud-ovest e Rocky Mountain e poche altre parti del paese, come si può vedere dalla mappa qui sotto.

Nella figura la temperatura delle rocce a 6 Km. di profonditá.

Nel 2007, la energia geotermica è stata la terza maggiore fonte di energia rinnovabile negli Stati Uniti. Oggi gli Stati Uniti hanno circa 3.000 MW di energia geotermica collegato alla rete. L’energia geotermica prodotta é di 14.885 gigawattora di elettricità nel 2007, che rappresentavano il 4% del consumo di energia elettrica rinnovabile di energia negli Stati Uniti.

In California, lo stato con la più grande quantità di energia geotermica on-line, l´energia elettrica da risorse geotermiche rappresentava il 5% della produzione di elettricità dello Stato nel 2003.

I ricercatori del US Department of Energy’s stimano che sfruttando una linea di faglia al di sotto della Imperial Valley iavrebbe fornito circa 2.300 MW di potenza, l’equivalente di un grande impianto di energia nucleare. Per una serie di ragioni, gli impiantinon possono utilizzare l’acqua dal mare ma devono sfruttare la stessa fonte di acqua che rende la Imperial Valley una delle zone agricole più produttive nel mondo.
Gli impianti geotermici della Imperial velley utilizzano pozzi profondi per arrivare a migliaia di metri sotto terra fino alle rocce surriscaldate. Alcuni degli impianti usano un processo chiamato lampeggiante, in cui la calda salamoia che è già presente nella roccia viene estratta a pressione. Una volta portato in superficie, la variazione di pressione fa sì che la salamoia calda diventa vapore che fa girare poi le turbine per generare elettricità.

Un impianto geotermico lampeggiante

Gli impianti lampeggianti hanno relativamente poco bisogno di acqua per il raffreddamento, ma funzionano solo se li impianto si trova direttamente sopra la parte più calda del campo geotermico, che in questo caso è proprio sulle rive del Mar Salton.Per sfruttare appieno il potenziale geotermico della regione deve essere utilizzato un diverso tipo di impianto chiamato un impianto a ciclo binario.
In un impianto a ciclo binario, il calore dell´acqua geotermica è utilizzata per la vaporizzazione di un “fluido di lavoro.” Il vapore poi alimenta un generatore a turbina. Siccome gli impianti a ciclo binario sono in grado di produrre energia a temperature più basse, possono essere costruiti quasi ovunque nella valle.

Per un funzionamento efficiente si richiede che l´acqua venga iniettata in profonditá (2-5 km) fino alle rocce calde con temperature tipicamente di circa 200 ° C. Al fine di consentire il flusso di acqua in piccole fratture sono costruiti degli scambiatori di calore sotterranei. Quando l’acqua passa attraverso lo scambiatore di calore, viene rapidamente riscaldata ad alta temperatura per contatto con la roccia calda. L’acqua surriscaldata viene quindi mandata verso la superficie dove l’energia termica viene convertita in energia elettrica.

Per oltre 100 anni la California  dipendeva dall´acqua esistente dall’altra parte delle Montagne Rocciose. Per il funzionamento, i nuovi stabilimenti geotermici richiedono della stessa acqua che irriga le colture nella Imperial valley e che fornisce anche l’acqua agli abitanti assetati di Los Angeles: il fiume Colorado.
Il problema ora é che la stessa acqua deve far fronte ad una enorme domanda con poca offerta.

Nel sud-ovest americano, il problema energetico è l’acqua e le richieste per la fornitura di acqua raggiungerà un punto critico nel 2021. Sembra cosí che la rivoluzione energetica verde stia per morire di sete prima ancora di crescere.
Il Colorado è anche una grande fonte di energia idroelettrica che alimenta la Southwest, con gran parte della sua energia. Al di là dell’energia che proviene direttamente sotto forma di energia idroelettrica, le acque del fiume sono inoltre essenziali per il funzionamento di centrali termoelettriche, che si basano su di esso per il raffreddamento.
Quando l´Hoover Dam è stato terminato nel 1936, è stata la più grande diga del mondo e una meraviglia moderna. Un´altra diga è nel National Historic Landmark ed è stata considerata come una delle sette meraviglie della ingegneria moderna e non si limita a fornire acqua per i generatori di Hoover Dam, il suo serbatoio fornisce il 90% dell’acqua di Las Vegas.

Dal 1999, il lago Mead è sceso dell’1% circa all’anno. Oggi la linea d’acqua che si ritira ha esposto un’ampia striscia bianca di calcite che è stato ribattezzato “anello vasca” dalla gente del posto. Esso serve ad evidenziare la difficile situazione di contrazione del lago di contrazione. Entro il 2012, la superficie del lago potrebbe scendere al di sotto della condotta esistente che fornisce acqua a Las Vegas.

Le 17 turbine di Hooper Dam hanno una capacità di generazione combinata di 2080 MW, quando il serbatoio è pieno al suo livello normale. A febbraio, il declino del lago ha ridotto la capacità della diga di un quinto. Quando il livello del lago diminuisce. la pressione dell’acqua, che guida le turbine del generatore, scende anche e ad un certo punto che si formano delle bolle di aria tra le pale delle turbine che fanno tremare le eliche e fanno tremare l´intero edificio.
Le vibrazioni possono danneggiare le turbine per cui gli ingegneri devono fermare i generatori. Gli stati interessati dalla diga stanno investendo milioni di dollari in nuove turbine per ridurre la minaccia di formazioni di bolle di aria e farle funzionare con altezze inferiori del livello del lago.

Sul lato Arizona del lago, una stazione di pompaggio tira l’acqua da un brand sotto la superficie del lago per raffreddare il Navajo Generating Station, un impianto da 2,25 gigawatt a carbone situato nella riserva Navajo Nation. E ‘stato costruito per fornire elettricità per le città da Tucson a Los Angeles. L’impianto Navajo dipende dall’acqua del fiume Colorado per raffreddare il vapore dalle sue turbine, per l’acqua di condensazione nelle caldaie e per il riutilizzo dello stabilimento.

I Navajo Generating Station.

Il Sud-ovest americano ha vissuto anni di siccità nel passato, la siccità che ha ucciso la cultura Anasazi. L’insorgenza di tali periodi di siccità non ha nulla a che fare con il riscaldamento globale, ma una nuova siccità prolungata potrebbe sicuramente provocare gravi interruzioni nello sviluppo delle energie rinnovabili. La generazione di energia idroelettrica sarebbe ovviamente colpita, ma sarebbe colpita anche la nuova energia geotermica verde e pure gli mpianti solari a concentrazione.
La Nazione Navajo si è unita ad altri leader nativi americani assalendo gli ambientalisti che hanno cercato di bloccare o spegnere le centrali a carbone che offrono posti di lavoro vitali e delle entrate per le tribù del nord Arizona. Il risultato è un conflitto che contrappone ambientalismo contro i diritti dei nativi.

Coltivazioni nella Imperial Valley e gli impianti geotermici che competono per l´acqua

I nativi americani e il presidente della Navajo Nation, Joe Shirley Jr., hanno espresso un forte sostegno per una risoluzione della tribù Hopi che dichiarano i gruppi ambientalisti sgraditi sui loro territori. Ed hanno dichiarato che gli attivisti ambientalisti e le loro organizzazioni sono tra le più grandi minacce alla sovranità tribale, alla auto-determinazione tribale e alla loro ricerca per l’indipendenza.

C’è una tempestiva soluzione a tutti questi problemi:  la Hyperion Power Generation ha sviluppato un reattore nucleare in miniatura in grado di alimentare 25.000 abitazioni.
http://en.wikipedia.org/wiki/Hyperion_Power_Generation

http://www.hyperionpowergeneration.com/

(Vorrei segnalare all´amico Elmar questi siti per sapere cosa ne pensa lui che di questi argomenti é certamente piú dotto di me e se questa tecnologia merita un articolo da parte sua )

Non ha bisogno di acqua e non produce emissioni.  Purtroppo, burocrati miopi del DOE statunitense e l’amministrazione Obama hanno preferito concentrarsi sul “carbone pulito” ,  tecnologia che richiede più acqua dolce e piú fonti di energia di quanto riesca a produrne.

SAND-RIO

Categorie:Energie
  1. ice2020
    23 luglio 2010 alle 14:06

    Non conoscevo questìaltro sistema per ricavare energia dal sottosuolo, sfruttando il calore della profondità della crosta terrestre!

    Certo che come dici te, è difficile ttuarlo in più parti del mondo per la diversa condizione geofisica dei territori…ed immagino che costi anche parecchio!

    Cmq gli ambientalisti sn sempre di mezzo, ed assieme ai loro amici fanatici dell ipcc stanno contribuendo a mietere vittime!

    simon

  2. 23 luglio 2010 alle 14:13

    Premetto che l’argomento in questione mi ha sempre interessato per un semplice motivo, abito a Napoli e a pochi km da qui esiste una vasta zona chiamato non a caso Campi Flegrei nota fin dall’antichità per la ricchezza di zone da dove emerge vapore, acqua bollente, fanghi etc.
    Non ho mai capito per quale motivo tecnico non si è mai pensato di sfruttare questa energia del sottosuolo. ( a parte l’inettitudine della politica con le sue istituzioni, ovvio)
    Se qualcuno ha delle info specifiche lo ringrazio in anticipo.
    Grazie sempre per gli ottimi articoli vi seguo sempre con attenzione.
    Antonello da Napoli

  3. Artek
    23 luglio 2010 alle 15:32

    Basterebbe perforare a casaccio 10-15 km e sfruttare la fuoriuscita dei materiali ad altissima pressione per far girare turbine, come ha fatto la bp nel golfo…..

  4. Giovanni
    23 luglio 2010 alle 16:11

    vorrei ricordare anche che per noi poveri mortali ci sono le pompe di calore geotermiche, non per produrre energia elettrica ma per riscaldamento e climatizzazione di acqua e edifici. Non necessitano di gradienti geotermici particolari e si possono applicare a qalsiasi tipo di edifico. Non si risolve il problema di approvvigionamento energetico ma permette un risparmio sul consumo energia elettrica e sulle bollette. Chiaramente questo è un sistema che si sta sviluppando rapidamente nel nord europa, non in Italia.

  5. 23 luglio 2010 alle 16:16

    Giovanni :
    vorrei ricordare anche che per noi poveri mortali ci sono le pompe di calore geotermiche, non per produrre energia elettrica ma per riscaldamento e climatizzazione di acqua e edifici. Non necessitano di gradienti geotermici particolari e si possono applicare a qalsiasi tipo di edifico. Non si risolve il problema di approvvigionamento energetico ma permette un risparmio sul consumo energia elettrica e sulle bollette. Chiaramente questo è un sistema che si sta sviluppando rapidamente nel nord europa, non in Italia.

    Si le conosco ma in città sono un po’ inattuabili per svariati motivi.

  6. andrew
    23 luglio 2010 alle 19:42

    Complimenti bell’articolo e in giro per il mondo ci sono tanti geyser da sfuttare vedi l’Islanda il mega parco dello Yellowstone poi mi sembra anche in sud America Asia e Africa

  7. Fabio2
    23 luglio 2010 alle 19:45

    Antonello :

    Giovanni :vorrei ricordare anche che per noi poveri mortali ci sono le pompe di calore geotermiche, non per produrre energia elettrica ma per riscaldamento e climatizzazione di acqua e edifici. Non necessitano di gradienti geotermici particolari e si possono applicare a qalsiasi tipo di edifico. Non si risolve il problema di approvvigionamento energetico ma permette un risparmio sul consumo energia elettrica e sulle bollette. Chiaramente questo è un sistema che si sta sviluppando rapidamente nel nord europa, non in Italia.

    Si le conosco ma in città sono un po’ inattuabili per svariati motivi.

    A Milano però già diversi edifici nuovi le sfruttano per riscaldare in estate e rinfrescare in inverno: pompano acqua di falda non potabile (o addirittura non usano pompe ma sfruttano la naturale pressione della falda, non ricordo sinceramente…..) a circa 20 gradi e non consumano pressochè gas nè elettricità.
    Per questa ed altre ragioni, gli edifici più nuovi ottengono la classe energetica A.

  8. Fabio2
    23 luglio 2010 alle 19:46

    andrew :Complimenti bell’articolo e in giro per il mondo ci sono tanti geyser da sfuttare vedi l’Islanda il mega parco dello Yellowstone poi mi sembra anche in sud America Asia e Africa

    Yellowstone però è molto lontano dai centri abitati, il calore non rischia di disperdersi prima di arrivare a destinazione?
    Altra cosa sarebbero i Campi Flegrei…..

  9. andrew
    23 luglio 2010 alle 19:58

    non credo si potrebbe usare il gas che fuoriesce da li sotto per far girare delle turbine o delle pale che producono energia elettrica

  10. andrew
    23 luglio 2010 alle 21:44

    Scusate se vado fuori tema ma secondo voi perchè le macchie solari si formano quasi a livello equatoriale nell’emisfero nord mentre sono altissime nell’emisfero sud ? Che questo possa ompedire la normale inversione magnetica solare ?

  11. 23 luglio 2010 alle 22:29

    andrew :

    Scusate se vado fuori tema ma secondo voi perchè le macchie solari si formano quasi a livello equatoriale nell’emisfero nord mentre sono altissime nell’emisfero sud ? Che questo possa ompedire la normale inversione magnetica solare ?

    L´emisfero nord del Sole é circa 2 anni avanti rispetto all´emisfero sud. Cioé i massimi solari (almeno negli ultimi cicli) si producono prima a nord. Questo puoi vederlo nel diagramma a farfalla di CT dove i rettangolini neri nei bordi indicano i massimi differenziati nei due emisferi.

    Non chiedermi il perché…. penso che neanche i maggiori fisici solari abbiano una risposta a questo.

  12. andrew
    23 luglio 2010 alle 23:06

    Certo che son proprio indietro, ne ho ancora di cose da studiare prima di capirci qualcosa🙂 grazie per questa dritta Sand lo ignoravo completamente

  13. andrew
    23 luglio 2010 alle 23:10

    Ah ho dimenticato una cosa; quindi, se questo vale anche per il 24esimo ciclo, potrebbe voler dire che nell’emisfero nord, visto che le spot spuntano molto vicino all’equatore siamo vicini al post max mentre per l’emisfero sud ci vorranno ancora due anni ergo, i nostri scienziati alla fine potrebbero aver finalmente azzeccato il max per il 2012-2013

  14. Fabio Nintendo
    23 luglio 2010 alle 23:15

    scusate l’OT ma la prima foto è sputata al lato Lombardo dello Stelvio

  15. Karlo
    24 luglio 2010 alle 00:34

    Le centrali geotermiche sono fichissime ma hanno un problema grave: puzzano. Il sottosuolo vulcanico è pieno di schifezze ma in particolare è ricco di composti dello zolfo che vengono disciolti dall’acqua, portati in superficie e liberati sotto forma di acido solfidrico (H2S): la puzza delle uova marce. Quelli che abitano entro pochi chilometri dalla centrale si troverebbero in una situazione invivibile: in particolare l’H2S è tossico (credo blocchi la respirazione cellulare). L’ENEL ha una centrale geotermica già pronta ma non l’ha mai messa in funzione. (qualcuno ne sa qualcosa di più?)
    Negli USA è stata costruita una centrale geotermica che risolve alla radice sia il problema della puzzache quello della ricarica della falda: dopo lo sfruttamento del calore la stessa acqua, ormai fredda, è ri-pompata nel sottosuolo, comprese le puzze, ove torna in ciclo.

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