La geotermia guarda più in profondità con la sfida del superhot

Il superhot apre nuove frontiere per l’energia nel settore geotermico

Per oltre vent’anni la transizione energetica è stata raccontata attraverso due grandi protagonisti: il sole e il vento. Il fotovoltaico e l’eolico hanno trasformato il modo di produrre elettricità, diventando i simboli della decarbonizzazione e della progressiva uscita dai combustibili fossili. Esiste però una terza risorsa naturale, molto meno visibile ma altrettanto preziosa, che accompagna il nostro pianeta fin dalla sua origine: il calore che continua ad ardere sotto la crosta terrestre.

Silenziosa, costante e disponibile ventiquattr’ore su ventiquattro, la geotermia rappresenta una delle pochissime fonti rinnovabili in grado di produrre energia in modo continuo, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche. Proprio questa caratteristica la rende complementare alle altre fonti pulite e sempre più interessante in un sistema elettrico dove la crescita di fotovoltaico ed eolico rende necessario disporre di fonti programmabili capaci di garantire stabilità alla rete.

Negli ultimi anni, inoltre, qualcosa sta cambiando. Le nuove tecnologie di perforazione, i materiali ad alte prestazioni e la ricerca sulle risorse geotermiche ad altissima temperatura stanno aprendo la strada a una nuova generazione di impianti, nota come superhot geothermal, che promette di aumentare significativamente l’energia estraibile dal sottosuolo e di estendere le applicazioni di questa fonte rinnovabile.

La sfida, oggi, non è soltanto produrre più energia geotermica. È riuscire a far evolvere una tecnologia che, pur avendo dimostrato da oltre un secolo la propria affidabilità, è rimasta confinata a poche aree geografiche e a un ruolo ancora marginale nel mix energetico.

L’Italia parte da una posizione privilegiata

Uno dei Paesi europei con il maggiore potenziale geotermico continua a utilizzare soltanto una piccola parte dell’energia custodita nel proprio sottosuolo. Secondo le stime disponibili, infatti, il potenziale geotermico estraibile dell’Italia è compreso tra 500 milioni e 10 miliardi di tonnellate equivalenti di petrolio, pari a una disponibilità teorica tra 5.800 e 116.000 TWh di energia. Per avere un termine di confronto, il fabbisogno elettrico nazionale supera di poco i 300 TWh all’anno.

Naturalmente, si tratta di un potenziale teorico e non integralmente sfruttabile. Ma questi numeri aiutano a comprendere l’enorme quantità di energia immagazzinata nei primi cinque chilometri della crosta terrestre.

La realtà attuale è molto diversa. L’Italia produce ogni anno circa 5,7 TWh di elettricità da fonte geotermica, grazie a una potenza installata di 916 MW, concentrata quasi esclusivamente in Toscana. La geotermia copre oggi circa l’1,6-1,8% della produzione elettrica nazionale e rappresenta circa il 5% dell’intera produzione rinnovabile italiana.

Gli impianti geotermoelettrici attualmente operativi sono 34, distribuiti su dieci concessioni minerarie e garantiscono circa il 31% del fabbisogno elettrico della Toscana, confermando il ruolo storico della regione come cuore della geotermia europea.

Anche nel panorama internazionale il nostro Paese mantiene una posizione di rilievo. In Europa i principali produttori sono Italia e Islanda, a cui possiamo aggiungere la Turchia per prossimità geografica. Se l’Islanda beneficia di condizioni geologiche eccezionalmente favorevoli e dispone di una capacità installata superiore ai 2.900 MW, la produzione elettrica annua è sorprendentemente vicina a quella italiana, attestandosi intorno ai 6 TWh. La Turchia rappresenta oggi il mercato più dinamico, con circa 2.500 MW installati e una produzione di 7,7 TWh, mentre Francia, Germania e Spagna restano molto distanti.

Questa posizione di leadership non è casuale. È proprio in Toscana che, nel 1904, nacque la geotermia industriale moderna con il primo esperimento di produzione elettrica da calore geotermico realizzato a Larderello, un sito che ancora oggi rappresenta uno dei principali laboratori mondiali per lo sviluppo di nuove tecnologie.

La prossima sfida è andare ancora più in profondità

Se la geotermia tradizionale sfrutta risorse con temperature generalmente superiori ai 90 °C, il futuro della ricerca guarda molto più in basso. L’obiettivo della nuova generazione di impianti è raggiungere zone del sottosuolo caratterizzate da temperature estreme, superiori ai 400 °C, dove acqua e fluidi geotermici assumono proprietà completamente diverse rispetto a quelle utilizzate negli impianti convenzionali.

È qui che entra in gioco il concetto di Superhot Geothermal. A queste temperature l’acqua può raggiungere condizioni cosiddette supercritiche, uno stato fisico in cui aumenta in modo significativo il contenuto energetico disponibile. In teoria, un singolo pozzo geotermico potrebbe produrre una quantità di energia molto superiore rispetto agli impianti attuali, riducendo il numero delle perforazioni necessarie e migliorando l’efficienza complessiva del sistema.

Naturalmente si tratta di una sfida tecnologica estremamente complessa. Perforare a profondità elevate, operare in presenza di temperature superiori ai 400 °C e gestire fluidi altamente corrosivi richiede materiali, componenti e tecnologie che solo negli ultimi anni stanno raggiungendo un livello di maturità sufficiente per essere sperimentati in contesti reali.

Dalla ricerca al campo: come l’Europa prova a portare la geotermia oltre i suoi limiti

Trasformare il concetto di Superhot Geothermal in una tecnologia industriale richiede molto più di nuove perforazioni. Significa sviluppare materiali in grado di resistere a temperature superiori ai 400 °C, progettare componenti capaci di operare in ambienti altamente corrosivi e ripensare l’intero ciclo di conversione dell’energia.

Negli ultimi anni l’Unione europea ha avviato una serie di progetti destinati ad affrontare le principali sfide tecnologiche della geotermia di nuova generazione, con l’obiettivo di rendere questa fonte più efficiente, competitiva e replicabile in un numero crescente di contesti geologici.

Tra questi, due iniziative rappresentano altrettante tappe di uno stesso percorso evolutivo: DESCRAMBLE e SHiFT. Più che due progetti indipendenti, raccontano il passaggio dalla dimostrazione sperimentale allo sviluppo di una vera filiera tecnologica europea per la geotermia ad altissima temperatura.

DESCRAMBLE: il progetto che ha aperto la strada

Il primo passaggio è stato DESCRAMBLE (Drilling in dEep, Super-CRitical AMBients of continental Europe), progetto finanziato dal programma Horizon 2020 dell’Unione europea. L’obiettivo era tanto ambizioso quanto complesso: dimostrare la possibilità di perforare e operare in un ambiente geotermico caratterizzato da condizioni prossime a quelle supercritiche, dove temperatura e pressione raggiungono livelli mai sperimentati in precedenza in Europa.

Il laboratorio naturale scelto per questa sfida non poteva che essere Larderello, in Toscana, uno dei luoghi simbolo della geotermia mondiale. Qui il progetto ha consentito di realizzare una perforazione sperimentale destinata a raccogliere dati fondamentali sul comportamento dei fluidi geotermici, sulla resistenza dei materiali e sulle prestazioni delle tecnologie di perforazione in condizioni estreme.

Per Enel, partner industriale del progetto, DESCRAMBLE ha rappresentato un’opportunità per mettere a disposizione oltre un secolo di esperienza maturata nella gestione delle risorse geotermiche italiane, contribuendo allo sviluppo di conoscenze che oggi costituiscono una base importante per la successiva evoluzione della ricerca.

SHiFT: costruire la geotermia del futuro

Se DESCRAMBLE ha avuto il compito di dimostrare la fattibilità scientifica della geotermia superhot, il nuovo progetto europeo SHiFT (SuperHot geothermal energy: from Fostering Technology to implementation) punta a trasformare quelle conoscenze in soluzioni industriali.

Il recente Kick-off Meeting tecnico segna infatti l’avvio operativo di un’iniziativa che coinvolge università, centri di ricerca, imprese e operatori del settore geotermico con un obiettivo comune: accelerare lo sviluppo delle tecnologie necessarie per rendere il superhot geothermal una componente concreta del futuro mix energetico europeo.

Il progetto affronta alcune delle principali criticità ancora aperte: la progettazione di nuovi materiali, l’affidabilità delle perforazioni profonde, la gestione dei fluidi ad altissima temperatura e l’ottimizzazione dei sistemi di conversione dell’energia. Se queste sfide verranno superate, sarà infatti possibile aumentare significativamente la quantità di energia prodotta da ogni singolo pozzo, migliorando l’efficienza degli impianti e riducendo il costo dell’elettricità geotermica.

Anche in questo progetto, Enel partecipa mettendo a disposizione le competenze sviluppate in uno dei più importanti distretti geotermici del mondo, confermando il ruolo dell’Italia come laboratorio naturale per la sperimentazione delle tecnologie di nuova generazione.

Perché il superhot interessa tutta l’Europa

L’interesse crescente verso la geotermia ad altissima temperatura non nasce soltanto dalla necessità di produrre più energia rinnovabile. Con l’aumento della quota di fotovoltaico ed eolico nei sistemi elettrici europei, diventa sempre più importante disporre di fonti in grado di garantire una produzione continua e programmabile, riducendo la dipendenza dalle centrali alimentate a gas utilizzate per bilanciare la rete.

In questo contesto la geotermia può svolgere un ruolo complementare rispetto alle altre rinnovabili. Non sostituirà il sole né il vento, così come non potrà essere sviluppata in ogni territorio. I limiti geologici continueranno a rappresentare un vincolo strutturale e la disponibilità della risorsa rimarrà concentrata in specifiche aree del pianeta. Ma proprio questa natura “selettiva” rende ancora più importante aumentare l’efficienza degli impianti esistenti e sfruttare al meglio le aree con il maggiore potenziale geotermico.

È la stessa direzione indicata anche dal Piano Nazionale Integrato Energia e Clima (PNIEC), che prevede di portare la produzione geotermica italiana dagli attuali 5,7 TWh a circa 7,5 TWh entro il 2030, mentre le prospettive di più lungo periodo ipotizzano una crescita della potenza installata fino a 2.000-2.500 MW entro il 2050, con una produzione compresa tra 13 e 16 TWh l’anno. Numeri che, pur mantenendo la geotermia come componente minoritaria del mix energetico nazionale, potrebbero consentirle di raddoppiare o addirittura triplicare il proprio contributo rispetto a oggi.

Il calore della Terra e la decarbonizzazione

Negli ultimi anni la transizione energetica ha imparato a sfruttare meglio la luce del sole e la forza del vento. La prossima sfida sarà integrare queste fonti con tecnologie capaci di garantire continuità di produzione quando le condizioni meteorologiche non sono favorevoli. È qui che la geotermia può trovare una nuova centralità.

Non diventerà probabilmente la fonte dominante del sistema energetico europeo. I suoi limiti geologici, tecnologici ed economici continueranno a circoscriverne lo sviluppo. Ma proprio perché rappresenta una delle pochissime fonti rinnovabili programmabili, ogni passo avanti nella capacità di estrarre più energia dal sottosuolo assume un valore strategico.

I progetti DESCRAMBLE e SHiFT si inseriscono esattamente in questa prospettiva. Non promettono una rivoluzione immediata, né risolvono da soli il problema della decarbonizzazione. Raccontano però qualcosa di altrettanto importante: come la ricerca europea stia cercando di spingere una tecnologia storica oltre i propri limiti, trasformandola in uno degli strumenti che potranno accompagnare la transizione energetica dei prossimi decenni.

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