L’energia delle rocce supercalde è una risorsa non sfruttata che può aiutare l’Europa a raggiungere il suo duplice obiettivo di sicurezza energetica e neutralità climatica.
La crisi energetica dell’Europa ha dimostrato che l’eccessivo affidamento su un unico fornitore di energia e su una gamma ristretta di opzioni tecnologiche non è un percorso praticabile per la regione. Questo nuovo contesto geopolitico, che minaccia la posizione dell’Europa come leader climatico, ha sottolineato la necessità di una transizione energetica accelerata, allontanandosi dalla dipendenza esterna dai combustibili fossili verso un futuro più autosufficiente e sicuro dal punto di vista energetico che metta al centro la decarbonizzazione. Ciò può essere ottenuto solo perseguendo un strategia climatica basata su opzioni che abbraccia un insieme diversificato di fonti di energia pulite e solide, comprese le tecnologie geotermiche di prossima generazione in grado di sfruttare l’energia delle rocce supercalde (SHR). Dato un supporto adeguato, SHR ha il potenziale per rafforzare il sistema energetico europeogarantire energia e calore puliti, rinnovabili e sempre disponibili prodotti localmente nel continente.
Cos’è l’energia della roccia supercalda?
Energia rocciosa supercalda è una fonte di energia geotermica di prossima generazione che mira a produrre energia da condizioni più profonde e più calde rispetto agli attuali progetti geotermici di prossima generazione e ai sistemi geotermici convenzionali di oggi. La tecnologia energetica della roccia supercalda sfrutta lo stato “supercritico” dell’acqua (sopra i 400°C circa) che ha le proprietà sia di un liquido che di un vapore allo stesso tempo.
Nei sistemi con rocce supercalde, l’acqua viene iniettata a profondità dove la temperatura della roccia supera i 400°C e poi viene restituita in superficie per generare energia. Questo processo sfrutta le tecnologie geotermiche di prossima generazione, come i sistemi geotermici avanzati (EGS) o i sistemi geotermici a circuito chiuso (CLGS) per far circolare il fluido in regioni senza una fonte naturale di fluido idrotermale o permeabilità. Negli ambienti di ricerca, i sistemi geotermici superiori a 400˚C e 220bar sono spesso definiti “sistemi geotermici supercritici”. Si prevede che la produzione di acqua a una temperatura superiore a 400°C produrrà 5-10 volte l’energia di un pozzo geotermico convenzionale.
La profondità richiesta per raggiungere una roccia a 400°C varia: in alcune parti della crosta terrestre il calore è poco profondo (2-5 km), mentre altrove è più profondo (10-20 km). I sistemi di roccia supercalda possono essere dimostrati con la tecnologia odierna dove il calore è relativamente superficiale (4-7 km). Diversi progetti finanziati dall’UE hanno già raggiunto condizioni supercritiche. Raggiungere la profondità richiesta per la “geotermia ovunque” richiederà progressi tecnologici. Sviluppare strumenti e metodi per operare in condizioni di calore e pressione estremi significherebbe che potremmo accedere alle risorse di calore praticamente ovunque.
Perché l’Europa ha bisogno dell’energia delle rocce supercalde?
Con una strategia e finanziamenti robusti, l’energia proveniente dalle rocce supercalde potrebbe fornire terawatt di energia di base a zero emissioni di carbonio di provenienza locale entro pochi decenni, contribuendo in modo importante agli obiettivi di sicurezza energetica e climatica dell’Europa.
Perseguire questa fonte di energia pulita, stabile e letteralmente inesauribile aiuterebbe l’Europa a uscire dalla dipendenza dai combustibili fossili stranieri. La densità energetica e l’energia per pozzo di questo percorso di generazione di energia significano questo potrebbe essere competitivo in termini di costi con altre fonti energetiche una volta raggiunta la scala commerciale. Generando sia elettricità che calore, l’energia delle rocce supercalde potrebbe anche contribuire a produrre quantità significative di idrogeno pulito di cui diversi settori avranno bisogno per decarbonizzare.
Inoltre, i sistemi energetici basati su rocce supercalde hanno requisiti minimi di utilizzo del territorio e di strutture fuori terra, il che è particolarmente rilevante nel contesto di disponibilità limitata di terreno in Europa. Le operazioni relative ai sistemi energetici basati su rocce supercalde potrebbero anche generare un numero significativo di posti di lavoro, sfruttando anche le competenze della forza lavoro energetica esistente.
Qual è lo stato dell’energia delle rocce supercalde in Europa?
Primo nel suo genere modellazione della Clean Air Task Force e dell’Università di Twente hanno stimato il potenziale energetico delle rocce supercalde in tutto il mondo. Questo modello rappresenta stime preliminari del potenziale delle rocce supercalde, piuttosto che risorse confermate. Tuttavia, lo suggerisce Europa è ben dotato di risorse rocciose supercalde.
Il modello CATF individua il potenziale energetico delle rocce supercalde in circa il 9% della superficie terrestre europea – pari a quasi 900mila km2 – a profondità inferiori a 12,5 km. Con un’attenzione concertata alla ricerca sulle trivellazioni profonde e all’innovazione tecnologica, l’Europa dovrebbe essere in grado di accedere alle rocce supercalde in tutto il continente.
Solo l’1% delle risorse di roccia supercalda d’Europa ha il potenziale per fornire 2,1 terawatt di capacità energetica, che potrebbero generare quasi 18.000 terawattora (TWh) di elettricità. Sebbene questi numeri siano solo preliminari, la loro portata è enorme. Per fornire una prospettiva, la città di Berlino è consumata 12,5 TWh nel 2022, quindi la capacità di risorse energetiche delle rocce supercalde dell’Europa potrebbe teoricamente soddisfare la domanda annuale di elettricità di oltre 1.400 città aggiuntive equivalenti a Berlino.
L’Europa è già leader nella ricerca di sistemi geotermici ingegnerizzati e di rocce supercalde, con progetti nella valle dell’Alto Reno, in Italia, Islanda e altrove. Diversi progetti finanziati dal programma Horizon dell’UE (PROFONDITÀ, DESCRAMBABILE, GEMEx) hanno già raggiunto condizioni supercritiche. Altri (IMMAGINE, FEBBRE, APPROFONDIRE) hanno fatto notevoli progressi nella ricerca adiacente. che è condotto anche da società private, ad esempio in tecnologie di perforazione. Tutti questi sforzi devono essere coordinati, seguiti e ampliati per dimostrare l’energia delle rocce supercalde e dispiegarla su larga scala nell’UE e oltre.
Cosa deve fare l’Europa per poter beneficiare dell’energia delle rocce supercalde?
- Sviluppare una strategia per l’energia geotermica
L’UE ha bisogno di una strategia globale per una più ampia diffusione dell’energia geotermica. L’energia delle rocce surriscaldate dovrebbe essere una componente chiave di questa strategia, fornendo un percorso verso la dimostrazione e l’implementazione su larga scala.
Alcuni paesi potrebbero trarre vantaggio anche dallo sviluppo di strategie geotermiche nazionali. In alternativa, I piani nazionali per l’energia e il clima possono essere utilizzati per pianificare lo sviluppo e la dimostrazione dell’energia delle rocce supercalde. Inoltre, Il sondaggio pubblico del CATF in sei paesi europei mostra che, nonostante i bassi livelli iniziali di consapevolezza dell’energia delle rocce supercalde, dopo aver letto una descrizione della tecnologia, gli intervistati hanno dimostrato un forte sostegno per la sua introduzione in tutti i paesi intervistati (con il 63% che ha mostrato sostegno, il 30% si è dichiarato neutrale e solo 7 % che mostra un rifiuto).
- Finanziare un programma di ricerca coraggioso
In questa fase il finanziamento delle dimostrazioni pilota è fondamentale. Lo sviluppo della tecnologia delle rocce supercalde può iniziare oggi con la perforazione vicino ai campi geotermici esistenti dove il calore della terra è vicino alla superficie.
Maggiori finanziamenti dovrebbero inoltre essere stanziati per la ricerca volta a far maturare i componenti del sistema, in modo che possano funzionare in condizioni di alta temperatura e alta pressione.
I finanziamenti pubblici hanno un ruolo da svolgere nelle fasi iniziali di ricerca e sviluppo, il che ridurrebbe il rischio e quindi attirerebbe gli investimenti privati. A questo scopo potrebbero essere utilizzati sia gli strumenti di finanziamento dell’UE che quelli nazionali. I sondaggi pubblici indicano che il 65% degli intervistati è favorevole a che i propri governi investano nel superhot rock.
- Connetti le parti interessate
La dimostrazione e la commercializzazione dell’energia delle rocce supercalde richiederà la collaborazione delle parti interessate, la condivisione delle conoscenze e la creazione di consorzi. Questi processi potrebbero essere facilitati attraverso la creazione di piattaforme di stakeholder nazionali e dell’UE, in modo da consentire la collaborazione a tutti i livelli. Queste piattaforme dovrebbero considerare e intraprendere flussi di lavoro specifici relativi all’energia delle rocce supercalde.
- Istituire un archivio di dati dell’UE
I dati del sottosuolo sono fondamentali per aiutare le aziende a rilevare il calore e ridurre il rischio di guasti ai pozzi. I governi nazionali possono svolgere un ruolo nel finanziare la mappatura delle risorse geotermiche e le perforazioni esplorative laddove tali dati mancano. I dati dovrebbero poi essere armonizzati e raccolti in un portale europeo centralizzato accessibile a tutti.
Sebbene vari progetti finanziati dall’UE abbiano già perforato temperature superiori a 400°C, il traguardo della creazione di un sistema geotermico potenziato end-to-end in questo ambiente rimane non rivendicato. Elaborando una strategia chiara, investendo in ricerca e sviluppo, riunendo le principali parti interessate e rendendo ampiamente disponibili i dati del sottosuolo, l’Europa può guidare la corsa per sfruttare questa fonte di energia pulita immensamente promettente.
