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GeoSmart: novità dal progetto europeo per rendere la geotermia più flessibile e competitiva

Il progetto Horizon 2020, coordinato da TWI ltd., al quale COSVIG partecipa come partner, sta installando tecnologie innovative nei due impianti dimostrativi e promuove una serie di iniziative per presentare i risultati ottenuti, prima della chiusura a fine settembre 2024.

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Il progetto Horizon 2020, coordinato da TWI ltd., al quale COSVIG partecipa come partner, sta installando tecnologie innovative nei due impianti dimostrativi e promuove una serie di iniziative per presentare i risultati ottenuti, prima della chiusura a fine settembre 2024.


La disponibilità di fonti rinnovabili come il solare e l’eolico è difficilmente programmabile, al contrario della geotermia che è disponibile 365 giorni all’anno e 24 ore su 24, oltre ad essere conservabile sotto forma di calore. L’operatore di trasmissione energetica risolve tali difficoltà mediante il servizio di bilanciamento della rete elettrica, solitamente effettuato da centrali a turbogas. La geotermia, tuttavia, potrebbe in futuro andarsi a sostituire ai combustibili fossili nel servizio di bilanciamento, grazie alle sue potenzialità di flessibilità produttiva mediante accumuli di calore, come proposto proprio da GeoSmart (www.geosmartproject.eu). In Germania, ad esempio, alcune centrali geotermoelettriche hanno già dimostrato la flessibilità richiesta dal gestore della rete, aumentando o diminuendo la produzione del 70% in pochi secondi. Lo stesso servizio di bilanciamento può essere effettuato anche per le reti di distribuzione del calore, rendendo la geotermia complementare allo sviluppo delle altre rinnovabili.

Le soluzioni tecnologiche di GeoSmart sono in installazione in due siti dimostrativi ad alta e a bassa entalpia: una centrale da 80 MW che utilizza fluidi ad alta temperatura in tecnologia flash e un impianto a ciclo binario da poco meno di 5 MW. Entrambi i sistemi prevedono la produzione di calore per gli usi diretti, oltre alla generazione elettrica.

Nel primo caso, si tratta della centrale turca di Kizildere 2 gestita da Zolru Enerji, per la quale GeoSmart propone un sistema di accumulo termico tramite PCM (phase change material) che impiega materiali in grado di assorbire o cedere energia diventando solidi o liquidi e viceversa. La tecnologia è stata sviluppata grazie alla collaborazione di TWI (Regno Unito), Naldeo Technology and Industries (Francia), Zolru Enerji e SEGÜ (Turchia) ed è stata trasportata presso l’impianto a fine maggio. Per la progettazione e lo sviluppo, il team di GeoSmart ha dovuto individuare materiali con eccellenti proprietà di trasferimento termico a temperature elevate, cercando di prevenire la corrosione delle leghe metalliche che compongono il serbatoio. Una volta a regime, questa tecnologia consentirà di accumulare calore in maniera efficiente e rapida, aumentando la flessibilità e migliorando le performance di generazione elettrica dell’impianto.

Figura: il sistema di accumulo termico PCM giunto presso l’impianto di Kizildere 2 (Copyright: Progetto GeoSmart).

L’accumulatore termico PCM è la seconda tecnologia di GeoSmart giunta presso il sito turco, dopo il sistema per la riduzione dello scaling dei silicati: un impianto in grado di recuperare la silice dalle brine geotermiche. Questo insieme di serbatoi, dove a seguito di uno scambiatore di calore avviene la deposizione dei silicati, aumenterà la quantità di energia recuperabile dai fluidi geotermici. Ciò consentirà di aumentare la durata delle differenti componenti impiantistiche e dei pozzi di reiniezione, vendere maggiori quantità di energia e il materiale estratto, che trova applicazione in numerosi ambiti. A questa soluzione ha lavorato la società di ingegneria fiorentina Spike Renewables, in collaborazione con il consorzio di progetto.

Figura: Fogging system installato presso lo scambiatore adiabatico dell’impianto binario di Insheim (Copyright: Progetto GeoSmart)

Il secondo sito di GeoSmart è la centrale tedesca di Insheim, gestita da Natuerlish Insheim, di proprietà di Vulcan Energy: una delle principali società impegnate nell’estrazione di litio da brine geotermiche e che si sta preparando a realizzare un impianto su scala reale per l’estrazione di questa materia prima fondamentale per la transizione energetica. A Insheim, lo scorso maggio è stato installato un sistema di fogging, in grado di raffreddare lo scambiatore adiabatico della centrale mediante ultra-nebulizzazione dell’acqua. Un sistema che mantiene alte le performance energetiche e limitando la perdita di potenza a temperature superiori ai 20°C e l’umidità atmosferica è inferiore al 60%.

Ad inizio giugno, invece, nel sito tedesco è stato installato un particolare sistema di accumulo termico in grado di rendere flessibile la produzione elettrica dell’ORC (Organic Rankine Cycle) e compensare in futuro anche le fluttuazioni di domanda di calore di una vicina rete di teleriscaldamento.

Figura: il sistema di accumulo termico termoclino appena dopo la posa in opera presso l’impianto di Insheim (Copyright: Progetto GeoSmart)

La sperimentazione dei prossimi mesi consentirà di valutare la reale applicabilità e ottimizzare le prestazioni.

Gli obiettivi e i primi risultati di GeoSmart sono stati presentati alla comunità geotermica europea lo scorso 28 maggio, in occasione della quinta edizione dell’IGC, il congresso geotermico islandese. Per l’evento, GeoSmart ha anche organizzato uno stand, presso il quale i partecipanti hanno potuto approfondire le soluzioni proposte dal progetto.

GeoSmart si ritroverà il 3 luglio a Bruxelles con un workshop che presenterà le innovazioni proposte. In quell’occasione, il partner Vito aggiornerà i partecipanti sullo stato e sul potenziale del mercato geotermico belga. Si approfondiranno anche le possibili implicazioni del sistema di accumulo termico nel contesto belga e le possibili alternative complementari per aumentare flessibilità ed efficienza delle applicazioni geotermiche.

Il workshop è una sessione parallela della conferenza organizzata da EGEC (Consiglio Europeo per l’Energia Geotermica) sulla produzione di elettricità con il calore del sottosuolo, dal titolo “Geothermal Power: The Light Under Your Feet”. L’iniziativa, oltre a fornire preziose informazioni sulle opportunità di mercato e soluzioni innovative che guideranno lo sviluppo del settore geotermico in Europa, fornirà una piattaforma per la condivisione di conoscenze ed esperienze tra gli stakeholder di un settore legato non più solo all’ambito energetico, ma anche all’estrazione di materie prime critiche delle quali i fluidi caldi del sottosuolo sono ricchi. Maggiori informazioni sul workshop e la conferenza sono disponibili cliccando direttamente sulla pagina web di registrazione: https://www.eventbrite.com/e/geothermal-power-the-light-under-your-feet-tickets-904624735937.