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Toccando le rocce per il potere
Trascorri del tempo nel villaggio francese di Soultz-sous-Forêts e potresti assistere a un terremoto causato dall'uomo. Le vibrazioni – alcune alte fino a 2,87 sulla scala Richter – sono l'elemento più cospicuo di un programma di ricerca sulle energie rinnovabili che potrebbe avere successo dove altri hanno fallito.
Un team di ingegneri francesi, tedeschi e svizzeri, fratturando il substrato roccioso granitico situato a cinque chilometri sotto la superficie e pompando acqua super-salina, sta estraendo l'energia termica della roccia e prevede di utilizzarla per produrre elettricità non inquinante. Almeno lo faranno se i residenti locali sopporteranno un po' più di scosse.
Il progetto è lo sforzo più avanzato fino ad oggi per mantenere la promessa della cosiddetta estrazione di roccia calda. Dagli anni '70, gli ingegneri geotermici hanno provato molte volte a spingere abbastanza fluido attraverso le rocce calde per catturare energia su scala commerciale. Ora il progetto Soultz ha raggiunto le più alte portate del mondo attraverso alcune delle rocce più calde. Entro il prossimo anno, prevedono di trasformare questo calore in almeno 1,5 megawatt di energia rinnovabile per la rete.
Il concetto di estrazione di roccia calda è ingannevolmente semplice. Due o più pozzi vengono perforati nel substrato roccioso caldo e il substrato roccioso intermedio viene fratturato con esplosioni idrauliche. La salamoia viene quindi pompata in uno o più iniezione pozzi, e scorre attraverso la roccia verso uno o più produzione pozzi, riscaldandosi mentre viaggia. Quando l'acqua salata raggiunge la superficie di un pozzo di produzione, il suo calore viene disperso per produrre energia o essere utilizzato per il riscaldamento dell'area, quindi restituito ai pozzi di iniezione.
Nonostante la sua semplicità, questo concetto ha fallito più volte. Negli anni '70, un progetto pionieristico avviato dal Los Alamos National Laboratory ha dimostrato che si poteva fratturare la roccia e far circolare la salamoia per estrarre calore. Ma quel progetto non potrebbe mai ottenere abbastanza salamoia - e quindi abbastanza calore - per rendere il processo competitivo con le centrali elettriche convenzionali che bruciano combustibili fossili come carbone o gas naturale.
Gunnar Grecksch, geofisico ed esperto di fratturazione delle rocce calde presso il Leibniz Institute for Applied Geosciences di Hannover, in Germania, afferma che gli sforzi successivi nel Regno Unito e in Giappone sono falliti per lo stesso motivo: la frattura delle rocce non è mai stata sufficiente. La resistenza al flusso è ancora il problema chiave, dice. In nessuno di questi progetti le portate erano nell'intervallo necessario per un sistema commerciale.
Il progetto Soultz è stato avviato nel 1987 e finanziato dalla Commissione Europea. Dal 2001 è gestito da un consorzio di società energetiche europee, tra cui Shell ed Electricité de France. Le agenzie di ricerca francesi, tedesche e svizzere supportano la scienza.
La chiave del suo successo fino ad oggi è stata un'attenta analisi geologica, che assicura che posizionano i loro pozzi per colpire le rocce giuste. Nel 1997, dopo dieci anni di lavoro, il progetto ha dimostrato portate impressionanti, spostando la salamoia riscaldata a 140 gradi centigradi a una velocità di 25 litri al secondo e una profondità di 3,6 chilometri. E la resistenza fu meno della metà di quella incontrata a Los Alamos.
Quel risultato positivo ha incoraggiato i leader del progetto a spingere i loro pozzi più in profondità, nel granito di 200 gradi centigradi a cinque chilometri di profondità - e lo scorso autunno hanno finalmente aperto i rubinetti. Daniel Fritsch, coordinatore del progetto, afferma che il sistema potrebbe probabilmente produrre da 40 a 50 litri al secondo con l'aggiunta di pompe che saranno installate nei pozzi quest'estate - un altro tipo di sfida tecnologica date le temperature estreme coinvolte, che poche pompe sono in grado di resistere. Quindi il piano è di costruire un impianto elettrico pilota entro l'inizio del 2007 per generare 1,5 megawatt, circa la stessa potenza di una delle odierne turbine eoliche. Ma l'impianto a roccia calda non andrà inattivo ogni volta che il vento si placherà e dovrebbe produrre circa tre volte più energia all'anno.
Fritsch afferma che per coprire il costo delle sue apparecchiature e generare un profitto, tuttavia, il progetto dovrebbe produrre più vicino a cinque megawatt. Per produrre più potenza, tuttavia, devono più che raddoppiare la portata, fino a circa 100 litri/secondo, il che potrebbe essere una sfida a causa della grande quantità di scuotimento che i loro getti provocano in superficie. Le azioni legali di alcuni cittadini scontenti che rivendicano danni alla proprietà hanno limitato la volontà di Fritsch di utilizzare esplosioni idrauliche più forti. A molte persone del posto, però, sembra molto rumore per niente. Il giornalista locale Bernard Stéphan, che vive a due chilometri dal punto zero del progetto, afferma che la sua casa non è stata colpita dalle esplosioni. E il sindaco di Soultz-sous-Fôrets Alfred Schmitt dice che non c'è problema.
Tuttavia, invece di utilizzare esplosioni idrauliche più potenti per aprire ulteriormente le rocce, Fritsch prevede di integrare l'esplosione con un nuovo metodo: versare acido nei pozzi. L'idea è quella di sciogliere i depositi di sale nelle fratture immediatamente circostanti i pozzi. Fritsch afferma che i test in Italia con l'acido hanno migliorato di un fattore 10 il funzionamento di alcuni pozzi geotermici.
Peter Fairley è uno scrittore collaboratore di Technology Review con sede a Parigi.