L'energia geotermica ha un enorme potenziale per generare energia pulita, anche da pozzi di petrolio e gas usati / Geothermal energy has huge potential to generate clean power — including from used oil and gas wells
L'energia geotermica ha un enorme potenziale per generare energia pulita, anche da pozzi di petrolio e gas usati / Geothermal energy has huge potential to generate clean power — including from used oil and gas wells
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
I sistemi geotermici potenziati possono essere costruiti quasi ovunque e possono sfruttare i pozzi esistenti per risparmiare tempo e denaro necessari per perforare nuovi fori in profondità nel terreno. / Enhanced geothermal systems can be built almost anywhere and can take advantage of existing wells to save the time and money of drilling new holes deep into the ground.
Con l'aumento del consumo di energia ed il riscaldamento del pianeta, potresti aver sognato una fonte di energia che funzioni 24 ore su 24, 7 giorni su 7, con la pioggia o con il sole, alimentando silenziosamente case, industrie e persino intere città senza gli alti e bassi dell'energia solare o eolica, e con un contributo minimo al cambiamento climatico.
La promessa di nuove tecniche ingegneristiche per l'energia geotermica – il calore proveniente dalla Terra stessa – ha attirato crescenti investimenti in questa fonte energetica affidabile ed a basse emissioni, in grado di fornire elettricità continua praticamente ovunque sul pianeta. Ciò include anche soluzioni per sfruttare l'energia geotermica da pozzi di petrolio e gas inutilizzati od abbandonati. Nel primo trimestre del 2025, gli impianti geotermici nordamericani hanno attirato 1,7 miliardi di dollari di finanziamenti pubblici, rispetto ai 2 miliardi di dollari dell'intero 2024, un aumento significativo rispetto agli anni precedenti, secondo un'analisi di settore della società di consulenza Wood Mackenzie.
In qualità di geofisico esplorativo ed ingegnere energetico, ho studiato in prima persona il potenziale delle risorse ed i compromessi operativi dei sistemi geotermici. Dagli investimenti e dai progressi tecnologici che sto osservando, credo che l'energia geotermica sia destinata a contribuire in modo significativo al mix energetico negli Stati Uniti e nel resto del mondo, soprattutto se integrata con altre fonti rinnovabili.
Una valutazione del maggio 2025 condotta dall'US Geological Survey ha rilevato che le fonti geotermiche presenti solo nel Great Basin, una regione che comprende il Nevada e parti degli stati limitrofi, hanno il potenziale per soddisfare fino al 10% del fabbisogno elettrico dell'intera nazione, e anche di più con il progredire della tecnologia per sfruttare l'energia geotermica. E l'Agenzia Internazionale per l'Energia stima che entro il 2050 l'energia geotermica potrebbe fornire fino al 15% del fabbisogno elettrico mondiale .
Perché l'energia geotermica è unica
L'energia geotermica sfrutta il calore del sottosuolo per generare elettricità o fornire riscaldamento diretto. A differenza dell'energia solare od eolica, non si ferma mai. Funziona 24 ore su 24, fornendo energia costante ed affidabile con sistemi idrici a circuito chiuso e poche emissioni.
La geotermia è in grado di fornire quantità significative di energia. Ad esempio, il progetto Cape Station di Fervo Energy nello Utah è sulla buona strada per fornire 100 megawatt di energia geotermica di base, a zero emissioni di carbonio, entro il 2026. Questa quantità è inferiore alla quantità di energia generata da una centrale a carbone media negli Stati Uniti, ma superiore a quella prodotta da una centrale a gas naturale media.
E l'energia geotermica sta diventando economicamente competitiva. Entro il 2035, secondo l'Agenzia Internazionale per l'Energia, i progressi tecnici potrebbero far sì che l'energia prodotta da sistemi geotermici potenziati possa arrivare a costare appena 50 dollari al megawattora, un prezzo competitivo con altre fonti rinnovabili.
Tipi di energia geotermica
Esistono diversi modi per estrarre energia dalle profondità della Terra.
I sistemi idrotermali sfruttano l'acqua calda ed il vapore del sottosuolo per generare elettricità. Queste risorse sono concentrate in aree geologicamente attive dove calore, acqua e rocce permeabili coincidono naturalmente. Negli Stati Uniti, si tratta generalmente di California, Nevada e Utah. A livello internazionale, la maggior parte dell'energia idrotermale si concentra in Islanda e nelle Filippine.
Alcuni impianti idrotermali, come quello di Larderello in Italia, sono operativi da oltre un secolo, a dimostrazione della sostenibilità a lungo termine della tecnologia. Altri impianti in Nuova Zelanda e negli Stati Uniti sono in funzione dalla fine degli anni '50 e dall'inizio degli anni '60.
I sistemi geotermici potenziati creano efficacemente processi idrotermali che generano elettricità praticamente ovunque sul pianeta. Nei luoghi in cui non c'è abbastanza acqua nel terreno o dove la roccia è troppo densa per trasferire il calore in modo naturale, queste installazioni perforano fori profondi ed iniettano fluido nelle rocce calde, creando nuove fratture ed aprendo quelle esistenti, in modo simile alla fratturazione idraulica per la produzione di petrolio e gas.
Un sistema come questo utilizza più di un pozzo. In uno, pompa acqua fredda verso il basso, che raccoglie il calore dalle rocce e poi viene pompata di nuovo verso l'alto attraverso un altro pozzo, dove il calore aziona le turbine. Negli ultimi anni, la ricerca accademica ed aziendale ha migliorato notevolmente la velocità di perforazione e ridotto i costi.
Le pompe di calore geotermiche non richiedono di perforare fori molto profondi, ma sfruttano il fatto che la temperatura della Terra è relativamente stabile appena sotto la superficie, anche solo a 1,8-2,4 metri di profondità, mentre è più calda a centinaia di metri più in basso.
Questi sistemi non generano elettricità, ma fanno circolare il fluido in tubazioni sotterranee, scambiando calore con il terreno, estraendo calore dal terreno in inverno e trasferendolo al terreno in estate. Questi sistemi sono simili ma più efficienti delle pompe di calore ad aria, a volte chiamate minisplit, che si stanno diffondendo negli Stati Uniti per il riscaldamento ed il raffrescamento. I sistemi a pompa di calore geotermica possono essere utilizzati per singole abitazioni, edifici commerciali e persino complessi residenziali o commerciali.
Le applicazioni ad uso diretto, inoltre, non generano elettricità, ma sfruttano direttamente il calore geotermico. Gli agricoltori riscaldano le serre e le colture essiccate; gli impianti di acquacoltura mantengono temperature ottimali dell'acqua; le attività industriali utilizzano il calore per disidratare gli alimenti, indurire il calcestruzzo od altri processi ad alta intensità energetica. In tutto il mondo, queste applicazioni forniscono ora oltre 100.000 megawatt di capacità termica. Alcuni fluidi geotermici contengono minerali preziosi; le concentrazioni di litio nelle falde acquifere della regione del Salton Sea in California potrebbero potenzialmente rifornire i produttori di batterie. I giudici federali stanno esaminando una proposta in tal senso, nonché le relative impugnazioni legali.
Anche i ricercatori stanno scoprendo nuovi modi per utilizzare le risorse geotermiche. Alcuni sfruttano le formazioni rocciose sotterranee per immagazzinare energia sotto forma di calore quando la domanda dei consumatori è bassa ed utilizzarla per produrre elettricità quando la domanda aumenta.
Alcune centrali geotermiche possono adattare la loro produzione in base alla domanda, anziché funzionare continuamente alla massima capacità.
Le fonti geotermiche stanno inoltre rendendo più efficaci altri progetti di energia rinnovabile. L'abbinamento dell'energia geotermica con le risorse solari ed eoliche e l'accumulo di energia tramite batterie stanno aumentando l' affidabilità dell'energia rinnovabile di superficie in Texas, tra le altre località.
L'energia geotermica può alimentare la produzione di idrogeno pulito, così come gli sforzi ad alta intensità energetica per rimuovere fisicamente l'anidride carbonica dall'atmosfera, come sta accadendo in Islanda.
Potenziale geotermico negli Stati Uniti e nel mondo
Attualmente, gli Stati Uniti dispongono di circa 3,9 gigawatt di capacità geotermica installata, principalmente in Occidente. Ciò rappresenta circa lo 0,4% dell'attuale produzione energetica statunitense, ma la quantità di energia disponibile è molto maggiore, secondo le valutazioni ingegneristiche federali ed internazionali.
E la conversione dei pozzi di petrolio e gas abbandonati in sistemi geotermici potenziati potrebbe aumentare significativamente la quantità di energia disponibile e la sua diffusione geografica.
Un esempio è la contea di Beaver, nella parte sud-occidentale dello Utah. Un tempo comunità rurale in difficoltà, oggi ospita numerosi impianti geotermici in fase di sviluppo, sia per dimostrarne il potenziale, sia per fornire elettricità a clienti lontani come la California.
Questi progetti includono il riutilizzo di pozzi di petrolio o gas inutilizzati, un'operazione relativamente semplice: gli ingegneri identificano i pozzi che raggiungono formazioni rocciose profonde e calde e fanno circolare acqua od altri fluidi in un circuito chiuso per catturare il calore e generare elettricità o fornire riscaldamento diretto. Questo metodo non richiede la perforazione di nuovi pozzi, il che riduce significativamente i costi di installazione e l'impatto ambientale, accelerando l'implementazione.
Negli Stati Uniti ci sono circa 4 milioni di pozzi di petrolio e gas abbandonati, alcuni dei quali potrebbero trasformarsi da infrastrutture per combustibili fossili in opportunità per l'energia pulita.
Sfide e compromessi
L'energia geotermica non è esente da ostacoli tecnici, ambientali ed economici.
La perforazione è costosa ed i sistemi convenzionali necessitano di condizioni geologiche specifiche. I sistemi avanzati, che utilizzano la fratturazione idraulica, rischiano di causare terremoti.
Le emissioni complessive degli impianti geotermici sono basse, sebbene possano rilasciare idrogeno solforato, un gas corrosivo tossico per l'uomo e che può contribuire all'irritazione delle vie respiratorie. Tuttavia, gli impianti geotermici moderni utilizzano sistemi di abbattimento in grado di catturare fino al 99,9% dell'idrogeno solforato prima che entri in atmosfera.
E i sistemi utilizzano acqua, anche se i sistemi a circuito chiuso possono ridurre al minimo il consumo.
Costruire centrali geotermiche richiede investimenti significativi, ma la capacità di produrre energia a lungo termine può compensare molti di questi costi. Progetti come quelli intrapresi da Fervo Energy dimostrano che i sussidi governativi non sono più necessari per finanziare, costruire ed iniziare a generare energia.
Nonostante le sue sfide, l'affidabilità, le basse emissioni e la scalabilità dell'energia geotermica la rendono un complemento essenziale all'energia solare ed eolica, nonché un pilastro di un futuro energetico stabile e a basse emissioni di carbonio.
ENGLISH
As energy use rises and the planet warms, you might have dreamed of an energy source that works 24/7, rain or shine, quietly powering homes, industries and even entire cities without the ups and downs of solar or wind — and with little contribution to climate change.
The promise of new engineering techniques for geothermal energy — heat from the Earth itself — has attracted rising levels of investment to this reliable, low-emission power source that can provide continuous electricity almost anywhere on the planet. That includes ways to harness geothermal energy from idle or abandoned oil and gas wells. In the first quarter of 2025, North American geothermal installations attracted US$1.7 billion in public funding — compared with $2 billion for all of 2024, which itself was a significant increase from previous years, according to an industry analysis from consulting firm Wood Mackenzie.
As an exploration geophysicist and energy engineer, I’ve studied geothermal systems’ resource potential and operational trade-offs firsthand. From the investment and technological advances I’m seeing, I believe geothermal energy is poised to become a significant contributor to the energy mix in the U.S. and around the world, especially when integrated with other renewable sources.
A May 2025 assessment by the U.S. Geological Survey found that geothermal sources just in the Great Basin, a region that encompasses Nevada and parts of neighboring states, have the potential to meet as much as 10% of the electricity demand of the whole nation — and even more as technology to harness geothermal energy advances. And the International Energy Agency estimates that by 2050, geothermal energy could provide as much as 15% of the world’s electricity needs.
Why geothermal energy is unique
Geothermal energy taps into heat beneath the Earth’s surface to generate electricity or provide direct heating. Unlike solar or wind, it never stops. It runs around the clock, providing consistent, reliable power with closed-loop water systems and few emissions.
Geothermal is capable of providing significant quantities of energy. For instance, Fervo Energy’s Cape Station project in Utah is reportedly on track to deliver 100 megawatts of baseload, carbon-free geothermal power by 2026. That’s less than the amount of power generated by the average coal plant in the U.S., but more than the average natural gas plant produces.
And geothermal energy is becoming economically competitive. By 2035, according to the International Energy Agency, technical advances could mean energy from enhanced geothermal systems could cost as little as $50 per megawatt-hour, a price competitive with other renewable sources.
Types of geothermal energy
There are several ways to get energy from deep within the Earth.
Hydrothermal systems tap into underground hot water and steam to generate electricity. These resources are concentrated in geologically active areas where heat, water and permeable rock naturally coincide. In the U.S., that’s generally California, Nevada and Utah. Internationally, most hydrothermal energy is in Iceland and the Philippines.
Some hydrothermal facilities, such as Larderello in Italy, have operated for over a century, proving the technology’s long-term viability. Others in New Zealand and the U.S. have been running since the late 1950s and early 1960s.
Enhanced geothermal systems effectively create electricity-generating hydrothermal processes just about anywhere on the planet. In places where there is not enough water in the ground or where the rock is too dense to move heat naturally, these installations drill deep holes and inject fluid into the hot rocks, creating new fractures and opening existing ones, much like hydraulic fracturing for oil and gas production.
A system like this uses more than one well. In one, it pumps cold water down, which collects heat from the rocks and then is pumped back up through another well, where the heat drives turbines. In recent years, academic and corporate research has dramatically improved drilling speed and lowered costs.
Ground source heat pumps do not require drilling holes as deep, but instead take advantage of the fact that the Earth’s temperature is relatively stable just below the surface, even just 6 or 8 feet down (1.8 to 2.4 meters) — and it’s hotter hundreds of feet lower.
These systems don’t generate electricity but rather circulate fluid in underground pipes, exchanging heat with the soil, extracting warmth from the ground in winter and transferring warmth to the ground in summer. These systems are similar but more efficient than air-source heat pumps, sometimes called minisplits, which are becoming widespread across the U.S. for heating and cooling. Geothermal heat pump systems can serve individual homes, commercial buildings and even neighborhood or business developments.
Direct-use applications also don’t generate electricity but rather use the geothermal heat directly. Farmers heat greenhouses and dry crops; aquaculture facilities maintain optimal water temperatures; industrial operations use the heat to dehydrate food, cure concrete or other energy-intensive processes. Worldwide, these applications now deliver over 100,000 megawatts of thermal capacity. Some geothermal fluids contain valuable minerals; lithium concentrations in the groundwater of California’s Salton Sea region could potentially supply battery manufacturers. Federal judges are reviewing a proposal to do just that, as well as legal challenges to it.
Researchers are finding new ways to use geothermal resources, too. Some are using underground rock formations to store energy as heat when consumer demand is low and use it to produce electricity when demand rises.
Some geothermal power stations can adjust their output to meet demand, rather than running continuously at maximum capacity.
Geothermal sources are also making other renewable energy projects more effective. Pairing geothermal energy with solar and wind resources and battery storage are increasing the reliability of above-ground renewable power in Texas, among other places.
And geothermal energy can power clean hydrogen production as well as energy-intensive efforts to physically remove carbon dioxide from the atmosphere, as is happening in Iceland.
Geothermal potential in the US and worldwide
Currently, the U.S. has about 3.9 gigawatts of installed geothermal capacity, mostly in the West. That’s about 0.4% of current U.S. energy production, but the amount of available energy is much larger, according to federal and international engineering assessments.
And converting abandoned oil and gas wells for enhanced geothermal systems could significantly increase the amount of energy available and its geographic spread.
One example is happening in Beaver County, in the southwestern part of Utah. Once a struggling rural community, it now hosts multiple geothermal plants that are being developed to both demonstrate the potential and to supply electricity to customers as far away as California.
Those projects include repurposing idle oil or gas wells, which is relatively straightforward: Engineers identify wells that reach deep, hot rock formations and circulate water or another fluid in a closed loop to capture heat to generate electricity or provide direct heating. This method does not require drilling new wells, which significantly reduces setup costs and environmental disruption and accelerates deployment.
There are as many as 4 million abandoned oil and gas wells across the U.S., some of which could shift from being fossil fuel infrastructure into opportunities for clean energy.
Challenges and trade-offs
Geothermal energy is not without technical, environmental and economic hurdles.
Drilling is expensive, and conventional systems need specific geological conditions. Enhanced systems, using hydraulic fracturing, risk causing earthquakes.
Overall emissions are low from geothermal systems, though the systems can release hydrogen sulfide, a corrosive gas that is toxic to humans and can contribute to respiratory irritation. But modern geothermal plants use abatement systems that can capture up to 99.9% of hydrogen sulfide before it enters the atmosphere.
And the systems do use water, though closed-loop systems can minimize consumption.
Building geothermal power stations does require significant investment, but its ability to deliver energy over the long term can offset many of these costs. Projects like those undertaken by Fervo Energy show that government subsidies are no longer necessary for a project to get funded, built and begin generating energy.
Despite its challenges, geothermal energy’s reliability, low emissions and scalability make it a vital complement to solar and wind — and a cornerstone of a stable, low-carbon energy future.
Da:
https://insights.globalspec.com/article/24332/geothermal-energy-has-huge-potential-to-generate-clean-power-including-from-used-oil-and-gas-wells?uid=%2D1474234620&uh=f9d092&md=251209&mh=9260a5&Vol=Vol20Issue18&Pub=43&LinkId=2212771&keyword=link%5F2212771&itemid=411855&loginOk=1&frmtrk=newsletter&cid=nl
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