Come funzionano davvero le centrali geotermoelettriche

La produzione di energia elettrica da geotermia spiegata in 12 punti dall’Arpat

[8 maggio 2018]

Nelle centrali geotermoelettriche, attraverso successivi passaggi, si sfrutta l’energia termica dei fluidi endogeni – sotto forma di vapore – per produrre energia elettrica. Il vapore proveniente dai pozzi produttivi, a pressioni di circa 19 atmosfere con temperature fino a oltre 200 °C, viene inviato, dal collettore di centrale (1) in una turbina (2).

Qui l’energia del vapore, attraverso la rotazione della turbina, viene ceduta come energia meccanica e trasmessa ad un alternatore (3) che la trasforma in elettrica. In uscita dalla turbina, il vapore entra nel condensatore (4) dove avviene un abbattimento della temperatura per contatto diretto con l’acqua di raffreddamento. In tal modo, il vapore condensa e passa allo stato liquido; questa condensa (5) viene inviata alla torre refrigerante (6). All’abbassamento di temperatura corrisponde anche un abbassamento di pressione (dalle 19 atmosfere iniziali si passa a poco più di una atmosfera) che, di fatto, ha un effetto di “risucchio” del vapore dalla turbina, aumentandone così il rendimento termo-dinamico.

Per mantenere l’abbassamento di pressione, al condensatore è collegato il sistema compressore ed estrattore gas (7), che estrae dal condensatore il gas “incondensabile”, cioè quelle componenti del vapore (per esempio, azoto, anidride carbonica, ossigeno, idrogeno, metano, ecc.) che, per loro natura fisica, raffreddandosi non condensano. A valle della turbina, quindi, il vapore viene separato in due componenti: l’acqua di condensa ed il gas incondensabile, che seguiranno percorsi separati per chiudere il ciclo dell’impianto. L’acqua di condensa viene inviata alla cella di raffreddamento (8) all’interno della torre refrigerante, dove, per mezzo degli ugelli posti alla sommità della cella, viene fatta cadere a pioggia raffreddandosi a contatto della corrente d’aria che dal basso risale verso l’alto.

L’acqua di condensa, adesso raffreddata e convogliata nella vasca di raccolta (9), viene inviata al condensatore e usata per il raffreddamento del vapore in uscita dalla turbina. L’esubero di acqua della vasca di raccolta viene “reiniettato” nel campo geotermico per contribuire alla ricostituzione del suo acquifero e mantenerlo produttivo (10). Il gas incondensabile contiene gas come l’idrogeno solforato (o acido solfidrico –  H2S) ed altri elementi inquinanti come il mercurio (Hg). Per  evitare di disperdere queste sostanze in atmosfera, il gas incondensabile viene inviato al sistema di Abbattimento di Mercurio e Idrogeno Solforato, detto A.M.I.S. (11).

Tutte le centrali sono dotate di un Impianto A.M.I.S., le efficienze  di abbattimento sono pari al 97- 99% per l’idrogeno solforato e al 90-95 % per il mercurio. Una volta trattato dall’impianto di abbattimento che elimina le sostanze inquinanti, il gas viene inviato alla base della torre refrigerante, dove, risalendo con la corrente d’aria, subisce un ulteriore “lavaggio” (effetto scrubber*) entrando in contatto con l’acqua di condensa in raffreddamento prima di essere emesso in atmosfera (12).

*Si tratta di un procedimento che consente l’abbattimento della concentrazione di sostanze, presenti in una corrente gassosa, intrappolandole in un liquido di lavaggio

di Arpat – Agenzia regionale per la protezione ambientale della Toscana