L’obiettivo dell’attività sviluppata è valutare, mediante simulazioni numeriche, l’applicabilità e la fattibilità a livello nazionale di due tecnologie geotermiche innovative a circuito chiuso (closed-loop): i sistemi Eavor Loop e gli scambiatori di calore in pozzo WBHX (WellBore Heat eXchanger). Tali tecnologie consentono il recupero di energia termica dal sottosuolo senza scambio di acqua con la falda; sono, pertanto, caratterizzate da un campo di applicazione potenzialmente più esteso rispetto ai sistemi tradizionali. Gli studi qui proposti possono costituire una base conoscitiva in grado di stimolare gli operatori di settore a intraprendere indagini specialistiche per lo sfruttamento della risorsa geotermica nel contesto nazionale.

In continuità con quanto svolto nei precedenti anni, sono state completate le simulazioni numeriche fluidodinamiche relative alle due aree studio individuate. Nel dettaglio, dopo aver testato il corretto funzionamento del codice ANSYS/CFX applicato a sistemi di tipo Eavor, è stata simulata la messa in esercizio di un sistema Eavor 2.0 – più complesso rispetto ai sistemi a circuito chiuso simulati negli studi precedenti- all’interno della Piana Campana.

Le simulazioni hanno evidenziato una buona stabilità del sistema nel tempo, e una differenza di temperatura di ~42 °C tra quella del fluido iniettato e quella del fluido estratto e, pertanto, si è potuto stimare la potenza termica (5340 kW_th) e la potenza elettrica generata dal sistema (620 kW_e). Tali valori sono stati ottenuti simulando un pozzo con cinque diramazioni laterali; è possibile, tuttavia, realizzare fino a 12 diramazioni.

Le simulazioni fluidodinamiche atte a verificare l’applicabilità di uno scambiatore di calore in un pozzo presente nella zona a est di Marsala (Sicilia) sono state realizzate attraverso il codice Feflow. Sono state eseguite quattro diverse simulazioni, considerando il medesimo contesto geologico e idrogeologico ma differenti parametri geometrici e termici di pozzo. La resa termica teorica e quella elettrica del caso più favorevole sono risultate pari a 213,5 kW_th e 4,40 kW_e rispettivamente. Queste stime sono riferite all’installazione di un singolo scambiatore.

Le simulazioni numeriche hanno dimostrato l’applicabilità sul territorio nazionale di entrambe le soluzioni tecnologiche considerate. Sono stati, inoltre, discussi i notevoli vantaggi tecnico-ambientali e di flessibilità energetica che caratterizzano queste soluzioni. È auspicabile che in futuro tali tecnologie possano realmente contribuire a incrementare lo sfruttamento della risorsa geotermica del nostro Paese, ampliando il contributo delle fonti rinnovabile programmabili, a supporto di un sistema energetico ed elettrico efficiente e resiliente, e un uso efficiente delle risorse.