LA SFIDA
L’Unione europea si è impegnata a ridurre le emissioni di gas serra e contribuire a una transizione completa verso un’economia a basse emissioni di carbonio.
La produzione combinata di energia e calore fa dell’energia geotermica profonda la tecnologia chiave per raggiungere questo obiettivo tenuto conto, inoltre, della sua disponibilità praticamente quasi ovunque. La principale sfida che occorre affrontare è ridurre i costi di realizzazione e di esercizio di un siffatto sistema geotermico complesso.
L’Europa deve affrontare un’altra grande sfida: assicurarsi l’approvvigionamento di materie prime cruciali per la sua industria, in particolare di metalli.
Tale approvvigionamento, purtroppo, risente degli effetti di una incessante crisi dovuta alla riduzione dell’attività mineraria in tutta Europa. Pertanto, nonostante gli sforzi profusi nello sviluppo delle tecnologie di riciclaggio e nella scienza dei materiali, la nostra dipendenza dall’importazione di metalli cresce ogni anno. Tuttavia, ben al di sotto della profondità convenzionale di estrazione, esistono importanti giacimenti minerari ricchi in metalli. Le temperature a tali profondità sono elevate e all’interno di centrali geotermiche esistenti vi è evidenza di acque ricche di metalli.
LA SOLUZIONE
Il progetto CHPM2030 sta definendo un percorso tecnologico che, in maniera sostanziale, potrebbe ridurre la dipendenza dell’Europa sia dall’importazione di quei minerali metallici considerati cruciali, sia dall’energia. Il progetto mira alla realizzazione di una idea basata sull’accoppiamento produttivo di energia geotermica e metalli migliorando, quindi, la redditività economica dei sistemi geotermici complessi. Ciò richiederà metodi innovativi per identificare e trattare formazioni metalliche idonee allo scopo utilizzando una combinazione di conoscenze geotecniche e metodi elettrochimici avanzati. Il progetto CHPM2030 mira a creare una base metodologica utile a dimostrare la fattibilità tecnologica ed economica a scala di laboratorio.
Sebbene vengano richiesti impegni elevati in termini di ricerca affinché una tale infrastruttura diventi realtà entro il 2030, il progetto attuale, che durerà fino alla metà del 2019, si concentra sulle indagini di laboratorio mirate a sviluppare, in particolare, tecnologie di lisciviazione in situ, tecnologie per l’estrazione elettrochimica dei metalli, per la generazione di energia elettrochimica, per l’integrazione di sistemi adatti ad un nuovo tipo di infrastruttura che comprende, inoltre, lo sviluppo di idee per un nuovo tipo di impianto, la modellizzazione della fattibilità economica e le simulazioni di attuabilità ambientale per gli scenari tecnologici proposti.
RISULTATI ATTESI
Utilizzando lo stato dell’arte degli sviluppi in materia di energia geotermica, i più recenti dati geo-scientifici sui giacimenti minerari, simulazioni ed esperimenti di laboratorio supportati da nuovi modelli predittivi sulla genesi dei giacimenti minerari, il progetto svilupperà:
– Una base metodologica atta a dimostrare la fattibilità tecnologica ed economica della mobilizzazione di metalli dai giacimenti minerari ultra profondi mediante la combinazione di tecniche di geo-ingegneria finalizzate a rendere più efficienti i naturali sistemi di fratture interconnesse all’interno del giacimento minerario stesso;
– Percorsi innovativi per la lisciviazione di metalli strategici da formazioni geologiche e, analogamente, per i metodi elettrochimici utili alla rimozione e al recupero dei metalli in superficie;
– Soluzioni specifiche per la formazione di minerali metallici per la cogenerazione di energia elettrica mediante dialisi elettro-inversa (osmosi);
– Una nuova struttura concettuale che incrementi il numero totale di risorse geotermiche economicamente realizzabili in Europa;
– Modelli per la valutazione della fattibilità economica da applicare alle nuove infrastrutture legate ai sistemi geotermici complessi;
– Un quadro di lavoro per la valutazione integrata della fattibilità economica, per valutare gli impatti economico sociali e ambientali delle nuove tecnologie proposte;
– Modelli metallogenetici combinati a dataset geotermici finalizzati allo sviluppo di un database di aree Europee idonee alla realizzazione di casi studio e dove si potrebbero impiantare sistemi geotermici complessi;
– Una tabella di marcia a sostegno dell’implementazione pilota di tali sistemi geotermici complessi entro l’anno 2030 e dell’implementazione commerciale su vasta scala prima del 2050.
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