Il sottosuolo è più caldo della superficie terrestre e in alcune zone è più caldo del normale: i vulcani, i geyser, le sorgenti di acqua calda e molti altri fenomeni sono l’espressione superficiale di questo calore profondo. Questa forma di energia può essere sfruttata a scopi pratici, per produrre elettricità o per altri scopi.

Il primo campo geotermico sfruttato industrialmente si trova in Italia, in Toscana nella zona di Larderello, ove sono stati perforati numerosi pozzi per captare vapore che viene utilizzato per la produzione di energia elettrica. La potenza installata sfiora i 400.000 kW e la produzione i 3 miliardi kWh annui. L’area perforata si estende per circa 200 chilometri quadrati, la profondità dei pozzi in produzione varia da 500 a 1200 metri. Vari fattori regolano l’andamento della temperatura nel sottosuolo. Verso i trenta metri, quasi dovunque le misure danno temperature corrispondenti a quella media annua dell’atmosfera nel punto considerato. A profondità ancora maggiori la temperatura aumenta. Il gradiente geotermico (ossia l’aumento di temperatura con la profondità espresso in gradi centigradi per cento metri) è quindi in media uguale a 3,3 °C per ogni 100 metri.

Considerazioni teoriche di vario tipo e osservazioni geofisiche fanno pensare che la temperatura aumenti con la profondità fino a raggiungere i 2500 °C, restando poi pressoché stazionaria. Per dare una idea degli ordine di grandezza, ricordiamo che le temperature delle lave fuse si aggirano sui 1000-1200 °C nei vulcani in eruzione, mentre nelle intrusioni si può avere magma parzialmente fuso a partire da 640 °C circa.

Un campo geotermico può esistere solo in condizioni geologiche favorevoli per la sua esistenza. Una di queste condizioni è la presenza di una massa di magma a profondità non troppo grande: questo stock magmatico è infatti la sorgente di calore di un campo geotermico. Per quanto se ne sa attualmente, questa è una delle condizioni necessarie, essa, però, non è sufficiente.

Un campo geotermico risulta costituito fondamentalmente da tre elementi:

• una sorgente di calore, cioè un deposito profondo di magma;
• un acquifero, cioè una serie di rocce permeabili;
• una copertura, cioè una serie di rocce impermeabili.

Gli unici sistemi utilizzati attualmente nel mondo su scala industriale sono i sistemi idrotermali. Essi sono costituiti da formazioni rocciose permeabili (serbatoi) che contengono il fluido caldo, trattenuto da formazioni rocciose impermeabili. L’alimentazione del serbatoio è dovuta talvolta all’introduzione e alla circolazione di acqua meteorica attraverso superfici di ricarica, ove il serbatoio stesso affiora.

La fonte di calore che riscalda il serbatoio è generalmente rappresentata da intrusioni di magma ancora caldo nella crosta terrestre.

Quando particolari condizioni geologiche e termodinamiche consentono al fluido endogeno di presentarsi alla bocca del pozzo come vapore saturo o surriscaldato, il sistema idrotermale viene denominato a vapore dominante; quando il fluido estratto rimane nella fase liquida con una certa quantità di vapore il sistema viene denominato ad acqua dominante.

A fine 1996 la potenza geotermoelettrica in Italia era poco superiore ai 500 MW. La possibilità di utilizzo delle risorse geotermiche per uso calore è da approfondire, per il teleriscaldamento urbano, la serricoltura ed altre applicazioni industriali. Si stima che al 2010 la potenza complessiva per la produzione di energia elettrica possa giungere ai 1000 MW. (fonte Enel)