Perforazione geotermica profonda per pompa di calore: profondità, processo e costi (2025)

Con la perforazione profonda, è possibile utilizzare in modo permanente il calore del terreno. È un prerequisito per l'installazione di una pompa di calore con sonda geotermica. Ma a che profondità bisogna forare, quali sono i costi e cosa bisogna considerare? Questo articolo fornisce una panoramica.

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Cos'è la perforazione geotermica profonda?

Un pozzo geotermico profondo è un foro profondo fino a 100 metri in cui le sonde geotermiche vengono inserite nel terreno. Il calore immagazzinato nel terreno può quindi essere utilizzato da una pompa di calore. Viene utilizzato per fornire energia termica a una casa unifamiliare mediante energia geotermica costante e fa parte di una cosiddetta pompa di calore ad acqua salina.

Quanto è profonda la perforazione?

Una sonda geotermica può generalmente essere perforata fino a 100 metri di profondità senza che sia richiesta una licenza mineraria. Ad oggi, la perforazione di oltre 100 metri richiede un'autorizzazione ai sensi della legge federale sulle miniere, quindi la perforazione viene eseguita solo fino a questo limite.

Il 4 settembre 2024, a Progetto di legge del Ministero federale dell'economia e della protezione del clima ha deciso di facilitare la perforazione delle sonde geotermiche. La perforazione fino a una profondità di 400 metri non dovrebbe più rientrare nella legge mineraria. Si applicano invece solo le norme della legge sull'acqua. Ciò facilita notevolmente l'uso dell'energia geotermica. Tuttavia, la legge non è ancora entrata in vigore (a giugno 2024).

Quanto è caldo a una profondità di 100 metri?

A una profondità di 100 metri, la temperatura del suolo è generalmente compresa tra 10 e 12 gradi Celsius. Questa temperatura rimane sostanzialmente costante durante tutto l'anno. Di conseguenza, una pompa di calore geotermica ha condizioni stabili, comprese tra 8 e 12 gradi Celsius, rendendo l'energia geotermica una fonte di calore particolarmente efficiente e affidabile. Inoltre, la temperatura costante del suolo in estate può essere utilizzata per il raffreddamento passivo, senza alcun consumo energetico aggiuntivo.

Quanto costa un foro geotermico profondo per la pompa di calore?

Un pozzo geotermico profondo con pompa di calore costa un totale compreso tra 27.000 e 45.000 euro, comprese le sonde geotermiche, la perforazione, l'installazione e la pompa di calore. La sola perforazione profonda costa dagli 8.000 ai 10.000 euro, a seconda della profondità di perforazione, delle condizioni del terreno e della regione. Di solito vengono addebitati dai 50 ai 100 euro per metro di perforazione.

Quali sono i metodi di perforazione?

Il processo di perforazione a filo viene solitamente utilizzato per le case unifamiliari, ma sono disponibili vari metodi di perforazione. La scelta del metodo dipende dalla profondità, dalla struttura del suolo e dalle condizioni locali.

• Foro di scarico (foro di scarico rotante): Una testa di perforazione rotante frantuma la roccia, mentre un liquido di lavaggio sposta la punta del trapano verso l'alto. Questo metodo è particolarmente efficace per terreni sciolti e a grana mista. È il processo più utilizzato per la perforazione geotermica in abitazioni unifamiliari.
• Perforazione a martello (foro di sollevamento pneumatico o martello imloch): Un martello pneumatico spacca la roccia direttamente nel pozzo. Allo stesso tempo, l'aria compressa viene utilizzata per trasportare il materiale di perforazione verso l'alto. Questo metodo è particolarmente adatto per strati di roccia dura e solida.
• Foratura a secco: La foratura viene eseguita senza risciacquo o aria compressa, solitamente con l'ausilio di trapani o viti rotanti. Questo metodo viene utilizzato meno frequentemente perché è tecnicamente più complesso nelle aree profonde.

Qual è il processo di perforazione geotermica profonda?

Il processo di perforazione geotermica profonda segue un piano chiaramente strutturato in modo che le sonde geotermiche siano ancorate in modo sicuro e professionale nel terreno. Dopo la preparazione, inizia la perforazione vera e propria, seguita dall'installazione e dal collegamento alla pompa di calore.

1. Liberazione dello spazio e installazione in cantiere: L'area di perforazione è in fase di preparazione, l'attrezzatura viene consegnata e le superfici di lavoro vengono liberate.
2. Definizione e misurazione dei punti di perforazione: La posizione esatta delle sonde geotermiche viene misurata e contrassegnata, tenendo conto delle distanze minime.
3. Configurazione dell'impianto di perforazione e avvio della perforazione: A seconda del processo, viene impostato l'impianto di perforazione appropriato e viene avviata la perforazione.
4. Progresso della perforazione con lavaggio continuo o aria compressa: Il pozzo viene scavato al metro, il materiale di perforazione viene trasportato verso l'alto e documentato.
5. Inserire la sonda terrestre nel foro: Dopo aver raggiunto la profondità prevista, la sonda geotermica viene inserita nel pozzo.
6. Compressione con materiale di trasferimento termico (ad esempio miscela cemento-bentonite): La sonda viene pressata con un materiale termicamente conduttivo e sigillante.
7. Test di tenuta e collegamento alle linee di salamoia: Le sonde installate vengono testate per la tenuta e collegate alla pompa di calore.
8. Smontaggio del cantiere: Al termine dei lavori, il sito di perforazione verrà nuovamente riempito e l'area verrà smantellata.

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Quanto tempo occorre per perforare?

La perforazione profonda di una pompa di calore geotermica richiede in genere uno o due giorni per pozzo. La durata esatta dipende dalla profondità di perforazione, dalla struttura del terreno e dalle condizioni meteorologiche. Quando si eseguono due fori per una casa unifamiliare, il lavoro viene solitamente completato entro una settimana.

Posso perforare qualsiasi appezzamento di terreno?

La perforazione profonda per l'energia geotermica non è consentita su ogni appezzamento di terreno. L'autorizzazione alla perforazione dipende dalle condizioni locali, quali le aree di protezione delle acque, la struttura del suolo e i requisiti normativi. Sono quindi sempre necessari test esperti e l'approvazione da parte dell'autorità idrica responsabile.

Quali permessi sono necessari?

Per la perforazione geotermica profonda, il progetto deve essere notificato all'autorità idrica inferiore almeno un mese prima dell'inizio. Questo verifica se la perforazione è consentita sulla proprietà. A partire da una profondità di oltre 100 metri è necessaria un'autorizzazione aggiuntiva dell'Ufficio geologico statale, cosa evitata nelle case unifamiliari e plurifamiliari.

In quali regioni della Germania è possibile effettuare la perforazione profonda?

La perforazione profonda per l'energia geotermica è generalmente possibile in tutta la Germania, a condizione che non vi siano leggi sull'acqua o restrizioni geologiche. La decisione spetta all'autorità idrica competente, che esamina il progetto caso per caso. Le regioni con strutture del suolo permeabili e senza requisiti di protezione dell'acqua sono particolarmente adatte.

A cosa devo prestare attenzione durante la perforazione di un pozzo geotermico?

I seguenti punti sono fondamentali per la corretta implementazione di un pozzo geotermico:

• Verifica le condizioni del terreno: La superficie deve essere adatta alla perforazione. I rapporti geologici o gli archivi di perforazione forniscono informazioni sulla struttura e sugli strati rocciosi.
• Ottieni l'approvazione: Prima di iniziare, il progetto deve essere segnalato all'autorità idrica inferiore. Sono necessari permessi aggiuntivi nelle aree di protezione delle acque o a profondità superiori a 100 metri.
• Accessibilità: L'impianto di perforazione richiede spazio sufficiente e libero accesso. Le strade di accesso strette, i pendii o gli edifici possono rendere difficile o costosa l'implementazione.
• Definire la profondità di foratura e il numero di fori: La capacità di riscaldamento richiesta determina la profondità e la frequenza di perforazione. Per le case unifamiliari, di solito sono sufficienti da 1 a 2 fori fino a 100 metri.
• Azienda certificata Earthworks: Solo le aziende specializzate con l'approvazione e l'esperienza adeguate dovrebbero eseguire il lavoro. La qualità e la documentazione sono decisive per la successiva sicurezza operativa.
• assicurazione: La società appaltata per i lavori di sterro dovrebbe disporre di un'adeguata assicurazione di responsabilità civile aziendale. Ciò garantisce che aderisca a eventuali danni causati dal pozzo, ad esempio tubi o acque sotterranee.

Quali complicazioni possono sorgere durante la perforazione di un foro profondo?

La perforazione profonda di una pompa di calore geotermica può causare complicazioni sotterranee inaspettate nonostante un'attenta pianificazione. Questi rischi devono essere noti in anticipo e considerati nella scelta della società di perforazione:

• Acque sotterranee sotto pressione: Se durante la perforazione viene perforato uno strato di acque sotterranee ad alta pressione, possono verificarsi perdite d'acqua e danni incontrollati. Ciò rende inoltre difficile comprimere in modo sicuro il pozzo con un composto sigillante, che ha lo scopo di impedire l'ingresso di acque superficiali nelle acque sotterranee.
• Crollo di cavità sotterranee: In alcune regioni, in particolare nelle ex aree minerarie, la perforazione può destabilizzare le cavità sotterranee. Ciò può portare a riduzioni della superficie, che compromettono il funzionamento e l'efficienza della pompa di calore.
• Sottosuolo poroso con fratture o depositi di acqua carsica: In tali formazioni geologiche, il materiale di compressione utilizzato può fuoriuscire in modo incontrollato. Ciò rende difficile la corretta sigillatura del pozzo o addirittura la rende impossibile.
• Mineralizzazione e risorse di gas: In alcune aree, le acque sotterranee possono contenere elevate quantità di minerali disciolti o anidride carbonica. La fuoriuscita di CO2 durante la perforazione è un rischio raro ma grave che dovrebbe essere coperto da un'assicurazione per i pozzi.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi della perforazione geotermica profonda?

La perforazione geotermica profonda offre un'elevata efficienza, una fonte di calore costante e requisiti di spazio ridotti, ma richiede elevati investimenti iniziali e un'autorizzazione. I vantaggi risiedono nella generazione affidabile di energia in qualsiasi condizione atmosferica e in una lunga durata. Gli svantaggi includono gli alti costi di perforazione e installazione, nonché le possibili restrizioni geologiche sulla proprietà.

Quali sono le alternative alla perforazione geotermica profonda?

Le alternative alla perforazione geotermica profonda includono collettori di superficie, sistemi di pozzi (pompe di calore per acque sotterranee) e pompe di calore aria-acqua. Mentre le sonde geotermiche vengono perforate verticalmente in profondità, i collettori ad area utilizzano l'energia geotermica in prossimità della superficie in sistemi di tubazioni orizzontali. I sistemi a pozzo utilizzano l'acqua sotterranea come fonte di calore. Le pompe di calore aria-acqua, invece, ottengono energia direttamente dall'aria ambiente. La soluzione migliore dipende dalla proprietà, dalla disponibilità di acqua, dalle normative e dal budget.