Il circuito geotermico cinese a CO₂ può portare calore ovunque?

Il primo progetto cinese geotermico a circuito chiuso con CO₂ supercritica è una dimostrazione per il riscaldamento, non una centrale geotermica. Entrato in funzione a Zhengzhou il 19 maggio 2026, il sistema di China Huaneng fa circolare anidride carbonica in un pozzo sigillato profondo circa 2.500 metri, raccoglie il calore delle rocce circostanti e lo trasferisce, in superficie, a un circuito separato di acqua destinata al riscaldamento invernale. 613

Il progetto è importante perché mette alla prova un modo di usare l’energia geotermica senza prelevare acqua sotterranea. I risultati attuali, però, vanno letti come un primo traguardo operativo: non dimostrano ancora che la geotermia a circuito chiuso possa produrre elettricità a basso costo, 24 ore su 24.

Come funziona l’impianto di Zhengzhou

Il pozzo adotta una configurazione coassiale a circuito chiuso. Un percorso porta verso il basso CO₂ relativamente fredda e pressurizzata; un secondo percorso riporta in superficie il fluido riscaldato. In profondità, il calore passa dalla formazione rocciosa attraverso la struttura del pozzo e raggiunge la CO₂ in circolazione. Una volta tornata in superficie, l’anidride carbonica cede il calore all’acqua del sistema di riscaldamento urbano. Il fluido resta all’interno del circuito e non entra in contatto con la formazione geologica. 6713

È un funzionamento diverso da quello degli impianti geotermici idrotermali tradizionali, che estraggono acqua naturalmente calda da un serbatoio sotterraneo permeabile e in genere la gestiscono attraverso sistemi di reiniezione. Un circuito chiuso può invece sfruttare il calore immagazzinato nella roccia anche quando il flusso naturale di acqua sotterranea non è sufficiente per un impianto aperto.

Perché usare la CO₂ al posto dell’acqua?

Il progetto utilizza CO₂ supercritica come fluido termovettore. In determinate condizioni di pressione e temperatura, la CO₂ presenta una combinazione di mobilità simile a quella di un gas e densità paragonabile a quella di un liquido. Secondo la motivazione ingegneristica riportata, questo le consentirebbe di circolare con una resistenza al flusso relativamente bassa, trasferendo al tempo stesso il calore in modo efficace all’interno di un pozzo profondo. 613

Il fluido può inoltre favorire un effetto termosifone. Riscaldandosi durante la risalita, la CO₂ diventa meno densa rispetto a quella più fredda che scende. Questa differenza di densità può contribuire ad alimentare la circolazione e a ridurre il lavoro delle pompe, ma non elimina la necessità di apparecchiature in superficie né garantisce costi operativi contenuti.

I possibili vantaggi del circuito chiuso sono diversi:

• non richiede estrazione o reiniezione di acqua sotterranea;
• mantiene il fluido di lavoro isolato dalla formazione rocciosa;
• può evitare alcuni problemi di incrostazioni e gestione dei minerali presenti nelle salamoie calde;
• potrebbe estendere il riscaldamento geotermico a zone con rocce calde ma scarsa permeabilità naturale. 613

Sono vantaggi a livello di sistema, non garanzie di redditività. Il calore deve comunque attraversare la roccia e le pareti del pozzo abbastanza rapidamente da sostenere la potenza richiesta.

Le prestazioni dichiarate a Zhengzhou

Secondo i resoconti pubblici, la CO₂ entra nel sistema a circa 8 °C e torna in superficie a circa 22 °C. Rispetto a un approccio basato sull’estrazione del calore tramite acqua, il progetto avrebbe aumentato di circa il 20% la capacità di estrazione termica e ridotto di circa il 10% il consumo energetico unitario per il riscaldamento. L’impianto è progettato per fornire riscaldamento centralizzato invernale a oltre 18.000 metri quadrati di abitazioni. 3613

Questi dati descrivono un’applicazione utile per il calore, ma non dimostrano una produzione elettrica. La temperatura di ritorno riportata e la potenza dichiarata sono compatibili con un impianto di riscaldamento; le prove disponibili non mostrano che il progetto generi elettricità.

C’è anche una cautela terminologica da tenere presente. “CO₂ supercritica” descrive il concetto del fluido di lavoro e il suo stato in determinate condizioni di pressione e temperatura. I riepiloghi operativi disponibili pubblicamente non indicano il profilo completo di pressione e temperatura in ogni punto del circuito sotterraneo. Una fonte secondaria riporta valori diversi per le temperature di ingresso e uscita; il dato, più frequentemente citato, di 8 °C in ingresso e 22 °C in uscita va quindi considerato un valore operativo riferito, non una descrizione termodinamica completa. 34

Può diventare elettricità continua 24 ore su 24?

Il calore geotermico è disponibile in modo continuo, a differenza di vento e sole, che variano con le condizioni meteorologiche e con la luce del giorno. In linea di principio, un circuito chiuso che raggiunga rocce abbastanza calde e faccia circolare una quantità sufficiente di fluido potrebbe fornire calore programmabile e, a temperature più elevate, anche elettricità.

Zhengzhou non dimostra ancora questo risultato. Per produrre energia elettrica servono un flusso termico utile molto maggiore e temperature adatte ad alimentare un ciclo di conversione. Il ruolo attuale del progetto è il riscaldamento residenziale: affermare che abbia già dimostrato la fattibilità della generazione geotermica continua andrebbe oltre le prove disponibili.

L’aspetto economico è ancora più delicato. I modelli indicano che i sistemi a circuito chiuso possono raggiungere costi competitivi per il calore, mentre per l’elettricità sarebbero necessarie riduzioni sostanziali dei costi di perforazione. Un altro studio ha rilevato che sistemi simulati con un serbatoio a 180 °C potrebbero non recuperare i costi lungo l’intera vita utile, persino con 30 diramazioni laterali e una portata di produzione di 75 chilogrammi al secondo.

Perché si studiano pozzi a U più profondi

Un pozzo coassiale offre una superficie di scambio termico sotterranea relativamente limitata. Un progetto più profondo a forma di U, o a circuito U, tenta di aumentare quest’area perforando due tratti verticali collegati da una lunga sezione orizzontale all’interno della roccia calda. Un percorso sotterraneo più lungo può aumentare il contatto con la formazione e la quantità di calore trasferita al fluido in circolazione.

Questa geometria affronta uno dei limiti centrali dei sistemi a pozzo singolo: per estrarre una potenza significativa servono sufficiente superficie di contatto con la roccia, temperature adeguate e una portata sostenibile per molti anni. D’altra parte, aggiunge complessità alla perforazione direzionale, rischi nella realizzazione e costi di capitale più elevati. Le prove disponibili non stabiliscono la profondità esatta, le prestazioni, lo stato dei lavori o il costo di uno specifico progetto cinese a U più profondo. È quindi più corretto considerarlo una direzione di sviluppo, non una soluzione commerciale già dimostrata.

Le barriere tecniche ed economiche

La sfida non consiste semplicemente nel trovare rocce calde. Occorre costruire uno scambiatore di calore sotterraneo durevole e ad alta resa, a un costo che il calore o l’elettricità prodotti possano ripagare.

Tra gli ostacoli principali ci sono:

• il costo delle perforazioni profonde e delle sezioni direzionali o multilaterali;
• la necessità di creare una superficie di scambio termico sotterranea abbastanza ampia;
• il mantenimento dell’integrità del pozzo e delle tenute a temperature e pressioni elevate;
• la gestione di corrosione, perdite termiche e comportamento della CO₂;
• la prevenzione dei cortocircuiti termici tra il flusso discendente e quello di ritorno;
• lo sviluppo di impianti di perforazione, punte, strumenti di fondo pozzo e materiali capaci di operare in ambienti rocciosi profondi e difficili.

Una revisione pubblicata su Nature stima che, in alcuni contesti, un singolo insieme di pozzi multilaterali possa costare circa 50-100 milioni di dollari e osserva che la redditività dipende sia dalla produzione sia dalla domanda locale. La stessa analisi evidenzia un limite fisico fondamentale: i sistemi a circuito chiuso dipendono soprattutto dalla conduzione del calore dalla roccia circostante, un processo più lento della convezione in un serbatoio geotermico naturale attraversato da fluidi in movimento.

È anche per questo che il teleriscaldamento potrebbe rappresentare una prima opportunità commerciale più concreta rispetto all’elettricità. Un impianto può vendere direttamente calore a temperatura moderata agli edifici vicini, senza convertirlo prima in energia elettrica. Una centrale elettrica, invece, richiede risorse più calde, portate maggiori e apparecchiature di conversione più costose.

Cosa indica il progetto Eavor in Germania

Il progetto di Eavor a Geretsried, in Baviera, offre un confronto importante. Il 4 dicembre 2025 ha iniziato a fornire elettricità alla rete tedesca da un sistema geotermico sigillato e multilaterale a circuito chiuso: secondo le fonti, è stato il primo progetto commerciale di questo tipo a farlo.

Al progetto viene attribuita una potenza nominale complessiva di circa 8,2 megawatt elettrici e 64 megawatt termici. I suoi circuiti utilizzano lunghi pozzi sotterranei e non dipendono da un serbatoio naturale produttivo di acqua calda. Tuttavia, a marzo 2026 risultava operativo il primo dei quattro circuiti previsti. Il sito costituisce quindi una dimostrazione significativa della fattibilità tecnica, mentre completamento e sostenibilità economica restano questioni aperte. 17

Zhengzhou e Geretsried mostrano due fasi della stessa idea. Zhengzhou dimostra la circolazione sigillata della CO₂ per ottenere calore geotermico utile. Geretsried dimostra che un circuito chiuso e multilaterale può arrivare a fornire elettricità alla rete. Nessuno dei due progetti prova però che la geotermia profonda a circuito chiuso sia economica, applicabile ovunque o pronta a sostituire su larga scala la generazione elettrica convenzionale.

In sintesi

Il progetto di Zhengzhou va interpretato come una prova pratica del principio cinese “取热不取水”: estrarre calore senza estrarre acqua sotterranea. Il pozzo coassiale da 2.500 metri, il circuito sigillato con CO₂, l’aumento dichiarato del 20% nella capacità di estrazione e il riscaldamento di oltre 18.000 metri quadrati spiegano perché questa tecnologia stia attirando attenzione. 613

Separando il recupero del calore dalla presenza di acqua sotterranea in movimento, il circuito chiuso potrebbe rendere la geotermia accessibile in un numero maggiore di luoghi. La strada verso l’elettricità continua, però, passa dalla soluzione di problemi più impegnativi: scambiatori di calore più profondi e più estesi, perforazioni affidabili ad alta temperatura, prestazioni termiche stabili nel lungo periodo e costi di capitale molto più bassi. Le prove disponibili autorizzano un ottimismo prudente, non la conclusione che sia già avvenuta una svolta commerciale su scala industriale.