O que é a energia geotérmica
A energia gerada pelo calor da Terra
A etimologia grega do nome já diz tudo: geō, Terra, e thermós, calor. A energia geotérmica é, de fato, uma forma de energia renovável que se origina do calor natural do subsolo.
Esse calor é usado para produzir eletricidade ou para aquecer edifícios: as usinas geotérmicas o extraem por meio de poços profundos, transformando-o em energia térmica ou elétrica.
Por ser uma fonte limpa e constante, a energia geotérmica oferece benefícios ambientais significativos, com emissões muito baixas em comparação com os combustíveis fósseis.
Calor geotérmico
O calor geotérmico é gerado principalmente pelo calor armazenado no núcleo e no manto da Terra e pelo decaimento de materiais radioativos e no manto da Terra.
Dependendo da profundidade, esse calor se manifesta em diferentes temperaturas e pode ser capturado por meio de diferentes técnicas:
- sistemas de baixa entalpia (até 100 °C),
- sistemas de média entalpia (entre 100 °C e 150 °C)
- sistemas de alta entalpia (acima de 150 °C).
As aplicações de baixa entalpia utilizam o calor próximo à superfície, normalmente poucas dezenas de metros abaixo da superfície, para o aquecimento direto de edifícios e sistemas hídricos por meio de bombas de calor (ou precisamente sistemas geotérmicos de baixa entalpia).
Em média e alta entalpia, o calor é extraído de reservas mais profundas e usado para acionar turbinas para a produção de eletricidade.
Além da produção de eletricidade, o calor de média e alta entalpia também pode ser usado para aquecimento direto de edifícios (aquecimento de ambientes), para fornecer calor para estufas ou para aplicações industriais do calor.
As usinas geotérmicas, especialmente as de alta entalpia, estão localizadas em áreas ricas em atividade geotérmica, como falhas ou áreas vulcânicas.
A história daenergia geotérmica
Entre a literatura, a medicina e a tecnologia
Como funciona a energia geotérmica
Viagem ao centro da Terra
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As usinas geotérmicas são projetadas para aproveitar o calor da Terra e convertê-lo em eletricidade ou aquecimento.
Para a produção de eletricidade, são perfurados poços de até 3.000 metros de profundidade em áreas com recursos geotérmicos significativos.
O calor subterrâneo, na forma de vapor de alta pressão, sobe do subsolo e é direcionado para uma turbina.
Há vários ciclos de utilização de calor:
- nos ciclos de vapor seco, o vapor natural proveniente diretamente do solo aciona a turbina;
- no ciclo flash, o calor do solo é usado para vaporizar a água em alta pressão, com parte dela passando para o estado gasoso e alimentando a turbina.
- no ciclo binário, por outro lado, o calor é transferido para um fluido de baixo ponto de ebulição que evapora e aciona a turbina, permitindo que os recursos geotérmicos sejam usados em temperaturas mais baixas. O vapor é então condensado e transformado em água, geralmente por meio de um permutador de calor ou condensador. A água pode ser devolvida ao solo para completar um ciclo fechado, apoiando todo o processo.
Além da produção de eletricidade, o calor geotérmico também pode ser usado para aquecimento direto. Isso é feito basicamente de duas maneiras:
- Quando o recurso tem um alto teor de energia (energia geotérmica de média-alta entalpia), o calor da água quente ou do vapor extraído dos poços geotérmicos pode ser canalizado para usinas de troca de calor para uso doméstico ou industrial.
- Os sistemas de baixa entalpia usam bombas de calor geotérmicas instaladas a pouca profundidade, que transferem o calor do subsolo para edifícios ou residências, mantendo-os aquecidos no inverno e frescos no verão. A operação é baseada em um circuito fechado no qual circula un fluido, que se aquece no subsolo e, em seguida, libera o calor dentro dos edifícios.
As vantagens da energia verde
Um potencial incrível
Desde 2006, um relatório do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Massachusetts Institute of Technology) destaca como o potencial geotérmico presente na Terra poderia fornecer energia verde ao planeta por 4000 anos.
Ininterrupta e constante
Dia, noite, sol, chuva: nenhuma dessas situações afeta a operação da energia geotérmica. O calor da terra está sempre totalmente disponível.
Baixos custos de operação
Uma vez construída, uma usina geotérmica, os custos operacionais são significativamente mais baixos em comparação com outras tecnologias.
Perguntas frequentes sobre a energia geotérmica
A quantidade de energia que se encontra no subsolo é enorme, graças a um potencial ainda inexplorado. Uma energia que otimiza recursos: o calor que não pode ser utilizado imediatamente é reintroduzido em circulação, favorecendo a sua economia. Aqui estão todas as respostas às suas curiosidades sobre esta fonte renovável.
Você sabia disso?
Geotermia, cultura e enogastronomia: o possível desafio da Toscana
Como um grupo de aldeias nas colinas da Toscana atrai mais de 60 mil visitantes por ano, com uma tendência que continua a crescer? Com uma oferta cultural variada, capaz de intrigar jovens e idosos, e uma excelente produção enogastronômica, com a energia geotérmica sendo utilizada de diversas maneiras. Em Larderello, está localizado o interessante e informativo Museu Geotérmico (mais de 30 mil visitas por ano), enquanto uma arena para apresentações teatrais e musicais foi criada na usina Larderello 3 em 2017. Trilhas naturais e trekking, como o Parque Biancane de Monterotondo Marittimo ou o Fumaroles de Sasso Pisano, integram a rica oferta de turismo sustentável.
Mas na Toscana, em 2009, a primeira Comunidade de Alimentos para Energias Renováveis do mundo: uma associação agroalimentar que reúne vários empresários do setor. O que eles têm em comum? Uma produção enogastronômica rica e de excelência – laticínios, basílico, cervejas artesanais, óleos e vinhos – produzida com o auxílio da energia geotérmica.
Energia geotérmica no mundo
Em 2021, de acordo com o relatório mais recente da Agência Internacional de Energia Renovável (International Renewable Energy Agency - IRENA), a capacidade geotérmica instalada global era de 16 Gigawatts, ou 0,5% do total de energias renováveis, com mais de 30 países produzindo eletricidade geotérmica.
Os Estados Unidos, líder global no setor, têm uma capacidade instalada de mais de 3,7 GW.
As Filipinas, com cerca de 1,9 GW, cobrem quase um quinto de sua demanda de eletricidade com energia geotérmica.
A Indonésia instalou cerca de 2,2 GW, com vistas a uma expansão significativa.
Na Ásia, também temos o Japão com seus 576 MW.
O México também é um participante importante, com quase 1 GW de capacidade instalada, principalmente na região de Cerro Prieto.
A Nova Zelândia tem 1042 MW
A Islândia tem uma capacidade instalada menor (cerca de 0,7 GW), mas usa a energia geotérmica principalmente para a produção de calor, com a qual cobre quase 90% das necessidades de aquecimento doméstico do país.
A Turquia, por outro lado, com 1,7 GW de capacidade, está observando um rápido crescimento graças a novos projetos geotérmicos.
A África, em especial o Quênia, também está desenvolvendo muito a produção geotérmica, que atualmente conta com 985 MW de capacidade instalada
No ranking das 10 maiores nações produtoras de energia geotérmica, está também a Itália, com uma capacidade instalada de 916 MW.
Inovações e o futuro
As inovações tecnológicas no campo da energia geotérmica estão tornando o setor cada vez mais eficiente e versátil. Uma das principais inovações é a introdução de técnicas avançadas de perfuração, como a perfuração a laser ou plasma, que permitem atingir maiores profundidades e reduzir os custos de exploração.
Além disso, os sistemas geotérmicos aprimorados (Enhanced Geothermal Systems - EGS) usam injeções de fluido para aumentar a permeabilidade de rochas quentes, mas secas, expandindo as possibilidades de uso mesmo em áreas que não são naturalmente ricas em recursos.
Outra inovação importante diz respeito aos ciclos binários aprimorados, que permitem que as fontes de calor sejam exploradas em temperaturas mais baixas por meio do uso de fluidos com baixo ponto de ebulição. Além disso, a integração com redes de aquecimento urbano e sistemas de armazenamento de energia está otimizando o uso do calor geotérmico para usos térmicos e para equilibrar a geração de eletricidade de fontes renováveis não programáveis, como a solar e a eólica.
Em alguns países, como Canadá, Colômbia e Hungria, vários projetos-piloto estão sendo implementados para utilizar ou reutilizar poços existentes em campos de petróleo e gás para recuperar energia geotérmica, a custos significativamente reduzidos.
Nos últimos anos, as pesquisas sobre a recuperação de minerais de fontes geotérmicas se intensificaram. Projetos de demonstração bem-sucedidos na França, na Alemanha, na Islândia, na Nova Zelândia, no Reino Unido e nos EUA mostraram que a produção de lítio e dióxido de silício é tecnicamente viável. Os projetos comerciais em larga escala ainda dependem de mais desenvolvimentos para tornar o processo econômica e ambientalmente sustentável.
