O mundo das energias renováveis está se tornando cada vez mais oco nos mercados internacionais devido à sua alta competitividade e eficiência cada vez maior. Existem diferentes tipos de energias renováveis (creio que todos nós sabemos) mas é verdade que dentro das energias renováveis encontramos algumas mais "famosas", como a solar e a eólica, e outras menos conhecidas como energia geotérmica e biomassa.
Neste post vou falar sobre tudo relacionado à energia geotérmica. Desde a o que é, como funciona e suas vantagens e desvantagens no mundo das energias renováveis.
O que é energia geotérmica?
A energia geotérmica é um tipo de energia renovável que se baseia em no aproveitamento do calor existente no subsolo do nosso planeta. Ou seja, aproveitar o calor das camadas internas da Terra e com ele gerar energia. As energias renováveis normalmente utilizam elementos externos como água, ar e luz solar. No entanto, a energia geotérmica é o único que escapa a esta norma externa.
Fonte: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name
Veja, há um gradiente de temperatura bem abaixo do solo em que pisamos. Ou seja, a temperatura da Terra aumentará conforme descemos e nos aproximamos do núcleo da Terra. É verdade que as sondagens mais profundas que os humanos foram capazes de alcançar não ultrapassam os 12 km de profundidade, mas sabemos que o gradiente térmico aumenta a temperatura do solo entre 2 ° C e 4 ° C para cada 100 metros que descemos. Existem várias áreas do planeta onde esse gradiente é muito maior e isso se deve ao fato da crosta terrestre ser mais fina nesse ponto. Portanto, as camadas mais internas da Terra (como o manto, que é mais quente) estão mais próximas da superfície da Terra e fornecem mais calor.
Bem, dito isso parece ótimo, mas onde e como a energia geotérmica é extraída?
Reservatórios geotérmicos
Como mencionei antes, existem áreas do planeta onde o gradiente térmico em profundidade é mais pronunciado do que no resto dos lugares. Isso faz com que a eficiência energética e a geração de energia por meio do calor interno da Terra sejam muito maiores.
Geralmente, potencial de produção de energia geotérmica é muito menos do que o potencial da energia solar (60 mW / m² para geotérmico em comparação com 340 mW / m² para solar). Porém, nos locais citados onde o gradiente térmico é maior, chamados de reservatórios geotérmicos, o potencial de produção de energia é muito maior (chega a 200 mW / m²). Este alto potencial de produção de energia cria um aumento de calor nos aquíferos que pode ser explorado industrialmente.
Para extrair energia de reservatórios geotérmicos, é necessário primeiro realizar um estudo de mercado viável, uma vez que o custo de perfuração aumenta enormemente com a profundidade. Isto é, à medida que nos aprofundamos no esforço para extrair calor para a superfície é aumentado.
Entre os tipos de depósitos geológicos encontramos três: água quente, seca e gêiseres
Reservatórios de água quente
Existem dois tipos de reservatórios de água quente: aqueles de origem e subterrâneo. Os primeiros podem ser usados como banhos termais, misturando-os um pouco com água fria para poder tomar banho neles, mas tem o problema de vazões baixas.
Por outro lado, temos aquíferos subterrâneos que são reservatórios de águas que estão a temperaturas muito elevadas e a pouca profundidade. Este tipo de água pode ser usado para poder extrair seu calor interno. Podemos fazer circular a água quente por meio de bombas para aproveitar seu calor.
Como é feita a exploração dos reservatórios de água quente? Para poder aproveitar a energia da água termal, o aproveitamento deve ser feito com um número par de poços, de forma que a cada dois poços seja obtida água termal e devolvida por injeção ao aquífero após ter resfriado. Este tipo de exploração é caracterizado pou uma duração quase infinita no tempo já que as probabilidades de esgotamento desse reservatório térmico são quase nulas, já que a água é injetada de volta no aquífero. A água mantém um fluxo constante e a quantidade de água não muda, por isso não esgotamos a água existente no aquífero, mas utilizamos o seu poder calorífico para aquecimento e outros. Também tem uma grande vantagem por vermos que não há nenhum tipo de contaminação, pois o circuito fechado de água não permite nenhum vazamento.
Dependendo da temperatura em que encontramos a água no reservatório, a energia geotérmica extraída terá diferentes funções:
Água termal em altas temperaturas
Encontramos águas com temperaturas de até 400 ° C e vapor é produzido na superfície. Por meio de uma turbina e um alternador, a eletricidade pode ser gerada e distribuída para as cidades por meio das redes.
Água termal em temperaturas médias
Essa água termal é encontrada em aquíferos com temperatura mais baixa, que, no máximo eles atingem 150 ° C. Por isso, a conversão do vapor d'água em eletricidade é feita com menor eficiência e deve ser explorada por meio de um fluido volátil.
Água termal em baixas temperaturas
Esses depósitos têm água a cerca de 70 ° C portanto, seu calor vem exclusivamente do gradiente geotérmico.
Água termal em temperatura muito baixa
Encontramos águas cujas temperaturas máximo alcance 50 ° C. A energia geotérmica que pode ser obtida por meio desse tipo de água nos ajuda a cobrir algumas necessidades domésticas, como aquecimento doméstico.
Campos secos
Os reservatórios secos são áreas onde a rocha é seca e muito quente. Neste tipo de depósitos Não existem fluidos que carreguem energia geotérmica ou qualquer tipo de material permeável. São os especialistas que introduzem esses tipos de fatores para poder transmitir o calor. Esses depósitos têm menor rendimento e maior custo de produção.
Como podemos extrair energia geotérmica desses campos? Para ter um desempenho adequado e obter benefício econômico, é necessária uma área subterrânea não muito profunda (pois os custos de operação aumentam significativamente com o aumento da profundidade) e que contenha materiais secos ou pedras, mas a temperaturas muito elevadas. A terra é perfurada para alcançar esses materiais e água é injetada na perfuração. Quando essa água é injetada, outro orifício é feito por onde retiramos a água quente para usar sua energia.
A desvantagem deste tipo de depósito é que a tecnologia e materiais para realizar esta prática ainda são economicamente inviáveis, portanto, o trabalho está sendo feito em seu desenvolvimento e melhoria.
Depósitos de gêiser
Gêiseres são fontes termais que expelem naturalmente vapor e água quente. Existem muito poucos no planeta. Devido à sua sensibilidade, os gêiseres são encontrados em ambientes onde seu respeito e cuidado devem ser elevados para não prejudicar seu desempenho.
Para extrair o calor dos reservatórios do gêiser, seu calor deve ser aproveitado diretamente por meio de turbinas para a obtenção de energia mecânica. O problema com este tipo de extração é que a reinjeção da água já em baixa temperatura faz com que os magmas resfriem e acabem. Também foi analisado que a injeção de água fria e o resfriamento de magmas produzem terremotos pequenos, mas frequentes.
Usos da energia geotérmica
Vimos os tipos de reservatórios para a extração de energia geotérmica, mas ainda não analisamos os usos que podem ser dados a eles. Hoje, a energia geotérmica pode ser aproveitada em muitos aspectos de nossas vidas diárias. Pode ser usado para aquecer e criar as condições adequadas em estufas e para fornecer aquecimento a casas e centros comerciais.
Também pode ser utilizado para refrigeração e produção de água quente sanitária. Em geral, a energia geotérmica é usada para spas, aquecimento e água quente, geração de energia elétrica, para a extração de minerais e na agricultura e aquicultura.
Vantagens da energia geotérmica
- A primeira coisa que devemos destacar em relação às vantagens da energia geotérmica é que ela é uma espécie de energia renovável, por isso é considerada energia limpa. Seu aproveitamento e uso de energia não geram emissões de gases de efeito estufa e, portanto, não prejudicam a camada de ozônio nem contribuem para aumentar os efeitos das mudanças climáticas.
- Nenhum produz resíduos.
- Os custos de produção de energia elétrica a partir desse tipo de energia são muito baratos. Eles são mais baratos do que em usinas de carvão ou usinas nucleares.
- Acredita-se que a quantidade de energia geotérmica que pode ser gerada no mundo seja maior do que todo o petróleo, gás natural, urânio e carvão combinados.
Desvantagens da energia geotérmica
Por fim, como nem tudo é bonito, temos que analisar as desvantagens do uso da energia geotérmica.
- Uma das grandes desvantagens é que ainda possui pouco desenvolvimento tecnológico. Na verdade hoje Quase não é mencionado quando as energias renováveis são listadas.
- Existem riscos durante a sua exploração de possíveis vazamentos de sulfeto de hidrogênio e arsênico, que são substâncias poluentes.
- A limitação territorial significa que as usinas geotérmicas devem ser instaladas apenas em áreas onde o calor do subsolo é muito alto. Além disso, a energia produzida deve ser consumida no território onde é extraída, Não pode ser transportado para locais muito remotos, pois a eficiência seria perdida.
- As instalações de usinas geotérmicas causam grandes impactos da paisagem.
- A energia geotérmica não é uma energia inesgotável em si mesma, uma vez que o calor da Terra está se esgotando.
- Em algumas áreas onde essa energia é extraída, pequenos terremotos ocorrem como resultado da injeção de água.
Como você pode ver, a energia geotérmica, apesar de não ser tão conhecida, tem muitas funções e uma miríade de características a serem levadas em consideração para o futuro da energia.
Descubra os outros tipos de energias renováveis:
