Energia geotérmica
Energia geotérmica: o calor da Terra a serviço da transição energética
Descarbonização Energias renováveis
A energia geotérmica permite a utilização do calor do interior da terra para obter eletricidade, água quente e calefação, oferecendo uma alternativa aos combustíveis fósseis. Embora seja um tipo de energia renovável com muitos anos de história, continua sendo uma fonte pouco conhecida. Descubra o que é energia geotérmica, como ela funciona e quais são suas vantagens.
A energia térmica que existe na natureza é conhecida desde a antiguidade, quando as temidas erupções vulcânicas ameaçavam a sobrevivência de cultivos e populações. No entanto, a capacidade de aproveitar esse calor do interior da Terra e transformá-lo em energia geotérmica começou no século XIX.
Em 1818, o engenheiro e empresário francês François Jacques de Larderel desenvolveu uma técnica para coletar o vapor emitido pelas rachaduras no solo através da qual flui água fervente e vapores subterrâneos perto de Montecerboli, na Itália. Ele a utilizou para aquecer as caldeiras em uma fábrica química que produzia ácido bórico e conseguiu aumentar tanto a produtividade quanto a economia de energia. O invento de Larderel foi o primeiro passo para o desenvolvimento da produção geotérmica no século XX.
Apesar de sua longa história e da crescente importância das energias renováveis, a geotermia continua sendo uma fonte pouco conhecida. A seguir, explicamos o que é este tipo de energia, para que serve, como funciona e quais são suas vantagens.
O que é energia geotérmica?
A etimologia grega do nome nos dá muitas pistas sobre o que a energia geotérmica envolve: geō (terra) e thermós (calor). Ou seja, a energia que vem do calor da terra. O Conselho Europeu de Energia Geotérmica (EGEC) a define como "energia armazenada na forma de calor abaixo da superfície da terra". Esta definição se refere ao calor armazenado nas rochas, nos solos e nas águas subterrâneas, qualquer que seja sua temperatura, profundidade ou procedência.
É considerada uma energia renovável e limpa. O calor que proporciona é ilimitado e a temperatura do subsolo é muito estável, o que permite obter altos rendimentos energéticos.
Existem diferentes tipos de energia geotérmica dependendo do tipo de recurso natural do qual é extraída (água quente, poços secos, gêiseres, vapor seco), a profundidade de perfuração (superficial, de poucos metros a grandes profundidades acima de 10 km) ou a temperatura da água (de alta a baixa temperatura), entre outros.
Tipos de geotermia e para que são utilizados
A energia geotérmica pode ser utilizada para produzir eletricidade ou para fins térmicos. As possibilidades deste tipo de energia dependem principalmente da temperatura na qual os recursos geotérmicos são encontrados:
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Baixa temperatura (menos de 100 graus celsius)
A energia obtida é utilizada para o aproveitamento térmico em processos industriais e agrícolas, em sistemas de calefação e refrigeração urbanos e para gerar água quente sanitária.
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Temperatura média (entre 100 e 150 graus centígrados)
Suas aplicações são principalmente térmicas (calefação, água quente sanitária, etc.) nos setores industrial, residencial e de serviços. Em menor grau, é utilizada na geração de energia elétrica.
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Alta temperatura (mais de 150 graus centígrados)
É utilizada para produzir energia elétrica. Também é usada ocasionalmente em sistemas de calefação geotérmica.
Como as usinas geotérmicas extraem energia?
A terra é formada por vários estratos ou camadas rochosas que vão do centro para a zona mais externa. O núcleo do planeta consiste em uma massa sólida e brilhante composta de minerais, rochas fundidas e gases, entre os quais predomina o ferro e níquel. Acima do núcleo está o manto, também bastante fluido e quente, e finalmente a crosta terrestre, a camada mais superficial, que ainda assim tem cerca de 20 km de espessura.
Quando a água das precipitações é filtrada através da crosta terrestre, formam-se massas de água (correntes profundas e aquíferos) que, quando entram em contato com o calor do subsolo, dão origem a um reservatório geotérmico composto de água e vapor a altas temperaturas. Em alguns casos existe o calor, mas não o aquífero, portanto, para explorar a energia geotérmica é necessário injetar um fluido que permita sua extração (geralmente água).
As usinas geotérmicas extraem energia térmica sob a forma de água quente e vapor. Na superfície, esta energia é aproveitada de forma direta, separando o vapor da mistura com um separador ciclônico, ou indireta, utilizando um trocador de calor. O excesso de água é reinjetado no subsolo para reiniciar o ciclo e o vapor obtido é enviado a uma turbina para gerar eletricidade.
Vantagens da energia geotérmica
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Alternativa aos combustíveis fósseis
Por ser uma fonte renovável de produção contínua, representa uma grande alternativa aos combustíveis fósseis.
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Estabilidade energética
É uma energia estável, já que não depende das oscilações dos recursos meteorológicos, como o vento ou o sol.
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Ilimitada
Os recursos geotérmicos são praticamente inesgotáveis em escala humana.
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Eficiente
Proporciona uma grande economia, tanto financeira quanto energética. Embora o investimento inicial seja significativo, oferece grande durabilidade e exige pouca manutenção.
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Discreta
As instalações geotérmicas têm baixo impacto visual e não produzem barulhos externos. Além disso, os resíduos gerados são mínimos.
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Fomenta a economia
Em 2023, o conjunto das energias renováveis empregou mais de 16 milhões de pessoas em todo o mundo, segundo a Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA) e a Organização Internacional do Trabalho (OIT).
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Promove a inovação no setor
Existem tecnologias em desenvolvimento, como a perfuração com ondas milimétricas da Quaise Energy, que já saíram do laboratório para realizar testes de campo, o que pode viabilizar o acesso às profundezas da Terra a um custo razoável.
Desvantagens da energia geotérmica
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Alto custo inicial
Todo o processo exige um investimento considerável. Até mesmo durante a fase de exploração é necessário um investimento inicial elevado para analisar a viabilidade do projeto.
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Limitação geográfica
Nem todas as áreas são adequadas, uma vez que dependem da temperatura do subsolo e do recurso disponível. Alguns países, como a Islândia e as Filipinas, possuem grandes reservas geotérmicas que lhes permitem suprir quase um terço de sua demanda elétrica com essa energia.
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Riscos ambientais e técnicos
A extração dessa energia pode causar vazamentos de gases nocivos, possíveis impactos sobre águas subterrâneas e, em alguns casos, pequenos eventos sísmicos induzidos. No entanto, esses riscos dependem do tipo de instalação, da geologia do local e da qualidade da gestão técnica.
Geotermia e transição energética
A geotermia pode desempenhar um papel relevante na transição energética por ser uma fonte renovável gerenciável, capaz de fornecer produção contínua de eletricidade e calor sem depender diretamente do sol ou do vento. Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), a energia geotérmica poderia suprir até 15% do crescimento da demanda mundial de eletricidade até 2050.
Além disso, as usinas geotérmicas podem operar de forma flexível, o que contribui para a estabilidade das redes elétricas, possibilitando atender à demanda a qualquer momento. Portanto, com os avanços tecnológicos e as facilidades de investimento nos projetos, a margem de crescimento é maior do que se imagina.
Energia geotérmica: inovação e futuro
Embora a geotermia atenda hoje a menos de 1% da demanda energética global, representa um setor com enorme potencial. A inovação em geotermia busca atualmente viabilizar o acesso a recursos mais profundos e quentes, com tecnologias como os sistemas geotérmicos aprimorados, os sistemas de circuito fechado e a perfuração avançada com ondas milimétricas. A Agência Internacional de Energia (AIE) considera que essas tecnologias poderiam ampliar consideravelmente o uso da geotermia, permitindo alcançar até 800 GW de capacidade mundial até 2050 e suprir até 15% da demanda elétrica nesse mesmo período. Ou seja, o potencial técnico é capaz de atender cada vez mais a demanda mundial de eletricidade e calor.
No entanto, o futuro dessa fonte não depende apenas da tecnologia, mas também do financiamento, da regulação e da redução de riscos na fase inicial dos projetos. A AIE destaca que o crescimento da geotermia poderia mobilizar grandes investimentos, mas o apoio político e os esquemas de financiamento são fundamentais para a expansão desse setor.