Energia geotérmica
Energia geotérmica: o que é, como funciona e quais são suas vantagens?
Transição energética 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 no avanço da transição energética, 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.
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Para que é utilizada a energia geotérmica?
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:
- 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.
- 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.
- 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.
Como funciona uma usina de energia geotérmica?
1 Uma mistura de vapor e água é extraída do reservatório geotérmico através de um poço subterrâneo.
2 A mistura chega ao separador ciclônico, onde o vapor é dissociado das moléculas de água.
3 A água em estado líquido é devolvida ao subsolo para ser reaquecida.
4 O vapor extraído movimenta uma turbina (energia mecânica), que por sua vez aciona um gerador de energia elétrica.
5 O gerador transforma a energia mecânica em energia elétrica.
6 Um transformador envia a energia elétrica para as subestações, que a transferem para a rede de distribuição.
7 O excesso de vapor é condensado e reinjetado no subsolo, e o processo é realizado novamente.
VER INFOGRÁFICO: Como funciona uma usina de energia geotérmica [PDF]
Vantagens e desvantagens da energia geotérmica
O principal inconveniente da energia geotérmica é o alto investimento inicial necessário para a instalação do sistema, além do risco de que a perfuração não encontre o recurso geotérmico necessário.
A energia geotérmica só pode ser explorada com relativa facilidade se houver um recurso "anômalo", ou seja, maior do que o calor convencional a baixas profundidades. Isto só ocorre em áreas geologicamente ativas com vulcões ou falhas geológicas.
Pelo contrário, as vantagens da energia geotérmica são extensas:
Por ser uma fonte renovável de produção contínua, representa uma grande alternativa aos combustíveis fósseis.
É uma energia estável porque não depende das flutuações dos recursos meteorológicos como o vento ou o sol.
Os recursos geotérmicos são praticamente inesgotáveis em escala humana.
Garante uma grande economia, tanto em termos econômicos quanto energéticos. Embora o investimento inicial seja significativo, ela oferece uma importante durabilidade e requer pouca manutenção.
As instalações geotérmicas têm um baixo impacto visual e não geram ruídos externos. Além disso, os resíduos produzidos são mínimos.
A energia geotérmica gera oportunidades de emprego: cerca de 100.000 pessoas no mundo inteiro são empregadas em instalações geotérmicas, de acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA).
O potencial geotérmico seria praticamente inesgotável se a tecnologia de perfuração nos permitisse atingir uma profundidade de 10 a 12 km a um custo razoável. Nessa profundidade, mesmo que não seja uma área vulcânica, encontramos temperatura suficiente para produzir eletricidade.
Atualmente, existem diversos avanços tecnológicos em desenvolvimento que parecem ficção científica, mas que podem se tornar realidade. Um exemplo é a empresa QUAISE (derivada do MIT com o qual a Iberdrola colabora), que usa plasma de micro-ondas para vaporizar o material que encontra à medida que vai se aprofundando.