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A energia geotérmica tornou-se popular ao longo dos anos e pode perguntar-se9: o que é e como funciona a energia geotérmica?
Em termos simples, a energia geotérmica é o calor obtido a partir do interior da terra e é uma das fontes de energia renováveis que os seres humanos colhem para utilização.
O guia que se segue explica factos sobre a energia geotérmica, incluindo os seus prós e contras, e responde à pergunta: como funciona a energia geotérmica?
O que é a energia geotérmica?
Em primeiro lugar, é necessário responder à pergunta: o que é a energia geotérmica? Trata-se de um tipo de recurso energético renovável que provém do núcleo da terra.
A palavra geotérmica vem de duas palavras gregas "therme" que significa calor e "geo" que significa terra. Este recurso energético deriva da produção contínua de calor no interior do núcleo da terra.
Os recursos geotérmicos podem ser utilizados tanto em unidades de pequena como de grande escala. Por exemplo, uma empresa de serviços públicos pode utilizar o vapor e a água quente do reservatório para alimentar um gerador e produzir eletricidade para os seus utilizadores.
Também pode decidir aplicar o calor geotérmico diretamente em várias instalações industriais, estradas, edifícios e na agricultura. Algumas pessoas utilizam o calor do solo para regular as temperaturas nas suas casas ou outros edifícios.
Como é criada a energia geotérmica?
Quando se sabe o que é a energia geotérmica, é fácil responder à pergunta: de onde vem a energia geotérmica? É o calor gerado pela terra.
A parte mais quente da Terra encontra-se a cerca de 1.800 milhas abaixo da superfície ou da crosta terrestre, a que se pode chamar o núcleo.
Uma pequena parte do calor do núcleo é gerada pela atração gravitacional e pelo atrito formado durante a criação da Terra, que ocorreu há 4 mil milhões de anos.1 Note-se que esta é apenas uma pequena parte.
A grande maioria do calor no núcleo é criada quando os isótopos radioactivos decaem. Estes isótopos radioactivos (energia nuclear) incluem o Tório-232 e o Potássio-40.
Se te lembras das ciências do liceu, sabes que os isótopos são tipos de elementos que têm números de neutrões diferentes dos átomos normais do mesmo elemento. Por exemplo, no núcleo de um átomo normal de potássio há 20 neutrões, mas no núcleo de um átomo de potássio 40 há 21 neutrões.
Quando os átomos de Potássio-40 decaem, o seu núcleo altera-se e emite quantidades de alta energia sob a forma de radiação. Estes átomos decaem em isótopos de árgon (Árgon-40) e cálcio (Cálcio-40).
Este processo explica o decaimento radioativo contínuo no núcleo da Terra, o que explica as altas temperaturas do núcleo, de 5.000 graus Celsius ou 9.000 graus Fahrenheit.
O calor gerado pelo núcleo da Terra irradia constantemente para o exterior, aquecendo a água, as rochas, o gás e outros materiais geológicos. A temperatura da Terra aumenta com a profundidade da crosta até ao núcleo.
O gradiente geotérmico na maioria das áreas do mundo é de 25 graus Celsius para um quilómetro de profundidade ou um grau Fahrenheit para 77 pés de profundidade.
As rochas subterrâneas são aquecidas a cerca de 1.300 graus Celsius ou 2.400 graus Fahrenheit, transformando-se em magma, que consiste numa mistura de rocha líquida e bolhas de gás.
Existe na crosta inferior e vem à superfície sob a forma de lava. Este magma é o que aquece as características geológicas circundantes, criando a energia geotérmica.
De onde vem o calor geotérmico?
Basicamente, o calor geotérmico é criado a partir do magma do núcleo da terra que aquece as características geológicas, mas como é que isto se aplica ao calor geotérmico utilizado pelos seres humanos? Em termos práticos, os seres humanos não podem extrair o calor do magma de alta temperatura porque a tecnologia atual não possui os meios para o obter e controlar.
Se sim, de onde vem o calor geotérmico? Deve saber que o magma aquece os aquíferos subterrâneos e as rochas que se encontram nas proximidades.
Como resultado, a água quente é libertada:
- Vasos de barro
- Saídas de vapor
- Fontes termais
- As fontes hidrotermais submarinas10 e
- Gêiseres
Estes cinco são os verdadeiros recursos energéticos geotérmicos, cujo calor é utilizado diretamente ou como vapor em geradores para produzir eletricidade.
O calor da energia geotérmica é utilizado em estruturas como passeios, parques de estacionamento e edifícios.
Para além destas cinco fontes, existe uma outra forma de obter energia geotérmica: a maior parte da energia do núcleo da Terra não chega à superfície sob a forma de vapor, água ou magma.
Em vez disso, permanece no manto e emana para o exterior muito lentamente, dando origem a um conjunto de bolsas de calor elevado.2 Estas bolsas de calor geotérmico seco são acessíveis aos seres humanos através de perfuração e podem ser utilizadas quando a água é injectada nelas para criar vapor.
Os métodos de aproveitamento da energia geotérmica são numerosos e variam de país para país. Além disso, diferentes partes do mundo têm diferentes tipos de energia geotérmica.
Por exemplo, a Islândia possui numerosas fontes de água quente subterrânea, facilmente acessíveis e que permitem à população recorrer à energia geotérmica.
Estas fontes de energia são baratas, fiáveis e seguras para a população da Islândia, enquanto outros países, como os Estados Unidos, têm de incorrer em custos de perfuração se quiserem obter energia geotérmica.
Como é que a energia geotérmica é recolhida?
Para adquirir energia a partir de sistemas geotérmicos, são necessários três elementos, nomeadamente
- Calor: Existem várias bolsas de calor escondidas em rochas com geologia, profundidade e localização geográfica variáveis.
- Fluido: Fluido suficiente para transportar esta saúde do subsolo para a superfície da terra
- Permeabilidade: Criação de pequenas vias para transportar o fluido através das rochas quentes
Energia geotérmica a baixa temperatura
Na maior parte dos locais do mundo, o calor geotérmico é facilmente acessível e frequentemente utilizado de imediato como fonte de calor. Este processo ou energia térmica é conhecido como energia geotérmica de baixa temperatura.11
A fonte deste calor são as bolsas de calor de cerca de 302 graus Fahrenheit, que se encontram a poucos metros abaixo do solo.
Algumas das principais utilizações da energia geotérmica de baixa temperatura incluem o aquecimento:
- Casas
- Estufas
- Processos industriais e
- Pescas
A utilização mais eficiente desta energia é o aquecimento, embora por vezes possa ser utilizada para gerar eletricidade. Ao longo dos anos, as pessoas têm utilizado este tipo de energia para cozinhar, curar, confortar e para a engenharia.
Existem provas arqueológicas que revelam que alguns nativos americanos utilizavam as fontes termais naturais para vários fins há cerca de 10 000 anos.
A construção deste spa começou em 60 d.C., quando os conquistadores romanos criaram um elaborado sistema de piscinas e salas de vapor utilizando a energia geotérmica de baixa temperatura da região, que se encontra em bolsas pouco profundas.
O primeiro sistema geotérmico de aquecimento urbano nos EUA foi inaugurado em Boise, Idaho, em 1982, e atualmente fornece calor a cerca de 500 casas.
Energia geotérmica co-produzida
Este tipo de tecnologia está dependente de outras fontes de energia. A energia geotérmica co-produzida utiliza água aquecida que resulta de um subproduto dos poços de gás e petróleo.
Os EUA fornecem cerca de 25 mil milhões de barris de água quente por ano como subproduto de outras fontes de energia. No passado, a água era considerada um desperdício e deitada fora, até se descobrir que as pessoas podiam utilizá-la como fonte de energia.
O vapor pode gerar eletricidade, que pode ser vendida à rede ou utilizada imediatamente. Nos EUA, um dos primeiros projectos de coprodução de energia geotérmica foi o Rocky Mountain Oilfield Testing Center, situado no estado do Wyoming.
A tecnologia atual permite o transporte de energia geotérmica co-produzida, embora ainda esteja a dar os primeiros passos.
Energia geotérmica: Bomba de calor geotérmica
Uma bomba de calor geotérmica (GHP),12 também designada por bomba de calor de fonte de água, fonte de solo, acoplada à terra ou GeoExchange, existe desde os anos 40. Basicamente, tiram partido da temperatura relativamente constante da terra como meio de troca em vez da temperatura do ar exterior.3
Na maior parte das regiões do mundo, as temperaturas do ar variam consoante as estações e os climas, desde os Invernos frios até ao calor abrasador do verão. No entanto, logo abaixo da superfície da terra, a alguns metros de profundidade, o solo tem uma temperatura relativamente constante.
Esta temperatura depende da latitude e varia entre 45 graus Fahrenheit e 75 graus Fahrenheit.
As GHPs utilizam estas temperaturas favoráveis para aumentar a eficiência, trocando calor com a terra através de um permutador de calor subterrâneo. As GHPs têm a mesma função que as bombas de calor normais, são capazes de arrefecer, aquecer e, se estiverem equipadas, fornecer água quente ao agregado familiar.
Alguns modelos de sistemas geotérmicos têm ventiladores variáveis e compressores de duas velocidades que poupam energia e promovem o conforto. Em comparação com as bombas de calor de fonte de ar, necessitam de pouca manutenção, são mais silenciosas e duram mais tempo.
Mais importante ainda, não dependem da temperatura do ar exterior.
Bomba de calor de fonte dupla
Trata-se de uma combinação de uma bomba de calor geotérmica e de uma bomba de calor aerotérmica. O aparelho tem o melhor dos dois sistemas.
São mais eficientes do que as unidades de fonte de ar, mas são menos eficientes do que as unidades geotérmicas. A sua principal vantagem é o facto de terem um custo de instalação inferior ao das unidades geotérmicas e funcionarem quase com a mesma eficiência.
Apesar de as unidades geotérmicas custarem várias vezes mais do que as unidades de fonte de ar para instalar, poupam muita energia, trazendo um retorno de investimento muito mais elevado. Pode poupar nos custos de energia durante 5 a 10 anos, dependendo dos incentivos disponíveis e dos custos de energia na sua área.
A vida útil de um sistema geotérmico é de cerca de 24 anos para os componentes internos e de 50 anos para os circuitos de terra. Os EUA têm uma média de cerca de 50 000 instalações geotérmicas por ano.
Quais são os tipos de sistemas de bombas de calor geotérmicas?
Os sistemas de circuito de terra existem em quatro tipos básicos. Entre os quatro, três são sistemas de circuito fechado, que incluem: sistemas Verticais, Horizontais e de Lago/Lagoa. O quarto é um sistema de Circuito Aberto.
Para determinar qual é o melhor sistema na zona, terá de considerar vários factores, tais como
- Clima
- Terrenos disponíveis
- Condições do solo
- Custos de instalação locais
Todos os sistemas podem ser utilizados em aplicações de edifícios comerciais ou residenciais.
Sistemas de circuito fechado
A circulação de quase todas as bombas de calor geotérmicas de circuito fechado é uma solução anticongelante que passa através de um circuito fechado. A solução é feita de tubos de plástico de alta densidade que estão submersos em água ou enterrados no solo.
O permutador de calor transporta o calor entre a solução anticongelante no circuito fechado e o refrigerante na bomba de calor.
Um sistema de circuito fechado de permuta direta funciona sem um permutador de calor, mas bombeia o refrigerante através de uma tubagem de cobre que é enterrada no solo numa configuração vertical ou horizontal.4 Estes tipos de sistemas de permuta necessitam de grandes compressores e são mais eficientes em solos húmidos.
Por vezes, é necessário adicionar irrigação adicional para manter o solo húmido.
Os sistemas de circuito fechado de permuta direta não devem ser colocados em solos que possam corroer a tubagem de cobre. Além disso, alguns regulamentos ambientais locais podem não permitir este tipo de sistemas porque fazem circular o refrigerante através do solo.
- Horizontal: Este é o tipo de instalação mais económico para ambientes residenciais, especialmente se houver terreno suficiente e se se tratar de uma nova construção.
Os esquemas mais utilizados incluem o enterramento de dois tubos a cinco pés lado a lado, ou o enterramento de dois tubos, um a seis pés e o outro a quatro pés.
Os tubos são enterrados numa vala com dois pés de largura. Os tubos devem ser ligados em laço num método que permita mais tubos numa vala curta para reduzir os custos de instalação e facilitar a instalação em áreas que não permitem necessariamente aplicações de instalação horizontal.
- Vertical: Os sistemas verticais são frequentemente utilizados em escolas e noutros grandes edifícios comerciais.
Neste caso, a área de terreno necessária para os laços horizontais não é viável. Também é preferível utilizar laços verticais quando o solo não pode ser escavado por ser demasiado raso.
Os circuitos verticais também não afectam as paisagens existentes. Para criar um sistema vertical, são feitos furos de quatro polegadas com cerca de 100 a 400 pés de profundidade e separados por cerca de 20 pés.
Uma curva em U liga dois tubos na parte inferior para criar um circuito e os tubos são betumados para melhorar o desempenho. Os circuitos verticais são unidos com tubos horizontais (como o coletor), colocados nas valas e depois ligados à bomba de calor do edifício.
- Lagoa/Lago: Se existir uma massa de água adequada junto ao local, esta poderá ser a opção com o custo mais baixo.
A tubagem de abastecimento de água ao edifício é subterrânea, sendo enrolada em círculos e colocada a dois metros de profundidade para evitar o congelamento.
A fonte de água deve satisfazer os requisitos mínimos de qualidade, profundidade e volume
Sistemas de circuito aberto
Este sistema utiliza a superfície ou a massa de água do poço como fluido de troca de calor que circula diretamente para o sistema GHP. Após a circulação no sistema de circuito aberto,13 a água regressa ao solo através da descarga superficial, de um poço de recarga ou do poço ligado.5
Esta opção só é viável quando existe água relativamente limpa em quantidade suficiente. Também é necessário cumprir todos os regulamentos e códigos locais exigidos relativamente à descarga de águas subterrâneas.
Sistemas híbridos
Os sistemas híbridos são uma combinação de diferentes sistemas geotérmicos ou de ar exterior (ou seja, torre de arrefecimento) combinados com um recurso geotérmico. São as melhores opções se tiver mais necessidades de arrefecimento do que de aquecimento.
Além disso, é mais conveniente ter um "poço de coluna vertical" se a geologia local o permitir, o que é uma variação dos sistemas de circuito aberto combinados com poços de coluna vertical.
Neste sistema de variação de circuito aberto, é necessário perfurar um ou mais poços verticais. O sistema retira água do fundo de uma coluna de pé e retorna ao topo.
Durante os períodos de pico de arrefecimento e aquecimento, o sistema sangra uma parte da água de retorno em vez de a reinjectar toda e provoca o influxo de água do aquífero circundante para a coluna. A função do ciclo de sangria é arrefecer a coluna durante a rejeição de calor e aquecê-la durante a extração de calor, reduzindo a profundidade de perfuração necessária.
Como é que a energia geotérmica funciona?
Os EUA geram a maior quantidade de eletricidade geotérmica do mundo, com mais de 3,7 gigawatts, o que é suficiente para alimentar 2,8 milhões de casas.14 Como funciona a energia geotérmica?
Em primeiro lugar, são necessários três elementos para gerar energia a partir de sistemas geotérmicos: permeabilidade, fluido e calor.
Abaixo da superfície terrestre, existem sistemas geotérmicos naturais devido à presença de fluidos, rochas quentes e permeabilidade. Os fluidos são conduzidos pelas rochas quentes através de pequenos caminhos subterrâneos (ou seja, fracturas).
Para gerar eletricidade geotérmica, o fluido é levado como energia para a superfície da terra sob a forma de calor através de poços. Quando o calor atinge a superfície, é utilizado para criar vapor que faz girar turbinas que produzem eletricidade.
Na maior parte dos casos, os recursos hidrotermais contêm todos os três elementos, mas há zonas onde estas três condições não existem naturalmente.
Nestas zonas, as rochas são quentes, mas não têm suficiente fluxo de fluido e permeabilidade. Neste caso, é necessário utilizar sistemas geotérmicos melhorados (EGS).
Os EGS são reservatórios artificiais que criam condições adequadas para os sistemas geotérmicos através da injeção de fluidos em rochas quentes e da criação de permeabilidade. As fracturas são reabertas, aumentando a conetividade e a dimensão das vias de circulação dos fluidos.
Uma vez criados, os EGS funcionarão da mesma forma que os sistemas geotérmicos naturais, ou seja, os fluidos agora disponíveis transportarão a energia para a superfície através de poços e accionarão as turbinas para criar eletricidade.
A EGS supera as limitações naturais da subsuperfície, expandindo a energia geotérmica a nível mundial.
Energia geotérmica: central eléctrica geotérmica
Uma central geotérmica extrai fluido de um reservatório subterrâneo, trazendo-o à superfície para criar vapor.6,15 Este vapor faz girar as turbinas que produzem eletricidade.
A tecnologia das centrais geotérmicas tem três tipos principais: Ciclo Binário, Vapor Flash e Vapor Seco. O tipo de conversão, que faz parte do projeto da central, depende normalmente do estado e da temperatura do fluido subsuperficial (água ou vapor).
Central eléctrica a vapor seco
Este tipo de central utiliza um fluido hidrotermal que já é maioritariamente vapor. É importante notar que o vapor natural é bastante raro.
O vapor é transportado diretamente para a turbina que, por sua vez, acciona um gerador que produz eletricidade. Quando o vapor se condensa, é reinjectado no reservatório para que o processo se repita.
Esta central eléctrica de vapor seco é o tipo mais antigo de central geotérmica e foi utilizada pela primeira vez em 1904, em Lardarello, Itália. Estes sistemas ainda são relevantes hoje em dia e podem ser encontrados no norte da Califórnia, nos Geysers, que é a maior fonte de energia geotérmica do mundo.
Central eléctrica a vapor flash
Estes são os tipos mais comuns de centrais geotérmicas que funcionam atualmente. Os sistemas de centrais de vapor flash bombeiam fluidos a 360 graus Fahrenheit ou a temperaturas superiores, a partir das profundezas do subsolo.
O fluido viaja a alta pressão para um tanque de baixa pressão que se encontra na superfície da terra. A mudança de pressão faz com que algum fluido se transforme rapidamente ou "flash" criando vapor.
O vapor é então utilizado para fazer girar as turbinas que accionam o gerador, produzindo eletricidade. O líquido remanescente no tanque de baixa pressão é novamente queimado num segundo tanque para obter ainda mais energia.
Central eléctrica de ciclo binário
Este tipo de centrais é capaz de utilizar recursos geotérmicos a temperaturas mais baixas. As centrais de ciclo binário são importantes porque permitem a produção de eletricidade geotérmica em mais locais do que as duas anteriores.
Esta central eléctrica difere das duas anteriores pelo facto de os fluidos do reservatório do sistema não chegarem às turbinas da central. Os fluidos geotérmicos que têm uma temperatura de 360 graus Fahrenheit ou inferior são conduzidos através de um permutador de calor com o fluido "binário" ou secundário.6
O ponto de ebulição deste fluido binário é muito mais baixo do que o da água, pelo que o calor do fluido geotérmico faz com que este se transforme em vapor, que depois acciona as turbinas que fazem girar o gerador e criam eletricidade.
A energia geotérmica é renovável?
A energia geotérmica é um recurso renovável porque a terra reteve grandes quantidades de energia térmica durante a formação do planeta. Além disso, os elementos radioactivos no núcleo da terra continuam a produzir calor.
A quantidade de calor no interior da terra e o calor perdido através de processos naturais, como a atividade vulcânica, são superiores ao calor perdido através da produção de energia geotérmica.
No entanto, é importante notar que, em cada campo geotérmico16 , a temperatura do reservatório, os níveis de fluido e a pressão do fluido diminuem com o tempo devido à utilização constante. Embora este fluido possa ser devolvido ao reservatório, se não tiver cuidado, pode reduzir a temperatura geral do reservatório.
Como resultado, será necessário perfurar poços adicionais ao longo do tempo para manter a produção de energia consistente à medida que as temperaturas do fluido e dos reservatórios diminuem.
Em suma, a energia geotérmica é um recurso renovável criado a partir do calor gerado pelo núcleo da Terra e está disponível 24 horas por dia, 7 dias por semana. Enquanto a Terra não for destruída, o núcleo continuará a criar quantidades intensas de calor que podem ser utilizadas para vários fins, como a produção de eletricidade.
A maioria das centrais geotérmicas utiliza reservatórios para armazenar água quente que é transformada em vapor para acionar as turbinas e criar eletricidade. Quando a água do reservatório se esgota, a água utilizada na turbina é reinjectada no reservatório para melhorar um sistema de alto funcionamento em todos os momentos.
Apesar de as centrais geotérmicas necessitarem de paragens de rotina para manutenção, podem produzir eletricidade 90% do tempo todos os anos. Em comparação com as centrais a carvão que têm 75% de disponibilidade durante o ano, é fácil ver que os recursos geotérmicos são fiáveis, limpos e renováveis.
A energia geotérmica é boa para o ambiente?
Existem várias formas de extrair energia geotérmica, algumas não afectam de todo o ambiente, enquanto outras podem ter um certo impacto ambiental. Por conseguinte, não existe uma resposta única para a pergunta: a energia geotérmica é boa para o ambiente?
A maior parte das centrais geotérmicas amplamente desenvolvidas, também chamadas centrais hidrotermais, encontram-se perto de pontos quentes geológicos. Nestas regiões, as rochas fundidas estão próximas da crosta terrestre e produzem água quente.
Noutras regiões, os sistemas geotérmicos melhorados (ou seja, geotérmicos de rocha seca quente) envolvem a perfuração da crosta terrestre para alcançar recursos mais profundos, permitindo um acesso mais amplo à energia geotérmica.
Além disso, as centrais geotérmicas utilizam diferentes tecnologias para converter os recursos em eletricidade (binária, flash, vapor direto) e o tipo de tecnologia de arrefecimento que utilizam (arrefecida a ar e arrefecida a água).7 Todas estas características afectam o impacto ambiental do recurso de energia geotérmica, por exemplo, a tecnologia de conversão e de arrefecimento terá definitivamente impacto nas áreas circundantes.
Qualidade e utilização da água
As centrais geotérmicas afectam tanto o consumo como a qualidade da água. A água quente proveniente de reservatórios subterrâneos é frequentemente misturada com elevados níveis de sal, enxofre, metais pesados e outros minerais.
Por conseguinte, a libertação desta água para as áreas circundantes pode ser bastante perigosa.
Felizmente, a maioria das instalações geotérmicas utiliza sistemas de água em circuito fechado. Neste caso, a água extraída do subsolo é bombeada de volta para o reservatório geotérmico depois de ter cumprido o seu objetivo.
Estes sistemas contêm a água dentro de invólucros de aço que são cimentados à rocha circundante. Nos EUA, não existem casos de contaminação da água de locais geotérmicos.
Todas as centrais geotérmicas nos EUA utilizam torres de arrefecimento com tecnologia de recirculação húmida.
Esta tecnologia de arrefecimento determina quantos galões de água (entre 1.700 e 4.000) por megawatt-hora uma central necessita para arrefecer.
Estas instalações utilizam água doce ou fluido geotérmico para o arrefecimento. A água doce aumentará o impacto global da água na instalação, enquanto a utilização de fluido geotérmico não afectará o ambiente.
Muitas centrais geotérmicas preferem re-injetar a água no reservatório para reduzir a contaminação e o afundamento do terreno.
Em alguns casos, nem toda a água extraída do reservatório é re-injectada porque alguma quantidade é perdida sob a forma de vapor. Para manter o volume de água adequado, é utilizada alguma água do exterior.
A dimensão da fábrica e a tecnologia utilizada determinam a quantidade de água necessária, o que pode ter um impacto nas fontes de água da zona.
Felizmente, uma vez que a água do reservatório muitas vezes não é limpa, não é necessário adicionar água limpa ao reservatório. Por exemplo, o sítio geotérmico California Geysers injecta no seu reservatório geotérmico água residual tratada não potável.
Emissões atmosféricas
As emissões atmosféricas são diferentes para os sistemas de circuito aberto e fechado. Nos sistemas de circuito fechado, os gases obtidos do poço não são libertados para a atmosfera.
Em vez disso, depois de libertarem o seu calor, são injectados de novo no solo, pelo que as emissões para a atmosfera são muito reduzidas.
Em contrapartida, os sistemas de circuito aberto libertam os seguintes gases para a atmosfera:
- Sulfureto de hidrogénio17
- Dióxido de carbono
- Amoníaco
- Metano
- Boro
A emissão mais comum é o sulfureto de hidrogénio, que tem um cheiro caraterístico a ovo podre. Este gás, uma vez libertado para a atmosfera, transforma-se em dióxido de enxofre (SO 2 ) que contribui para a formação de partículas ácidas que, uma vez absorvidas pela corrente sanguínea, provocam doenças cardíacas e pulmonares8.
O dióxido de enxofre também contribui para as chuvas ácidas, que acidificam os cursos de água e os lagos e danificam os solos, as florestas e as culturas. Mesmo assim, as emissões de dióxido de enxofre das centrais geotérmicas são 30 vezes inferiores por megawatt-hora às emissões libertadas pelas centrais a carvão.
Estas centrais a carvão são as maiores produtoras de SO 2 nos EUA.
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Algumas instalações geotérmicas produzem também emissões de mercúrio em pequenas quantidades, que devem ser mitigadas utilizando tecnologia de filtragem de mercúrio.
Embora os depuradores reduzam as emissões atmosféricas, criam lamas de água que contêm minerais capturados, tais como;
- Níquel
- Mercúrio
- Arsénio
- Cloretos
- Compostos de sílica
- Vanádio
- Enxofre e
- Outros metais pesados
Estas lamas são muito tóxicas e devem ser eliminadas em instalações de resíduos perigosos.
Utilização do solo
A quantidade de terra necessária para as centrais geotérmicas varia consoante;
- Propriedades dos reservatórios de recursos
- Quantidade de capacidade de energia
- Tipo de sistema de conversão de energia
- Tipo de sistema de arrefecimento
- Disposição dos sistemas de tubagem e dos poços
- A subestação é um edifício auxiliar necessário
Os Geysers, na Califórnia, são a maior central geotérmica do mundo e têm uma capacidade de 1.517 megawatts.18 Abrangem uma área de cerca de 80 quilómetros quadrados, o que corresponde a cerca de 13 acres por megawatt.
A maioria dos locais geotérmicos, como os géiseres, encontram-se em áreas ecológicas sensíveis e remotas, pelo que, se for um promotor de projectos, deve ter isto em conta durante o processo de planeamento.
A utilização de terrenos para a construção de centrais geotérmicas pode causar afundamentos de terras, situação que é por vezes causada pela remoção de água dos reservatórios geotérmicos.
Este problema pode ser facilmente resolvido através da re-injeção de água no reservatório.
Os hotspots geológicos onde a maioria das centrais hidrotermais são construídas tendem a ter riscos sísmicos de nível mais elevado. As centrais hidrotermais podem causar frequências sísmicas ainda maiores.
Este risco pode ser atenuado através da redução do número de instalações a uma distância adequada das linhas de falha.
Prós e contras da energia geotérmica
A energia geotérmica é renovável e fiável, e continuará a existir durante muito tempo, desde que o núcleo continue a emitir calor.
Embora estas sejam vantagens, existem alguns inconvenientes na utilização prática deste tipo de fonte de energia renovável.
No entanto, existem alguns prós e contras da energia geotérmica que deve conhecer, nomeadamente
Vantagens da energia geotérmica
Pode obter vantagens da energia geotérmica quer a utilize direta ou indiretamente.19 Estes benefícios incluem
- É renovável: A energia geotérmica não é como os combustíveis fósseis, que se esgotam com o tempo.
A Terra irradia atualmente e continuará a irradiar calor durante milhares de milhões de anos
- É acessível: As pessoas em todo o lado podem aceder a uma ou outra forma de energia geotérmica.
- A sua energia limpa: A energia geotérmica é relativamente limpa, uma vez que a maioria das centrais apenas emite água, embora algumas também emitam pequenas partículas de dióxido de enxofre e outros produtos químicos nocivos.
- As centrais geotérmicas durarão décadas ou mesmo séculos.
- Os sistemas geotérmicos são de carga básica: isto significa que podem funcionar no inverno e no verão e não dependem de factores variáveis como outros sistemas, como a energia solar e eólica.
- Ocupa menos espaço: Em comparação com outras centrais eléctricas, a eletricidade geotérmica ocupa menos espaço para ser construída.
- As centrais geotérmicas são adaptáveis a diferentes condições.
- Podem ser utilizados para arrefecer, aquecer ou alimentar casas individuais, processos industriais ou bairros inteiros.
Desvantagens da energia geotérmica
Existem várias desvantagens das energias renováveis que devem ser mitigadas antes que este tipo de fonte de energia possa ser verdadeiramente eficaz na implementação:
- A extração de energia geotérmica pode dar origem a pequenos sismos ou a actividades sísmicas menores.
- Esta situação leva à subsidência ou ao afundamento lento da terra.
- Liberta pequenas quantidades de gases com efeito de estufa.
- A água que atravessa o solo recolhe vestígios de substâncias tóxicas como o mercúrio.
- Custos de instalação elevados
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Em resumo, a energia geotérmica funciona retirando energia do subsolo sob a forma de calor e convertendo-a em eletricidade através do acionamento de turbinas que, por sua vez, alimentam geradores.
A energia geotérmica é um recurso energético renovável, fiável e relativamente limpo que pode ajudar a reduzir as emissões.
Perguntas frequentes sobre a energia geotérmica
De onde vem a energia geotérmica?
A energia geotérmica provém do calor gerado pelo núcleo da terra.
Para que é utilizada a energia geotérmica?
Pode utilizar a energia geotérmica para arrefecer, aquecer ou alimentar casas individuais, processos industriais ou bairros inteiros.
Qual é o custo da energia geotérmica?
Um proprietário pode dispor de 20.000 a 30.000 dólares para instalar o aquecimento geotérmico.
Porque é que a utilização sustentável dos recursos naturais é importante?
Saber por que razão é importante a utilização sustentável dos recursos naturais garante que o mundo e todos os seus recursos sejam mantidos e conservados para as gerações vindouras.
