O que é energia geotérmica?

A energia geotérmica é uma forma de energia relativamente pouco usada, mas essa forma de energia pode ajudar em todo o mundo a reduzir as emissões de CO2 e a reduzir o uso de combustíveis fósseis. É uma forma extremamente sustentável de energia, que é constantemente suplementada a partir do núcleo da terra. Calor geotérmico ou energia geotérmica é a energia que está localizada nas fontes de calor localizadas nas profundezas da terra. A energia pode ser obtida através da diferença de temperatura entre a superfície da Terra e o calor localizado no fundo da Terra.

A origem da energia geotérmica

Parte do calor no núcleo da terra pode ser rastreada até o calor liberado quando a terra foi formada. A maior parte do calor provém da deterioração natural dos materiais radioativos.
O calor geotérmico pode ser diferenciado em locais com alta temperatura (alta entalpia) e baixa temperatura (baixa entalpia). O calor geotérmico com baixa entalpia pode ser encontrado em áreas não vulcânicas.
Fonte: Schamantra, Pixabay
Calor geotérmico no passado
O calor geotérmico é utilizado há mais de 10.000 anos. Nossas civilizações provavelmente usaram água geotérmica aquecida para ferver, tomar banho e aquecer. Exemplos dos tempos antigos são os banhos termais da época romana, da China medieval e dos otomanos. Chaudes-Aigues, no centro da França, abriga a primeira rede histórica de aquecimento geotérmico, cujos primórdios remontam ao século XIV.
Na Itália, a eletricidade já estava sendo gerada em Larderello em 1905 usando energia geotérmica. Na época, a usina alimentava apenas cinco lâmpadas, hoje em dia Larderello abriga uma das maiores usinas geotérmicas.

Métodos para extrair calor geotérmico

Para a extração de calor geotérmico, é feita uma distinção entre três sistemas:
  • Sistemas hidrotérmicos: A água quente presente no subsolo circula entre duas fontes através de aqüíferos naturais
  • Sistemas petrotérmicos: também conhecidos como sistemas Hot-Dry-Rock: em um solo seco, rachaduras e fissuras são criadas artificialmente, nas quais a água é bombeada, que circula entre duas fontes.
  • Sondas de calor profundo da terra: O meio de transferência de calor (que pode ser água ou não) circula em uma circulação fechada em um furo em uma inversão de marcha.

O método aplicado depende da situação local e da temperatura requerida.
Ao extrair calor geotérmico, deve-se levar em consideração que a energia extraída é reabastecida pela terra. O calor geotérmico na crosta é apenas lentamente suplementado com energia do núcleo da terra.

Aplicações de calor geotérmico

O uso de calor geotérmico é incontável e essa forma de energia é usada principalmente em áreas vulcânicas. A aplicação do passado ainda pode ser encontrada hoje, mas cada vez mais o uso de energia geotérmica para geração de eletricidade está se destacando.
Em muitos casos, o calor geotérmico pode ser facilmente usado para aquecer casas e banhos termais. Em Lund, Suécia, um terço do aquecimento urbano provém do calor do arenito com água abaixo da cidade. O aquecimento também é realizado na Islândia usando calor geotérmico. Os primeiros passos foram dados para usar a energia geotérmica no aquecimento da horticultura em estufa. A temperatura necessária na crosta terrestre para aquecimento é relativamente baixa e pode ser facilmente extraída bombeando o calor com o auxílio de uma bomba de calor.
Outras aplicações são o uso de calor armazenado no subsolo para manter a superfície da estrada e as pontes livres de gelo durante os meses de inverno. Para isso, é instalada uma bomba de calor que no verão bombeia o calor coletado na superfície da estrada para a terra e o utiliza novamente durante os meses de inverno.
Outra aplicação é o resfriamento de edifícios. A água é levada à temperatura do subsolo, após o que pode ser usada para resfriar edifícios. Esse resfriamento natural pode substituir teoricamente muitos milhões de aparelhos de ar condicionado.

Eletricidade do calor geotérmico

A aplicação de usinas geotérmicas ainda está crescendo. Atualmente, a eletricidade é gerada principalmente em áreas com altas temperaturas abaixo da crosta terrestre. A água é bombeada do solo, que é usada para acionar as turbinas. A água usada é então bombeada de volta ao solo através de outro poço. É muito importante reutilizar a água, porque a água de fontes geotérmicas contém muito sal, não pode ser descarregada na água da superfície.
A Islândia (per capita) é líder no uso de energia geotérmica para geração de eletricidade.

Por que a energia geotérmica é usada relativamente pouco

A energia geotérmica é na verdade uma fonte de energia negligenciada há trinta anos, porque os preços do petróleo e do gás eram muito baixos. Relativamente poucas pesquisas foram feitas sobre essa fonte de energia em 30 anos. No entanto, a extração de petróleo e gás continuou a se desenvolver e a perfuração em profundidade é consequentemente menos cara e, portanto, também torna o calor geotérmico mais lucrativo.

Desenvolvimentos

Estão sendo feitas tentativas de perfurar a uma profundidade de 3500 metros. A água na Islândia tem uma temperatura de 400-500 ° C a essa profundidade e está sob pressão extremamente alta. Nessas temperaturas, a água muda para uma fase supercrítica: a água não é um líquido, mas também não é um gás. A profundidade não é tanto o desafio como o enorme poder da água a essa temperatura. Se for possível extrair água supercrítica, essa é uma fonte de energia excepcionalmente boa, pois essa água tem até cinco vezes mais energia que a água na forma líquida.

Calor geotérmico na Holanda

Na Holanda, a temperatura da Terra é de 150 - 180 ° C a uma profundidade de 5 quilômetros. Esta temperatura é menos adequada para a geração de eletricidade, mas o recente desenvolvimento nas instalações do Ciclo Rankine Orgânico oferece a possibilidade de gerar eletricidade a temperaturas de 80 ° C. Atualmente, o calor geotérmico na Holanda é usado principalmente para banhos termais e para aquecimento de casas.
A temperatura relativamente baixa, como é encontrada na Holanda, é excelente para aquecer casas e edifícios. No entanto, devido aos altos custos de investimento e às permissões necessárias, essa forma sustentável de energia ainda não é amplamente aplicada. O calor geotérmico pode ser extraído na Holanda com a ajuda de uma bomba de calor, que bombeia o calor ilimitadamente das fontes de calor disponíveis. Além de aquecer a casa, também é possível aquecer uma caldeira com água quente da torneira.
O uso de bombas de calor significa uma redução substancial no uso de gás natural (e emissões de CO2), mas significa um aumento no uso de eletricidade.
Nos meses de verão, eles podem ser usados ​​para resfriar edifícios. As bombas de calor são extremamente confiáveis ​​e possuem alta eficiência e longa vida útil.
Na Holanda, 45% da energia é usada para aquecimento. A aplicação em larga escala de calor geotérmico significaria, portanto, uma redução substancial no uso de combustíveis fósseis e uma redução considerável nas emissões de CO2.

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