Energia Geotérmica: Aproveitamento

Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Agrárias Departamento Engenharia Agrícola Pós-Graduação em Engenharia Agrícola Disciplina: Seminário I

Discente: Rayanne Kássia Damasceno de Menezes

Orientador: Dr. Francisco Marcus Lima Bezerra

Energia Geotérmica: Aproveitamento

◊ Energia geotérmica?

◊ É aquela que é causada pelo calor interno da terra, e

que, sob a tecnologia atual, pode ser removida para

uso, por meio de fluidos endógenos constituidos

principalmente de água e concentração de sais

minerais.

OLADE, 1984

Conceito

◊ Categorias? ◊ Alta entalpia, quando sua temperatura é maior que

150 ºC, Geração de energia elétrica;

◊ Media entalpia, quando sua temperatura está compreendida entre 100 e 150 ºC;

◊ Baixa entalpia, quando sua temperatura é menor que 100 ºC.

Uso direto para média e baixa entalpia.

OLADE, 1984

Conceito

◊ Tipos de fontes de energia geotérmica?

◊ Sistemas vulcânicos (Hidrotermais de vapor(d), água

quente(d) e mistos);

◊ Sistemas não vulcânicos;

◊ Hidrotermais convectivos: Falhas em regiões ativas

ou apresentam estruturas de ciclos tectônicos prévios;

◊ Hidrotermais condutivos: Bacias sedimentares;

◊ Sistemas artificiais: Hidrotermais onde há áreas

geológicas com grandes temperaturas, com rochas não

aptas para capturar os fluídos (reservatório artificial);

Conceito

rocha porosa

magma

fonte quente

câmara do gêiser

charco de lama

gêiser

Conceito

jato de vapor

Conceito

Conceito

Disposição das placas tectônicas

OLADE, 1984

Regiões de potencial geotérmico

Densidade de fluxo de calor

Vantagens Desvantagens

Fonte renovável ; Não consome recursos não renováveis;

Pode provocar instabilidade geológica caso seja feita de forma inadequada;

A disponibilidade independe da hora, do clima ou da estação;

Pode provocar deslizamento em algumas regiões de extração;

Economia: até 70% aquecimento; Paga 75% menos para a manutenção; Em 4 anos paga o sistema;

Os rejeitos ou são jogados no solo ou na água, contaminando o ecossistema local;

Área requerida para instalação da usina é pequena;

Emissão de gases nocivos como CO2 e H2S; Pode provocar chuva ácida; Odor; Náuseas, até morte por asfixia;

Estimula negócios regionais; Geração de empregos (especializada);

Poluição sonora na vizinhança ao local de instalação da usina geotérmica;

Abastece comunidades isoladas; Aumento da temperatura ambiente local;

Utilização direta de fontes termais para aquecimento;

Custo instalação: de 50 a 100% mais do que combustíveis fósseis tradicionais;

Vantagens Desvantagens

Fonte renovável ; Não consome recursos não renováveis;

Pode provocar instabilidade geológica caso seja feita de forma inadequada;

A disponibilidade independe da hora, do clima ou da estação;

Pode provocar deslizamento em algumas regiões de extração;

Economia: até 70% aquecimento; Paga 75% menos para a manutenção; Em 4 anos paga o sistema;

Custo instalação: de 50 a 100% mais do que combustíveis fósseis tradicionais;

Área requerida para instalação da usina é pequena;

Emissão de gases nocivos como CO2 e H2S; Pode provocar chuva ácida; Odor; Náuseas, até morte por asfixia;

Estimula negócios regionais; Geração de empregos (especializada);

Poluição sonora na vizinhança ao local de instalação da usina geotérmica;

Abastece comunidades isoladas; Aumento da temperatura ambiente local;

Utilização direta de fontes termais para aquecimento;

Os rejeitos ou são jogados no solo ou na água, contaminando o ecossistema local;

◊ Fonte de energia mais antiga;

◊ "Terra Bola de Neve": Era do gelo de grandes

proporções, há 750 e 580 milhões de anos atrás;

◊ Nascentes de água quente são usadas para banhos e

trabalhos domésticos, desde os primórdios da civilização;

◊ Budapeste, Hungria, é parcialmente aquecida por vapor

geotérmico desde os tempos do Império Romano;

Hoje, estufas aquecidas produzem vegetais e flores

durante todo o ano);

Histórico da Energia Geotérmica

◊ 1ª tentativa: 1904 em Larderello na região da Toscana,

na Itália; Contudo, as máquinas sofreram

destruição devido à presença de substâncias químicas

contidas no vapor;

◊ Em 1913, uma estação de 250 kW foi produzida com

sucesso e por volta da 2ª Guerra Mundial 100 MW eram

produzidos, mas a usina foi destruída na Guerra;

◊ Na Nova Zelândia o campo de gases de Wairakei, na

Ilha do Norte, foi desenvolvido por volta de 1950;

Histórico da Energia Geotérmica

◊ Desde 1968 constatou-se o potencial nas costas

vulcânicas ao longo da Cordilheira dos Andes, Chile;

◊ Porém, apenas em 1976, foi instalada a primeira central

geotermelétrica de 20 MW (Hoje, existem mini centrais

com potência de 35 a 1000kw que atendem a

comunidades rurais isoladas);

◊ Em 1970, um campo de gêiseres na Califórnia estava

produzindo 500 MW de eletricidade;

Histórico da Energia Geotérmica

◊ Na Argentina, desde 1988 há uma central piloto em

operação em Copahue, Neuquén, com uma potência de

670 KW;

◊ Japão parcialmente explora a energia geotérmica. O

país tinha 6 estações com capacidade combinada de

133 mil kilowatts em 1989.

Histórico da Energia Geotérmica

Fontes geotérmicas

◊ O uso da energia geotérmica tem aumentado nos últimos

30 anos, chegou a 57 TWh/ano, com capacidade elétrica

instalada de quase 9GW;

◊ De 2005 a 2007 houve um incremento de mais 800 MW

na capacidade, seguindo uma tendência linear padrão de

aproximados 250 MW anuais;

◊ O uso da energia geotérmica é realidade em mais de 90

países, sobretudo para aquecimento; Já para conversão

em eletricidade é feita em 24 países;

IPCC/ONU, 2004

Aproveitamento da Energia Geotérmica

◊ Em Costa Rica, El Salvador, Islândia, Quênia e Filipinas,

responde por até 20% da geração elétrica nacional;

◊ Indonésia, México, Japão, Itália e Nova Zelândia,

também têm expandido a produção de eletricidade por

meio geotérmico;

◊ A maior instalação do mundo é The Geysers, na

Califórnia, com capacidade total de 1.224MW;

TG abastece São Francisco e Oskland, representando

cerca de 7% das demandas energéticas da Califórnia;

IPCC/ONU, 2004

Aproveitamento da Energia Geotérmica

◊ Em Islândia, Reykjavik:

◊ Ocorre o aquecimento direto para a maioria das

casas, isto há 6 décadas;

◊ Também cultivam raízes e tubérculos comestíveis e

verduras em estufas aquecidas;

◊ Além de aquecimento de piscinas;

◊ Toda a eletricidade da Islândia provém de recursos

renováveis, oriundos da energia geotérmica e das usinas

hidroelétricas.

Aproveitamento da Energia Geotérmica

◊ Representa 4% da eletricidade nos EUA, sendo 4x a

contribuição das energias eólica e solar;

◊ O aquecimento de ambientes nos EUA ainda se dá em

pequena escala. Os principais avanços foram em

residência e escritórios Oregon, Idaho e Califórnia;

◊ Em El Salvador a maior parte da eletricidade é gerada

pela geotermia;

◊ Israel é um dos líderes globais em conservação da

energia geotérmica;

Aproveitamento da Energia Geotérmica

◊ O Havaí obtém 25% da sua eletricidade a partir deste

recurso;

◊ Havaí: a usina Puna Geothermal Venture, ao sul de Hilo,

próxima ao Kilauea (está em atividade desde 1983),

com capacidade de 30 megawatts (31% da geração de

energia renovável do estado);

◊ Jemma, sul da Tunísia, é abastecida por nascentes de

água fria e quente, que têm sido usadas em projetos de

exploração de energia geotérmica;

Aproveitamento da Energia Geotérmica

◊ Ruanda pretende perfurar poços exploratórios no Parque

Nacional dos Vulcões e em outras duas localidades

(almeja cerca de 300 MW até 2030, hoje, 73 MW);

◊ Quênia produz cerca de 200MW, e tem planos de chegar

a 5 mil MW até 2030;

◊ A exploração no Quênia é dominada por investidores

chineses, o que causa tensão no Quênia e em outros

países;

Aproveitamento da Energia Geotérmica

◊ Portugal: Possui duas centrais ativas na Ilha de São

Miguel, Açores, uma moderna e uma outra mais antiga, e

uma nova na Ilha Terceira, Açores;

◊ Brasil: Há pesquisas em andamento. Um projeto

desenvolvido no Observatório Nacional, Rio de Janeiro,

está avaliando a temperatura do Aquífero Guarani e seu

potencial geotérmico;

◊ A Bacia do Paraná é uma das regiões mais indicadas

para exploração e aproveitamento de energia geotermal;

Valiya Hamza, 2005

Aproveitamento da Energia Geotérmica

◊ O Brasil não tem nenhuma usina geotérmica instalada,

mas dispõe de 360,1 MWt utilizados para aquecimento de

água e em uma planta industrial;

◊ Segundo a ANEEL, essa fonte não é reconhecida como

geradora de energia para uso do país;

◊ A geotermia não aparece nos documentos da ANEEL.

AIE, 2005

Aproveitamento da Energia Geotérmica

Participação de renováveis na matriz energética no Brasil

Balanço energético nacional, 2012

Etapas

Petróleo e Derivados;

38,60%

Biomassa da Cana;

15,70%

Hidráulica; 14,70%

Gás natural; 10,10%

Lenha e Carvão vegetal; 9,70%

Carvão mineral; 5,60%

Lixívia e outras

renováveis; 4,10%

Urânio; 1,50%

Balanço energético nacional, 2012

Repartição da oferta interna de energia no Brasil

Matriz simplificada, 2011/1990

◊ Aumento de 92% da oferta interna bruta de energia no Brasil em 22 anos;

Balanço energético nacional, 2012

Matriz simplificada

Balanço energético nacional, 2012

Matriz simplificada, 2000/1990

Matriz simplificada, 2010/2000

Balanço energético nacional, 2012

Balanço energético nacional, 2012

Matriz simplificada, 2011/2010

Distribuição geográfica das principais fontes termais no Brasil

Hurter, 1984

SP; 108

RJ; 16

GO; 56

MG; 80

MT; 19 PR; 7 RS; 7 SC; 7 BA; 4 SE; 1 PE;

1 PB; 1

Número de fontes e energia disponível no Brasil

Hurter et al, 1983

◊ Energia térmica total dos reservatórios: 8X10^19 J ◊ Energia total disponível: 2X10^19 J

Possíveis usos de águas geotermais e suas temperaturas de utilização

Valiya Hamza, 1984

◊ A energia geotérmica é a fonte, literalmente quente,

para o futuro;

◊ Necessita-se de pesquisas para obtenção de mais

dados, padronização de metodologias e avaliação de

reservas;

◊ Algumas reservas brasileiras de média e baixa entalpia

podem ser consideradas subeconômicas, ou mesmo

econômicas, sendo exploradas para turismo;

Considerações Finais

Agradecimentos

“A energia geotérmica é indígena, sustentável e

ambientalmente responsável, contrariando o

aquecimento global, capaz de substituir uso de

energias baseadas em carbono intensivo”

Assoc. Internacional de Geotermia, 2010.

R. Kássia D. Menezes Mestranda em Engenharia Agrícola – UFC

rkdmenezes@gmail.com