Em Quais Locais É Mais Utilizada A Energia Geotérmica

Onde a geotermia realmente funciona na prática

A energia geotérmica não é uma solução universal, e muita gente começa com essa ideia errada. O uso depende basicamente de duas coisas: quão profunda é a resource e qual temperatura ela tem. No geral, os locais mais utilizados são regiões com atividade vulcânica ou limites tectônicos ativos, onde o gradiente térmico é mais alto e a exploração econômica faz sentido. Os maiores produtores mundiais são os Estados Unidos, com cerca de 3.700 MW instalados principalmente na região de The Geysers, na Califórnia. Isso não é acidente. The Geysers é um campo vapor-dominated de alta entalpia que opera desde os anos 70. A Indonésia vem em segundo lugar, com mais de 2.400 MW, aproveitando seu arco vulcânico no Sunda. Filippinas, Turquia, Nova Zelândia, Itália, México e Japão completam o topo da lista. A Turquia é interessante porque cresceu rapidamente para mais de 3.000 MW em apenas uma década, construindo usinas principalmente na Anatólia Ocidental onde os reservatórios são de média temperatura. Além da geração elétrica, o uso direto é massivo na Islândia, onde praticamente 100% dos lares são aquecidos por geotermia. A Islândia gera cerca de 30% da eletricidade com geotermia e usa calor direto para estufas, piscinas e dessalinização. China é o maior usuário mundial de calor geotérmico direto, com mais de 10 GW de capacidade instalada para aquecimento urbano e agrícola. Hungria e França também têm usos diretos relevantes, embora em escala menor.

O que muita gente não entende é que existem dois mundos aqui. Sistemas de alta entalpia, acima de 150°C, servem para geração elétrica com ciclos a vapor convencionais ou binários. Sistemas de baixa e média entalpia, entre 30°C e 100°C, são usados para aquecimento direto e bombas de calor geotérmicas. Um mesmo país pode ter ambos funcionando lado a lado sem conflito. Um problema prático que eu vi na mão é a corrosão por H2S em campos geotérmicos. Em uma usina na Turquia, os trocadores de calor do ciclo binário começavam a falhar prematuramente por causa de sulfeto de hidrogênio dissolvido no fluido de trabalho. A solução foi trocar o fluido orgânico de pentano para um misto R245fa que tem menor sensibilidade à contaminação por H2S, e instalar um sistema de absorção com zinco esponjoso na linha de reinjeção para capturar o sulfeto antes que ele voltasse ao poço. Isso reduziu a manutenção dos trocadores de cerca de 6 meses para 18 meses entre intervenções. Outra coisa que iniciantes sempre subestimam é a variabilidade do reservatório. Campos geotérmicos não são como usinas a gás que ligam e desligam sob demanda. Eles têm inércia térmica. A pressão e a temperatura do reservatório mudam devagar, mas quando mudam, mudam para pior se a reinjeção não for proporcional à extração. The Geysers é o caso clássico: começou como campo líquido-dominado nos anos 70, mas a pressão caiu de 10 bar para menos de 3 bar em décadas porque a reinjeção natural era insuficiente. A solução foi um projeto massivo de reinjeção de água tratada, o que custou bilhões e ainda assim só estabilizou a produção. Antes disso, a usina operava em ciclos de pressão com quedas de 30% na potência durante estações secas.

Um erro comum é achar que qualquer lugar com gradiente térmico médio serve para geotermia elétrica. Serve para bomba de calor geotérmica, sim, que é tecnologia diferente e muito mais difundida. Bombas de calor geotérmicas (GCHP) funcionam em praticamente qualquer lugar com solo adequado, pois usam o terreno como fonte de calor a baixa temperatura e elevam com compressor. Japão, Coreia do Sul, EUA e Alemanha são os líderes em capacidade de bomba de calor geotérmica, mas isso não gera eletricidade. É aquecimento e resfriamento de edifícios. Confundir essas duas aplicações é o erro mais frequente em discussões sobre o tema. O granito quente seco (EGS) é mencionado como a solução para lugares sem recursos convencionais, mas na prática ainda é caro e arriscado. O projeto de Soultz-sous-Forêts, na França, opera desde 1997 mas tem eficiência questionável quando se conta toda a energia injetada para manter o fluxo. Chorley, no Reino Unido, e projetos na Austrália também tiveram dificuldades. A tecnologia existe, mas ainda não compete economicamente com solar ou eólica na maioria dos cenários, exceto em nichos muito específicos. Se o seu interesse é geração elétrica, os locais ideais estão nas bordas de placas tectônicas. Se é aquecimento direto, quase qualquer lugar com acesso a aquíferos rasos ou solo estável funciona. Se é bomba de calor, o único limitante real é o custo de perfuração, que varia conforme a profundidade e o tipo de rocha.