Energia Geotérmica: Aproveitamento

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1 Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Agrárias Departamento Engenharia Agrícola Pós-Graduação em Engenharia Agrícola Disciplina: Seminário I Energia Geotérmica: Aproveitamento Discente: Rayanne Kássia Damasceno de Menezes Orientador: Dr. Francisco Marcus Lima Bezerra

2 Conceito 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

3 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

4 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);

5 Conceito charco de lama gêiser jato de vapor fonte quente câmara do gêiser rocha porosa magma

6 Conceito

7 Conceito

8 Disposição das placas tectônicas OLADE, 1984

9 Regiões de potencial geotérmico

10 Densidade de fluxo de calor

11 Vantagens Desvantagens Fonte renovável ; Não consome recursos não renováveis; A disponibilidade independe da hora, do clima ou da estação; Economia: até 70% aquecimento; Paga 75% menos para a manutenção; Em 4 anos paga o sistema; Área requerida para instalação da usina é pequena; Estimula negócios regionais; Geração de empregos (especializada); Abastece comunidades isoladas; Utilização direta de fontes termais para aquecimento; Pode provocar instabilidade geológica caso seja feita de forma inadequada; Pode provocar deslizamento em algumas regiões de extração; Os rejeitos ou são jogados no solo ou na água, contaminando o ecossistema local; Emissão de gases nocivos como CO2 e H2S; Pode provocar chuva ácida; Odor; Náuseas, até morte por asfixia; Poluição sonora na vizinhança ao local de instalação da usina geotérmica; Aumento da temperatura ambiente local; Custo instalação: de 50 a 100% mais do que combustíveis fósseis tradicionais;

12 Vantagens Desvantagens Fonte renovável ; Não consome recursos não renováveis; A disponibilidade independe da hora, do clima ou da estação; Economia: até 70% aquecimento; Paga 75% menos para a manutenção; Em 4 anos paga o sistema; Área requerida para instalação da usina é pequena; Estimula negócios regionais; Geração de empregos (especializada); Abastece comunidades isoladas; Utilização direta de fontes termais para aquecimento; Pode provocar instabilidade geológica caso seja feita de forma inadequada; Pode provocar deslizamento em algumas regiões de extração; Custo instalação: de 50 a 100% mais do que combustíveis fósseis tradicionais; Emissão de gases nocivos como CO2 e H2S; Pode provocar chuva ácida; Odor; Náuseas, até morte por asfixia; Poluição sonora na vizinhança ao local de instalação da usina geotérmica; Aumento da temperatura ambiente local; Os rejeitos ou são jogados no solo ou na água, contaminando o ecossistema local;

13 Histórico da Energia Geotérmica 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);

14 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;

15 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;

16 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.

17 Fontes geotérmicas

18 Aproveitamento da Energia Geotérmica 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

19 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;

20 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.

21 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;

22 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;

23 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;

24 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

25 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

26 Participação de renováveis na matriz energética no Brasil Balanço energético nacional, 2012

27 Etapas Repartição da oferta interna de energia no Brasil Lenha e Carvão vegetal; 9,70% Carvão mineral; 5,60% Lixívia e outras renováveis; 4,10% Urânio; 1,50% Petróleo e Derivados; 38,60% Hidráulica; 14,70% Biomassa da Cana; 15,70% Gás natural; 10,10% Balanço energético nacional, 2012

28 Matriz simplificada, 2011/1990 Aumento de 92% da oferta interna bruta de energia no Brasil em 22 anos; Balanço energético nacional, 2012

29 Matriz simplificada Matriz simplificada, 2000/1990 Balanço energético nacional, 2012

30 Matriz simplificada, 2010/2000 Balanço energético nacional, 2012

31 Matriz simplificada, 2011/2010 Balanço energético nacional, 2012

32 Distribuição geográfica das principais fontes termais no Brasil Hurter, 1984

33 Número de fontes e energia disponível no Brasil PR; 7 RS; 7 SC; 7 BA; 4 SE; 1 PE; MT; 19 1 SP; 108 PB; 1 MG; 80 GO; 56 RJ; 16 Energia térmica total dos reservatórios: 8X10^19 J Energia total disponível: 2X10^19 J Hurter et al, 1983

34 Possíveis usos de águas geotermais e suas temperaturas de utilização Valiya Hamza, 1984

35 Considerações Finais 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;

36 Agradecimentos

37 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, R. Kássia D. Menezes Mestranda em Engenharia Agrícola UFC rkdmenezes@gmail.com