Geração de energia utilizável a partir de fontes geotérmicas é muito rentável
Quando ouvimos as pessoas falarem sobre energias renováveis, a solar e a energia eólica são geralmente o primeiro casal fontes que vêm à mente. Mas e os outros? Neste artigo, vamos nos concentrar nos custos de energia geotérmica. A geotérmica é uma fonte de energia renovável com potencial muito alto que, em nossa opinião, é subestimada por sua geração de eletricidade e energia de aquecimento/resfriamento.
primeiro, definiremos o que é e como o convertemos em energia. Então vamos quebrar os custos para ver se realmente é um candidato no mercado de energia renovável cada vez mais acessível.
o que é energia geotérmica?
você já relaxou em uma fonte termal antes? Então você já está mais familiarizado com a energia geotérmica do que pensa. A energia geotérmica, considerada qualquer coisa que seja” de ou relacionada ao calor interno da terra”, é criada a partir do calor que é continuamente produzido na camada interna da terra de rocha fundida.
por que essa camada é tão quente, você pergunta? Porque está cheio de elementos radioativos e metais como urânio e potássio. Esses materiais estão naturalmente em decomposição e o processo cria muito calor. (Uma nota interessante, é aqui que obtemos o urânio para produzir energia nuclear. Leia nosso post é energia Nuclear renovável? aprender. Dica: a resposta está no urânio usado!)
como fazemos energia a partir deste calor subterrâneo?
Ok, então agora sabemos que está quente lá em baixo, mas como usamos o calor preso sob a rocha para gerar energia? Grande pergunta! Ao longo de milhares de anos, a água da chuva penetra na superfície da terra e se acumula em reservatórios subterrâneos, onde a rocha derretida quente aquece a água. Poços, perfurados até 10.000 pés no subsolo, trazem esse fluido quente para a superfície para gerar eletricidade em uma usina de energia geotérmica.
existem três tipos diferentes de usinas geotérmicas: vapor instantâneo, ciclo binário e vapor seco. Enquanto cada um Opera de forma diferente, todos implementam o mesmo projeto básico de extrair água quente e vapor do solo para girar turbinas que geram eletricidade mecânica.
a maioria das usinas geotérmicas são usinas de vapor instantâneo. No entanto, o tipo de planta é determinado pelas características e localização de cada campo geotérmico. Confira este vídeo para ver mais de perto o processo de geração de energia geotérmica a partir de uma usina de vapor flash.
paisagem dos EUA de energia geotérmica
os Estados Unidos são de longe o maior produtor de energia geotérmica. A primeira usina geotérmica dos EUA, o complexo Geyser, está localizada no norte da Califórnia e ainda é a maior usina geotérmica do mundo! É composto por mais de 20 plantas de produção geotérmica.A maioria dos estados ocidentais dos EUA é rica em recursos geotérmicos, pois há uma série de “pontos quentes” em toda a região onde a crosta terrestre é fina, permitindo que a água quente suba à superfície. Isso resulta em fontes termais naturais e gêiseres, como os do Parque Nacional de Yellowstone, onde a água pode chegar a 430° Fahrenheit.
além de ‘pontos quentes’, a energia geotérmica pode ser acessada em quase qualquer lugar com o uso de bombas de calor geotérmicas. É exatamente assim que milhares de edifícios e residências em todos os EUA mantêm suas temperaturas, pois a energia geotérmica pode produzir não apenas eletricidade, mas também pode ser usada para resfriamento e aquecimento.
geotérmica vs. solar e eólica
tudo bem, então agora está claro que podemos utilizar o calor do subsolo como uma fonte de energia limpa e livre. Mas o que é toda a confusão sobre? A geotérmica é realmente melhor do que outras energias renováveis desenvolvidas, como solar ou eólica?
o combustível que alimenta usinas geotérmicas está disponível 24 horas por dia, 365 dias por ano, permitindo que ele sirva como fonte de energia primária. Isso é algo que a energia solar e eólica não pode oferecer.
você provavelmente já ouviu falar sobre a natureza intermitente de muitas fontes de energia renováveis — não podemos confiar no sol para brilhar ou no vento para soprar no mesmo momento em que temos altas demandas de energia.
esta é uma grande razão pela qual tivemos que continuar contando com combustíveis fósseis como carvão e gás natural. Essas fontes de energia convencionais servem como nossas fontes de energia primárias, ou baseload, na rede elétrica devido à estabilidade e consistência da energia que fornecem.
enquanto a energia solar e eólica ainda são incapazes de competir com esses pesos pesados de alta pegada de carbono quando se trata de fornecer eletricidade de base, a lata geotérmica. Ele pode operar consistentemente a uma taxa de disponibilidade de mais de 90% (a porcentagem de tempo que a planta produz energia). Isso é impressionante, especialmente quando comparado ao carvão, que tem 75% de disponibilidade.Além disso, seu preço não flutua como o preço do petróleo, gás ou carvão. Ele oferece energia estável e limpa sem a volatilidade dos preços da energia dos combustíveis fósseis. Todos esses fatores combinados criam uma fonte de energia competitiva que pode ser uma graça salvadora para o mercado de Energia DOS EUA.
sustentabilidade da energia geotérmica
Ok é renovável, mas é sustentável? Podemos continuar a usar esta água subterrânea indefinidamente sem quaisquer efeitos nocivos? A sustentabilidade da geotérmica foi comprovada através do uso contínuo da primeira usina geotérmica do mundo na Itália, em operação desde 1913.
embora a pressão do vapor e da água tenha diminuído em algumas plantas, agora temos a capacidade de reinjetar as águas residuais de volta ao solo através do poço após o uso, prolongando a vida útil do reservatório.
Batendo na crosta terrestre: custos de energia geotérmica
vamos ao cerne da questão: o custo. O “combustível” da energia geotérmica, o calor que é emitido da crosta terrestre, é livre! Assim, uma vez que a usina foi construída, os custos de energia geotérmica no dia a dia são baixos. A operação e manutenção variam de US $0,01 a US $0,03 por kWh para uma usina geotérmica média nos EUA.
no entanto, os custos iniciais de capital não são tão pequenos. Os custos instalados das usinas geotérmicas incluem: exploração e avaliação de recursos; perfuração de poços; infraestrutura De Campo; construção de instalações de produção e conexão à rede. De acordo com o Departamento de Energia DOS EUA (DOE), os custos iniciais para o terreno e a construção de uma usina geotérmica nos EUA são de cerca de US $2.500 por kW instalado.Se quisermos ter uma ideia de como esses custos se comparam a outras fontes de energia, devemos dar uma olhada em uma medição muito abrangente da geração de energia chamada custo nivelado de energia (LCOE).
não entre em pânico, não vamos estabelecer fórmulas. A ideia básica por trás disso é combinar todos os custos fixos e variáveis de uma usina de Energia, levando em consideração quanta energia a usina pode produzir e por quantos anos.
o resultado final é uma métrica que usamos para fazer comparações objetivas entre uma fonte de energia e a próxima. É também o que os investidores usam para decidir se um determinado tipo de produção de energia pode chegar à comercialização, dados os vários custos que requer.
o DOE coletou informações sobre futuras usinas de energia definidas para começar a gerar energia entre 2018-2022. Eles descobriram que o sistema total estimado LCOE para uma usina geotérmica é de US $44/MWh, (p. 7) o LCOE mais baixo de qualquer outra fonte de energia.
para lhe dar uma ideia de quão baixo é esse $44 / MWh, considere como ele se compara às fontes tradicionais: o gás natural classificado entre $54 e $100/MWh (dependendo do tipo de instalação de produção), enquanto o nuclear chegou a $96/MWh. O carvão está faltando nesta lista porque não há instalações de carvão” limpas ” a serem construídas até 2022 que adiram às diretrizes iminentes das instalações de produção.
curiosamente, a geotérmica até superou outras energias renováveis! A energia Solar chegou a US $ 73,7/MWh, a energia eólica onshore a US $55,8/MWh e a hidrelétrica a cerca de US $64 / MWh. (Como uma nota, esses números não incluem quaisquer ofertas de Crédito Fiscal do Governo dos EUA.)
perguntas persistentes
então, se a energia geotérmica é tão barata e tão limpa, por que não estamos usando mais dela nos EUA? Grande pergunta. De fato, embora os EUA sejam o país líder na produção geotérmica, ela aproveitou menos de 0,6% de seus recursos de eletricidade geotérmica.
uma variedade de fatores contribuem para essa falta de desenvolvimento, incluindo altos custos de investimento inicial, demanda fixa e os riscos envolvidos na perfuração exploratória desempenham um papel (p. 3). Além disso, o crédito fiscal federal de 30% em relação aos custos do sistema geotérmico, implementado em 2008, expirou no final de 2016 (este é o mesmo crédito que os legisladores federais estenderam para instalações solares). No entanto, a produção de energia geotérmica ainda está se expandindo nos EUA. A eletricidade produzida a partir de geotérmica deve quadruplicar até o ano de 2040 nos EUA.
a palavra final sobre energia geotérmica
a energia geotérmica está em ascensão, tanto nacional como internacionalmente. Está sendo gerado em mais de 80 países e está atendendo às necessidades de eletricidade de 60 milhões de pessoas em todo o mundo. Esta fonte de energia econômica e confiável continuará a ser utilizada em um grau crescente à medida que a pressão aumenta contra o uso de combustíveis fósseis e o mundo procura uma alternativa de energia estável e limpa. Esse potencial está presente com geotérmica.De fato, se combinássemos todo o calor emitido da Terra a cerca de 30.000 pés da superfície, poderíamos gerar 50.000 vezes mais energia do que todas as fontes globais de gás natural e petróleo combinadas! Isso é muito calor e muito potencial de energia.