ENERGIA GEOTERMAL Discentes: Daniel Garcia de F. Camacho Juliana Martins Docente: Prof. Dr. Elias...
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ENERGIA GEOTERMAL
Discentes:Daniel Garcia de F. Camacho
Juliana MartinsDocente:
Prof. Dr. Elias Carneiro Daitx
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATASCURSO DE GEOLOGIA
RECURSOS ENERGÉTICOS
Rio Claro25/05/2009
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Esquema da apresentação• Introdução;• Energia Geotermal;• Histórico;• Vantagens e Desvantagens;• Pesquisa e Exploração;• Utilização da Energia Geotermal;• Energia Geotermal no Mundo;• Energia Geotermal no Brasil;• Energia Geotermal e Meio Ambiente;• Aspectos Econômicos;• Conclusões.
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Introdução
• Durante o séc. XX – grande oferta de energia (combustíveis fósseis) - deu suporte ao crescimento da economia mundial;
• Século atual – necessidade do desenvolvimento sustentável - disponibilidade energética ser compatível com o acentuado aumento do consumo;
• Com isso, necessidade das fontes habituais serem substituídas por fontes renováveis;
• Energia Geotermal.
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Energia Geotermal
• Energia obtida a partir do calor da terra, mais
precisamente do seu interior;
• Grau geotérmico (33°C/Km) – quanto maior a
profundidade, maior a temperatura.
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http://geothermal.marin.org.br/Geopresentation/
http://200.241.60.247:8080/siteadmin/imagens/S33_Geotermia_Francisco_Fontes.pdf
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Energia Geotermal
Campos Geotermais:
• Água quente: T > 100°C - profundidades
menores que 2 km e quando conteúdo de sal
for menor que 60g/kg de fluido;
• Vapor úmido: águas a altas temperaturas e
pressões com vapor associado, podendo
conter grandes quantidades de substâncias
químicas. São os campos mais abundantes, e
geralmente estão associados a grandes corpos
magmáticos;
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Energia Geotermal
• Vapor seco ou superaquecido: T > 200°C e altas
pressões. Embora contenha água no reservatório,
devido a baixa permeabilidade de subsuperfície o
produto extraído é constituído somente por vapor;
• Magma: extrusões magmáticas.
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Energia Geotermal
• Zonas anômalas – limites das placas
tectônicas, onde há as maiores temperaturas
em menores profundidades.
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Histórico• 1904- Larderello (Itália) – mal sucedido – máquinas
foram destruídas devido à presença de substâncias químicas no vapor;
• 1913 – 250 MW – sucesso! Durante a Segunda Guerra Mundial, produção de 100 MW, mas foi destruída na guerra;
• 1950 – Nova Zelândia – campos de gases de Waraikei. Em 1964 – 192MW estavam sendo produzidos, mas hoje está acabando.
• 1970 – Califórnia – gêiseres – 500 MW – exploração foi dramática! 1960 – 12MW e 1963 – 25MW;
http://geothermal.marin.org.br/Geopresentation/
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Vantagens• Energia Renovável e sustentável;• Baixo custo;• Recurso planetário abundante e inesgotável;• Conserva combustíveis fósseis e aumenta a diversidade
de fonte de energia;• Fornece energia limpa e segura;• Evita a importação e com isso beneficia a economia local;• Construído em vários ambientes;• Competitiva comparada com outras energias quando
relacionada às outras tecnologias e meio ambiente.
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Desvantagens
• Presença da ácido sulfúrico (H2S);• Presença de minerais prejudiciais à saúde –
tratamento ao utilizá-la e despejá-la;• Subsidência na superfície – Waraikei na Nova
Zelândia – superfície rebaixou em 14 metros (1950 – 1997). Taxa de subsidência é de 0,22 m/ano, onde em meados dos anos 70 era de 0,48m/ano;
• Poluição sonora - perfuração.
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Pesquisa e Exploração
• Inventário e pesquisa em superfície;
• Pesquisa Geológica e Hidrogeológica;
• Pesquisa Geoquímica;
• Pesquisa Geofísica;
• Poços exploratórios.
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Utilização da Energia Geotermal
Uso direto (21°C - 150°C):• Banhos e lazer;• Aquecimento;• Agricultura;• Aquacultura;• Indústria;• Aquecimento Distrital;• Geothermal Heat Pumps.
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Utilização da Energia Geotermal
Uso indireto (120°C – 370°C): • Geração de Eletricidade.
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Uso direto
• Banhos e lazer: cura e prevenção
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• Aquecimento – pescam e colocam em lagos de águas quentes para o cozimento.
Uso direto
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Uso direto
• Aquacultura - acelerar o crescimento de peixes, marisco, répteis e anfíbios em viveiros.
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Uso direto
• Indústria - secagem de peixes, frutas,
vegetais e produtos derivados da madeira,
lavagem de lãs, secagem de roupa, produção
de papel e pasteurização do leite. Também é
usada na extração de ouro e prata dos
minérios.
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Uso direto
• District Heating (Aquecimento Distrital): A água quente passa por uma central
permutadora de calor que transfere o calor para a água em tubagem separada que vai para os edifícios. Depois de passar a central permutadora, a água geotérmica é injetada de volta ao reservatório geotérmico onde será aquecida e utilizada novamente.
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Uso direto
• Geothermal Heat Pumps: temperatura varia ao
longo dos dias, enquanto a 3 metros da
superfície a T é constante, entre 10°C a 16°C.
Essas temperaturas constantes são utilizadas para
aquecer construções no inverno, e o processo é
invertido no verão.
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Geração de Energia
Há três tipos de plantas geotermais:
• Dry Steam;
• Flash Steam;
• Binary – Cicle.
Cada planta é construída conforme o campo geotérmico
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Geração de Energia
Dry Steam: vapor seco
Funciona a temperaturas acima
de 150ºC e o tamanho das
plantas varia de 0,1 a 150 MW.
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Geração de Energia
Flash Steam: água e vapor
Fluidos hidrotermais acima
de 182ºC e o tamanho das
plantas varia de 0,1 a 150 MW.
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Geração de Energia
Binary – Cicle: água
Água esquenta um fluido secundário, que
funciona a temperaturas de 100°C a 150°C.
Tamanho das plantas variam de 0,1 a 40 MW, prevlaecendo pequenas
de até 3MW.
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Geração de Energia
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Geração de Energia
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ENERGIA GEOTERMAL NO MUNDO
A capacidade total de energia geotermal no mundo :
ANO 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2007
CAPACIDADE
INSTALADA
MW
1.300 3.887 4.764 5.832 6.833 7.972 8.933 9.732
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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ENERGIA GEOTERMAL NO MUNDO
Gráfico Ano versus capacidade instalada (MW).
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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ENERGIA GEOTERMAL NO MUNDO
Energia geotermal corresponde aproximadamente no mundo 0,4% da energia total consumida comparada com outras energias renováveis.
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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ENERGIA GEOTERMAL NO MUNDO
Total de Energia primária utilizada no mundo
Fonte: RENEWABLES IN GLOBAL ENERGY SUPPLY - 2007
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ENERGIA GEOTERMAL NO MUNDO
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Leyte Geothermal Power Plant - PhilippinesA View of a Steam Separator for a cluster of wells at Ohaaki – New Zeland
Production test of well Montieri 1, ravale/RadicondoliField - Italy
The Svartsengi Geothermal Plant with swimming in the Blue Lagoon - Iceland
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An ORMAT binary plant at East Mesa - USA
Inside the pipework at the Heber 52 MWe double flash unit - USA
The Nesjavellir Geothermal Plant-Iceland
Mindanao Geothermal Power Plants - Philippines
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Estados UnidosCapacidade de gerar 3040 MW (março de 2009), porém atualmente não está produzindo na capacidade máxima (Geothermal Energy Association – Industry Update).
Fonte: World Geothermal Generation -2007
Energia elétrica total gerada
Energia gerada através de fontes renováveis
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Potencial e localização das regiões produtoras de energia geotermal nos Estados Unidos.
Fonte: World Geothermal Generation -2007
![Page 43: ENERGIA GEOTERMAL Discentes: Daniel Garcia de F. Camacho Juliana Martins Docente: Prof. Dr. Elias Carneiro Daitx UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO.](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033108/570638611a28abb8238ffdee/html5/thumbnails/43.jpg)
Os principais estados produtores são: Idaho, California, Nevada, Utah e Hawaii.
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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California
Fonte:INL-Idaho National Laboratory
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California5% da energia elétrica gerada Geotermal
Sendo 48% das energias renováveis utilizadas.
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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Projetos em desenvolvimento nos EUAOs Estados Unidos tem projetos futuros que indentificam 5487,4 MW, sendo alguns destes ainda na fase inicial de pesquisa.
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ChevronEmpresa do setor energético situada na Califórnia, que trabalha com extração, transporte de petróleo e gás natural; refinação de petróleo; produção e venda de produtos químicos e geração de energia.
Maior produtora de energia geotérmica após a fusão com a empresa Unocal Corporation.
27% da produção de energia geotermal é da Chevron.
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ENERGIA GEOTERMAL NO BRASIL
Fontes de energia geotermal no Brasil não são utilizadas diretamente para o uso de energia elétrica.
O potencial para sistemas geotermais de alta temperatura parece estar restrito apenas nas ilhas atlânticas de Fernando de Noronha e Trindade
Fonte: Status Report on Geothermal Energy Developments in Brazil. HANZA 2005.
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Um número significante de fontes hidrotermais de baixa temperatura (<90°C) foram identificadas na área continental do Brasil sendo que mais de 50% são em bacias sedimentares.
Distribuição do fluxo térmico no Brasil (unidade em 10²¹J/m²)
Fonte: Status Report on Geothermal Energy Developments in Brazil. HANZA 2005.
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No estado de Goiás e Santa Catarina há uma grande ocorrência de fontes termais com grande potencial exploratório de águas de baixa temperatura para o uso industrial e lazer.
Um dos exemplos brasileiros mais conhecidos da existência de águas termais é a região de Caldas Novas, GO, onde água aquecida a cerca de 40 ºC aflora na superfície. Na região existe um parque com piscinas de água quente natural. Essa mesma água é utilizada nas casas, evitando o uso de outro tipo de energia para o aquecimento da água
Fonte: Status Report on Geothermal Energy Developments in Brazil. HANZA 2005.
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Fonte: http://www.caldasnovas.com.br/
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Nos estados do Ceará e Rio Grande do Norte há também anomalias termais.
Na Bacia do Paraná há grandes anomalias termais isoladas.O fluxo térmico varia de 40 a 80°C, e os testes de produção indicaram que possível extrair volumes de 100 a 400 m³/h.
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Fonte: Status Report on Geothermal Energy Developments in Brazil. HANZA 2005.
Fluxo térmico na Bacia do Paraná (unidade - mW/m²)
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Localização dos principais sistemas geotermais em desenvolvimento.
BRT (Banho, Recreação e Turismo), PIS (Potencial industrial), TDB (Banhos Terapeuticos e Águas para Beber).
Fonte: Status Report on Geothermal Energy Developments in Brazil. HANZA 2005.
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A Petrobrás, maior produtora de energia a partir de fontes não renováveis do Brasil, também utiliza a energia geotérmica.
É o caso do Poço UB-60, onde a geotermia atua no aquecimento de gás natural
Fonte: Status Report on Geothermal Energy Developments in Brazil. HANZA 2005.
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ENERGIA GEOTERMAL E MEIO AMBIENTE
Energia geotermal, comparada com outras fontes energéticas, é considerada uma energia limpa. É também denominada recurso renovável
O maior impacto ambiental é a poluição de ar e águas de rios e lagos. Dentre os gases não condensáveis, o CO2 é o mais abundante e o H2S o de maior preocupação.
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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As plumas visíveis nas usinas geotérmicas são emissões de vapor d'água, e não fumaça. Devido às usinas geotérmicas não queimarem combustíveis fósseis, elas não liberam emissões atmosféricas.
Comparação de emissões de gases com fontes não renováveis
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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Poluição sonora
Comparação de sons (em decibels)
Fonte: World Geothermal Generation -2007
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ASPECTOS ECONÔMICOSOs investimentos necessários para instalação de plantas geotérmicas são relativamente caros.
O custo varia de acordo com:-Tipo do recurso utilizado (temperatura, composição química dos fluidos, produtividade do poço);-Acesso-Localização-Tamanho da planta-Tempo de instalação da planta
Fonte: A Handbook on the Externalities, Employment, and Economics of Geothermal Energy -2006
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Fonte: A Handbook on the Externalities, Employment, and Economics of Geothermal Energy -2006
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Cada dólar investido em energia geotermal resulta em um retorno para a economia de US$ 2,50.Ou seja, do investimento necessário para uma planta de 50 MW, US$ 350 milhões voltam para a economia americana.
Fonte: A Handbook on the Externalities, Employment, and Economics of Geothermal Energy -2006
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CONCLUSÕESApesar das tentativas para reduzir a poluição dos combústiveis fósseis, o planeta continua a produzir grandes quantidades de poluição. Uma alternativa que vem sendo buscada é o uso das energias renováveis.A energia geotermal mostra-se pouco ofensiva para o meio ambiente como a maioria de outras fontes renováveis, ao mesmo tempo oferece confiança e é uma fonte de energia que é única entre as opções disponíveis.Com mais investimentos e incentivos pelos governos, haverá melhorias significativas no aproveitamento deste tipo de energia.
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Referências BibliográficasIGA - International Geothermal Association –
http://iga.igg.cnr.it/geo/geoenergy.php
INL-Idaho National Laboratory –
https://inlportal.inl.gov/portal/server.pt?open=512&objID=422&&PageID=3487&mode=2&in_hi_userid=200&cached=true
Geothermal Energy Association -
http://www.geo-energy.org/aboutGE/powerPlantCost.asp
The Future of Geothermal Energy
http://geothermal.inel.gov/publications/future_of_geothermal_energy.pdf
Energia Geotermal uma alternativa pouco lembrada no Brasil -
http://200.241.60.247:8080/siteadmin/imagens/S33_Geotermia_Francisco_Fontes.pdf
http://geothermal.marin.org/index.html
http://www1.eere.energy.gov/geothermal/powerplants.html
http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_par2_cap5.pdf