equipamento de Perfuração no local em Schwerin, Alemanha (de origem: Daldrup & Söhne AG)
Alexandre Richter 6 Abr 2020 Com algumas limitações geográficas com base na economia de energia geotérmica de desenvolvimento, há uma maior ênfase e oportunidades visto em “não tão profunda” oportunidades de aproveitamento de energia geotérmica para a produção de calor, como descrito em um artigo de NZ software baseado em casa Seequent.
Superficial – ou melhor, “mais raso” – a energia geotérmica é abordado em um interessante artigo de NZ software baseado em casa Seequent. Uma fornecedora de software de Geociência, a empresa assumiu uma posição interessante no mundo geotérmico que atende, também empurrando a narrativa do que a energia geotérmica tem a oferecer.
recentemente, o fez em um artigo sobre” Not so deep Heat ” publicado em Março de 2020. Portanto, ao descrever a geotérmica superficial – no contexto do setor geotérmico profundo-o artigo se refere a recursos geotérmicos que não são tão quentes e não estão situados nas profundezas de que precisamos para a geração de energia a partir de recursos geotérmicos quentes. Tradicionalmente, temos falado de geotérmica rasa como em “perto da superfície” para o sistema de geo-troca (bombas de calor, de alguns metros a 50/ 100 metros), enquanto geotérmica profunda (usada na Alemanha para diferenciar) refere-se a qualquer coisa que perfura para temperaturas quentes (ou cada vez mais também não tão quentes). Mas as linhas entre o desenvolvimento geotérmico visando a energia geotérmica baseada em reservatórios (essencialmente derivando o calor através da água como transportadora) e abordagens diretas de troca de calor que utilizam qualquer coisa, desde sistemas próximos à superfície até super profundos em granito (derivando calor através de um sistema de troca que pode estar usando água ou outra coisa).
o uso tradicional para energia geotérmica tem sido gerar energia elétrica, e que geralmente exige fluidos de alta temperatura para fornecer as diferenças de temperatura necessárias. Infelizmente, essas aplicações são extremamente restritas geograficamente; elas só tendem a operar em áreas onde há vulcões ou temperaturas muito altas/baixas, por exemplo, Nova Zelândia, Indonésia e Islândia.
a geotérmica rasa pode ser alcançada com uma plataforma de perfuração muito menor e menos cara do que as necessidades geotérmicas de alta temperatura. Também é menos complicado e requer tecnologia menos complexa e cara.Jeremy O’Brien: diretor global de energia, Seequent
mas o que a geotérmica também oferece é a capacidade de apenas fornecer calor. Isso pode ser útil em temperaturas muito mais baixas, e esse recurso geotérmico de baixa temperatura pode ser encontrado em muitos outros locais, sem perfurar tão profundamente. Embora essa abordagem possa não ter a capacidade de gerar grandes quantidades de eletricidade, ela pode desempenhar um papel importante no deslocamento da necessidade de criar eletricidade de outra fonte.”O maior valor da energia geotérmica superficial é que ela substitui a energia de carga base”, diz Jeremy O’Brien, Gerente de negócios de energia da Seequent. “Cerca de 40% de toda a energia usada na Europa é para aquecimento e resfriamento, por isso, se você conseguiu obter metade desses 40% da perfuração de alguns furos no solo, isso é um enorme benefício.”
geotérmica também oferece uma vantagem particular sobre outras fontes renováveis. Está sempre lá. “Se o sol não está brilhando ou o vento não está soprando, ainda funciona. É 24/7 de energia limpa e não vai embora.”
Baseload é um alvo-chave para controles de emissões
grande parte da energia de carga de base em que nossa sociedade depende veio no passado da geração de carvão ou gás, e essas são as fontes atualmente sendo reduzidas por acordos de CO2. (Em 2020, o uso mundial de eletricidade a carvão está a caminho de sua maior queda anual já registrada, após quatro décadas de crescimento quase ininterrupto.)
embora a energia solar e eólica também tenha um papel crítico a desempenhar na redução de nossas emissões de CO2, eles geralmente não estão focados em substituir puramente a carga base. A geotérmica rasa não precisa de bateria para armazenar a energia que cria. Ele apenas fica lá no chão, esperando para ser aproveitado. A pegada de uma usina geotérmica também será tipicamente muito menor do que a de uma matriz de energia solar ou parque eólico, já que todo o trabalho pesado está acontecendo no subsolo.
tudo isso significa que a geotérmica rasa – especialmente aplicações de bombas de calor-tem a capacidade de ser altamente “local”. (Um bom exemplo é a tendência dos supermercados de extrair calor de baixo de suas próprias lojas e usar trocadores de calor para compensar sua potência de refrigeração.) Ou pode ser em toda a cidade. Copenhague é uma das várias cidades europeias que exploram o potencial da geotérmica rasa para apoiar o aquecimento urbano dos residentes.
“muitas vezes você só está procurando temperaturas na faixa de 50 a 80 graus Celsius”, diz Jeremy O’Brien, ” mas em muitos casos isso é tudo que você precisa para substituição de carga base.”Nem a ideia é realmente tão nova. “Muitas pessoas não percebem que Paris teve aquecimento geotérmico desde a década de 1970 …”
abaixo nas profundezas não tão profundas
então, quão profundo é raso? “Suponho que em nossa língua diríamos qualquer coisa a menos de 1.000 metros, enquanto em um sentido geotérmico normal, a profundidade média de um poço seria de 2.000 metros.
“o importante é que tudo dentro desses 1000 metros da superfície possa ser alcançado com uma plataforma de perfuração muito menor e menos cara do que as necessidades geotérmicas de alta temperatura. Também é menos complicado e requer tecnologia menos complexa e cara.”
e em muitos casos, bombas de calor simples podem ser eficazes em muito menos do que isso. A Tate Modern gallery de Londres optou por uma solução geotérmica que desce apenas cinco metros até um leito de cascalho do rio. Ele usa o furo para satisfazer parte das demandas de aquecimento do edifício no inverno e as necessidades de resfriamento no verão, mantendo a coleção inestimável de Picassos, Dalis, Rothkos e muito mais em um confortável (e internacionalmente exigido) de 18 a 25 graus.Novamente no Reino Unido, os pesquisadores estão explorando como o legado do País de minas de carvão abandonadas poderia ser usado para criar uma segunda vida de geração de calor – desta vez usando as temperaturas ligeiramente elevadas (cerca de 30 graus) das milhas de vazios sentados lá dentro da terra.
como o potencial geotérmico raso se revela
uma chave para fazer um trabalho geotérmico raso é localizar as formações particulares e unidades estratigráficas que têm bons fluidos de temperatura neles, e que podem ser empregados de forma eficaz. Pesquisas podem incluir sísmica, gravidade, dados telúricos magnéticos, mas pode ser inestimável incorporar isso com o que já se sabe sobre a localização, aponta Jeremy O’Brien.
“existem antigos poços de exploração de petróleo e gás ou talvez antigos poços de água subterrânea onde os dados podem ser integrados à geofísica? Quais são as taxas de fluxo dos poços existentes? O que isso lhe diz sobre as áreas que podem ser mais interessantes para explorar? Onde estão as temperaturas mais altas e qual é a geologia?”
bom trabalho de detetive pode vir de muitas formas. Por exemplo, um passeio pelo Google Earth em Almeria, no sudeste da Espanha, revela uma paisagem brilhante de estufas cobrindo quase toda a península. É a maior coleção da Europa. Ao procurar áreas de alto potencial geotérmico, os pesquisadores raciocinaram que os agricultores talvez soubessem algo que não sabiam
“apenas no interior você pode ver as linhas de falha passando pela topografia, e os agricultores estavam perfurando água nessas colinas. A falha canaliza os fluidos no fundo e volta novamente de uma maneira muito eficiente para que fiquem quentes em relação às águas subterrâneas benignas. Não era bom para as plantas, pois havia coletado muitos sais, mas para a energia geotérmica era ideal….”
estudo de caso-avaliação do potencial geotérmico superficial em áreas urbanas; Catalunha, Espanha
as áreas urbanas europeias estão descarbonizando e o mercado de energia está mudando para as energias renováveis. A popularidade da energia geotérmica superficial está crescendo. A Catalunha da Espanha é uma região que explora as possibilidades e é um estudo de caso para o projeto MUSE (Gerenciando Energia Geotérmica Rasa urbana). A área urbana de Girona foi escolhida como a primeira área piloto-não sem seus desafios.
são as propriedades térmicas do subsolo que determinam quanta energia pode ser extraída por meio de trocadores de calor, e em torno de Girona as propriedades geológicas e hidrogeológicas de cada unidade estratigráfica são complexas e variam significativamente. Um modelo 3D detalhado foi necessário e o software Leapfrog foi usado para preparar esse modelo a partir de todos os dados disponíveis, o que foi substancial.
ao todo, cerca de 1400 drillholes, 4 mapas geológicos escala 1:25000, 5 mapas geológicos escala 1:5000, 2 mapas hidrogeológicos escala 1: 25000 e uma riqueza de dados geofísicos foram usados para preparar um modelo geológico detalhado de uma área de 10km de largura, 9km de comprimento e 300m de profundidade. Um volume total do modelo de 29km3. As temperaturas médias das águas subterrâneas também foram monitoradas.
para interpretar e apresentar a geologia do subsolo da melhor maneira possível, foi necessário construir um modelo básico que definisse os períodos Paleógeno-Paleozóico, Neógeno e quaternário. Na verdade, 31 unidades geológicas foram modeladas no total, entre Ordoviciano e quaternário. O foco estava na determinação da profundidade e expansão espacial da Bacia Sedimentar La Selva de Girona (o preenchimento sedimentar da bacia provavelmente será o meio principal através do qual utilizar recursos geotérmicos). A pesquisa está em andamento e, em última análise, contribuirá para o projeto Geoenergia SGE, que fornecerá uma plataforma para avaliar o potencial geotérmico em escala regional e local e ajudará Girona a decidir quais áreas são as mais viáveis para a instalação de sistemas de aquecimento abertos e fechados.
usando Leapfrog para perseguir o calor
cada vez mais os governos estão olhando para filtrar e peneirar todos os dados que eles reuniram em áreas, como Almeria, onde eles suspeitam que poderia haver gradientes de calor utilizáveis devido a falhas ou aquíferos sedimentares pressionados, etc.
“acho que o Leapfrog pode dar uma contribuição real para isso”, considera Jeremy O’Brien. “É uma ferramenta muito intuitiva para combinar todos esses diferentes conjuntos de dados em um só lugar. Você pode criar uma imagem da subsuperfície que identificará possíveis pontos que podem não ter sido intuitivos de outra forma.
“se você está iniciando um projeto, você pode ter uma seção transversal geológica antiga que cobre uma região maciça e você precisa integrar todos esses dados em um só lugar. O Leapfrog pode acelerar isso enormemente, construindo rapidamente uma imagem e gerando visualizações. Em comparação, pode levar dias para desenhar explicitamente os contornos da temperatura manualmente ou usando outro pacote.
“a triagem de muitos dados rapidamente o torna uma ferramenta poderosa na identificação de áreas com potencial para geotérmica rasa. Então, uma vez que a campanha de perfuração é planejada, os novos dados podem ser inseridos para atualizar o modelo e mostrar o que está acontecendo na subsuperfície. Como o Leapfrog se conecta a outro software de simulação, você também pode observar o fluxo de água no solo ou as mudanças de temperatura. O software pode orientar as equipes sobre onde a perfuração deve ocorrer e, em seguida, ajudar a entender e gerenciar o recurso com o tempo.
“significa que o Leapfrog pode suportar um projeto do início ao fim, em toda a cadeia de valor.”