Minas Abandonadas Oferecem Três Soluções de Energia Renovável
As minas abandonadas, ou desactivadas, podem ser uma alternativa viável na produção de energia renovável. Actualmente o trabalho de investigação e inovação em matéria de energia renovável é abundante e novos métodos de produção de energia, armazenamento, como até de reaproveitamento de estruturas, estão constantemente a ser estudados e a surgir como alternativas viáveis ao fóssil.
Curiosamente, uma das formas de energia mais poluente, o carvão, oferece agora três opções viáveis de energia renovável, através das suas minas desactivadas.
Energia geotérmica:
As minas de carvão, depois de abandonadas costumam ficar inundadas de água, dado que são desligadas as bombas que evitavam que tal acontecesse enquanto as minas estavam operacionais. Sendo que a temperatura da terra vai aumentando á medida que descemos abaixo do nível do solo, a água que inunda as minas aquece. Como funciona o processo de extracção de energia?
As temperaturas da água dentro das minas normalmente varia entre os 10ºC e os 20°C, mas podem atingir até 40°C se depositadas em profundidades de 1 km abaixo do solo. Esta água acaba por se tornar contaminada, dado se misturar com a rocha subterrânea, acabando por conter compostos tóxicos. Mas como fonte térmica é um recurso valioso que pode ser aproveitado através da perfuração de condutas que a tragam à superfície. A água é então bombeada para bombas de calor e extratores que comprimem o líquido, elevando-o a uma temperatura muito mais elevada, antes de distribuí-lo pelas redes de aquecimento doméstico. Uma vez que o calor tenha sido absorvido pelos edifícios circundantes, a água retorna mais fria á mina, onde será aquecida novamente. O aquecimento da água da mina também tem a vantagem de funcionar durante todo o ano. As temperaturas não são afetadas pelas estações do ano, e caso invertido o ciclo, a água pode ser usada também para arrefecer as casas. O sistema também pode ser funcionar como ciclo fechado, aproveitando a temperatura da água para gerar eletricidade no local.
Legenda: Exemplo de sistema circulatório (a) e exemplo de sistema fechado (b). Fonte: (Liu, et al., 2021).
Minas abandonadas como baterias de reserva de energia:
Julian Hunt, investigador sénior do Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados, e autor principal de um estudo que explora soluções energéticas a longo prazo, explica que as minas abandonadas podem servir como “baterias gravitacionais” de armazenamento de energia.
O método, conhecido como Armazenamento Subterrâneo de Energia por Gravidade (UGES), funciona baixando recipientes cheios de areia para dentro da mina. À medida que a areia desce, os motores que a movem geram eletricidade através da travagem regenerativa, uma técnica já utilizada para recarregar carros movidos a bateria, transformando energia cinética em energia química. A eletricidade pode ser produzida quando as necessidades na rede são elevadas, e na ausência de outras formas de energia renovável, por exemplo durante a noite, ou em períodos sem vento. Quando há excesso de energia na rede, essa energia é usada para subir os recipientes de areia novamente, armazenando assim a energia até que seja necessária novamente (Hunt JD, et al., 2023).
Minas abandonadas como centrais de gás metano:
O metano é produto da transformação geoquímica (carbonificação) das substâncias orgânicas que formam o carvão. O metano e o dióxido de carbono produzidos durante o processo de carbonificação (iniciado há cerca de 300 milhões de anos) surgem em fissuras, fendas e poros nas minas, como gases aprisionados nas camadas de carvão e na rocha adjacente. Quando o carvão é extraído no subsolo, o gás metano libertado torna-se um problema, pois, quando combinado com o ar, forma uma mistura altamente explosiva. O gás da mina é libertado para a atmosfera através de tubos de ventilação, que permaneceram em muitas minas abandonadas, que outrora eram usados para extrair o metano e mantendo a segurança dos mineiros. Este gás metano é libertado para a atmosfera em estado frio.
A utilização de motores a gás para a geração de eletricidade a partir do gás das minas já é uma prática estabelecida, que continuará a crescer em importância no futuro devido à disponibilidade de gás metano nas minas. Este sistema apresenta como vantagens:
- Eliminação de um gás poluente ao mesmo tempo, aproveitando-o como fonte de energia;
- Rentabilidade extrema com eficiência global de até 90% no caso de produção combinada de calor e energia e 43,4% apenas no caso de geração de energia;
- Operação estável apesar das flutuações na pressão do gás, teor de metano e impurezas no gás;
- Evita a libertação de metano na atmosfera, que tem 21 vezes o potencial de aquecimento global do CO2;
- Extracção e tratamento da água que inunda as minas, evitando a infiltração de água contaminada em cursos de água próximos.
Fonte: (Clarke Energy).
Legenda: Esquema de extracção de gás em minas abandonadas. Fonte: (Environ. Sci. Technol. 2022).
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