Um termostato natural de 10 °C, a custo marginal
O túnel é a perfuração. Acrescentar circuitos geotérmicos enquanto se escava custa uma fração de uma instalação autónoma. Resultado: aquecimento no inverno, arrefecimento no verão, e uma só infraestrutura que serve duas vezes.
Por que funciona: a rocha não « sente » o inverno
À superfície, a temperatura varia enormemente — de mais de 30 °C no verão a menos de −25 °C no inverno na Cidade de Québec. Mas essa oscilação amortece-se muito depressa em profundidade: o solo atua como um gigantesco volante térmico. A uma dezena de metros, não resta quase nada da variação sazonal da superfície.
Estável todo o ano, no verão como no inverno. É o mesmo valor que a profundidade das nossas estações.
A diferença entre janeiro e julho a esta profundidade é mínima — praticamente constante.
Mais de 55 °C de amplitude anual. É ela que se evita ao ir buscar o calor em profundidade.
As nossas estações já descem a esta profundidade — a energia geotérmica está ao alcance da mão.
Duas fontes gratuitas, já debaixo dos nossos pés
A estação aproveita na realidade uma dupla vantagem térmica própria da nossa rede, que nenhum edifício comum à superfície tem:
1. O ar tépido do túnel
O ar do túnel mantém-se em torno de 10 °C graças à rocha, e sobe naturalmente até às entradas. Uma estação encostada ao túnel não parte, portanto, do ar gelado da rua: parte já de 10 °C. É calor já pago pela ventilação — basta recuperá-lo.
2. A energia geotérmica da rocha
Circuitos enterrados ao lado da estação trocam com a rocha a 10 °C: nela se capta calor no inverno e nela se rejeita calor no verão. O mesmo furo serve nos dois sentidos, ao longo das estações do ano.
A nuance honesta. Um solo a 10 °C é tépido, não quente. Para levar uma estação a 20 °C, é preciso uma bomba de calor — e uma bomba de calor consome eletricidade. A energia geotérmica não elimina, portanto, a fatura: divide-a por 3 ou 4. Por cada 1 kWh de eletricidade injetado, a bomba de calor entrega 3 a 4 kWh de calor (é o seu « COP »). É excelente, mas não é zero — e dizê-lo claramente torna o argumento sólido perante um engenheiro.
O cálculo, para uma estação-tipo
Uma estação de entrada é um ambiente exigente de aquecer: pavilhão envidraçado, portas que abrem sem parar, corrente de ar permanente (efeito de chaminé do túnel). Tomemos a hipótese de que tal estação exige o equivalente a 100 kW de aquecimento em ponta em grande frio, e comparemos três formas de a aquecer:
| Modo de aquecimento | Eletricidade consumida | Veredito |
|---|---|---|
| Convetores elétricos (aquecimento direto) | 100 kW | Simples, mas caro. A referência a bater. |
| Bomba de calor geotérmica (COP 3,5) | ≈ 29 kW | ≈ 70 % menos eletricidade para o mesmo calor. |
| Sem aquecimento | 0 kW | Estação a alguns graus acima de zero, pisos escorregadios. Inaceitável para acolhimento. |
No verão, o mesmo sistema arrefece gratuitamente. Durante a canícula, a rocha a 10 °C torna-se um poço de frescura: a bomba de calor inverte o seu ciclo e refresca a estação ao rejeitar o calor para o solo. Um só investimento, dois usos — aquecimento no inverno, arrefecimento no verão. É a vantagem mais forte da abordagem.
O que muda na fatura da rede
O aquecimento e o arrefecimento das entradas já estão contabilizados na rubrica energia do orçamento de exploração (9,5 M$/ano), dentro da parte « estações ». Hoje esse número pressupõe um aquecimento elétrico direto. Ao passar para a energia geotérmica, isola-se essa despesa e reduz-se-a fortemente:
| Rubrica (aquecimento + arrefecimento das 150 estações) | Elétrico direto | Com geotermia |
|---|---|---|
| Energia anual estimada | 10 a 14 GWh | 3 a 4 GWh |
| Custo anual (≈ 8,5 ¢/kWh, Hydro-Québec) | ≈ 0,9 a 1,2 M$ | ≈ 0,3 M$ |
| Poupança anual | — | ≈ 0,7 a 0,9 M$/ano |
Em valor absoluto, a poupança continua modesta à escala de um orçamento de ~194 M$/ano — a eletricidade já é barata no Québec. O verdadeiro ganho está noutro lado: a energia geotérmica fecha uma questão que qualquer avaliador colocará (« como se aquecem 150 entradas num inverno do Québec? ») e transforma um ponto cego em argumento — uma rede de transporte que se torna também uma infraestrutura energética sóbria.
Uma infraestrutura, duas funções
Porque já escavamos 150 km de túneis e 150 estações a 10 m de profundidade, a energia geotérmica vem quase de graça. Aquece no inverno, arrefece no verão, reduz de 65 a 75 % a eletricidade das entradas, e reforça o argumento de independência energética do projeto — apoiado na hidroeletricidade e, doravante, no calor do solo do Québec.
A reter
- A rocha a 10 m está a ≈ 10 °C todo o ano — um termostato natural insensível ao inverno como à canícula.
- Custo marginal: o túnel é já a perfuração, logo os circuitos geotérmicos custam uma fração de uma instalação autónoma.
- Uma bomba de calor continua a ser necessária: a energia geotérmica divide a eletricidade de aquecimento por 3 a 4, não a elimina.
- Duplo uso: aquecimento no inverno, arrefecimento no verão, com o mesmo sistema.
- Poupança: da ordem de 0,7 a 0,9 M$/ano, e sobretudo um argumento que solidifica o dossiê.