Como funciona o poço geotérmico de CO₂ de 2.500 metros da China — e o que ele ainda precisa provar

O primeiro projeto geotérmico da China em circuito fechado com CO₂ supercrítico é uma demonstração de aquecimento — não uma usina geotérmica de geração elétrica. Em operação em Zhengzhou desde 19 de maio de 2026, o sistema envia dióxido de carbono por um poço selado de aproximadamente 2.500 metros, retira calor das rochas ao redor e transfere essa energia para um circuito separado de água usado no aquecimento de ambientes durante o inverno. 613

A importância do projeto está em testar uma maneira de aproveitar o calor subterrâneo sem produzir água do subsolo. Seus resultados, porém, devem ser vistos como um marco inicial de operação, e não como prova de que a geotermia de circuito fechado já consegue fornecer eletricidade barata e contínua em qualquer lugar.

Como funciona o sistema de Zhengzhou

O poço usa uma configuração coaxial de circuito fechado. Por um caminho, o CO₂ pressurizado e relativamente frio desce; por outro, o fluido aquecido retorna à superfície. Em profundidade, o calor da formação rochosa atravessa a estrutura do poço e aquece o CO₂ em circulação. Na superfície, o CO₂ que volta libera essa energia para a água do sistema de aquecimento distrital. O fluido permanece dentro do circuito selado, sem se misturar com a formação geológica. 6713

Isso diferencia o sistema das usinas geotérmicas hidrotermais convencionais. Nelas, água naturalmente quente é bombeada de um reservatório subterrâneo permeável e, em geral, precisa ser administrada por meio de reinjeção. Um circuito fechado pode aproveitar o calor armazenado na rocha mesmo em locais onde o fluxo de água subterrânea não é suficiente para sustentar um sistema aberto.

Por que usar CO₂ em vez de água?

O projeto utiliza CO₂ supercrítico como meio de transferência de calor. Em determinadas condições de pressão e temperatura, o CO₂ combina mobilidade semelhante à de um gás com densidade mais próxima à de um líquido. A justificativa de engenharia divulgada é que ele pode circular com menor resistência ao fluxo e transferir calor de forma eficiente em um poço profundo. 613

O CO₂ também pode favorecer um efeito de termossifão. À medida que o fluido se aquece durante a subida, sua densidade diminui em relação à do CO₂ mais frio que desce. Essa diferença pode ajudar a impulsionar a circulação e reduzir o trabalho das bombas, embora não elimine a necessidade de equipamentos na superfície nem garanta custos operacionais baixos.

Entre os possíveis benefícios do circuito fechado estão:

• não exigir a extração ou a reinjeção de água subterrânea;
• manter o fluido de trabalho isolado da formação rochosa;
• evitar parte dos problemas de incrustação e tratamento de minerais associados à produção de salmoura quente;
• permitir o uso de calor geotérmico em regiões com rochas quentes, mas pouca permeabilidade natural. 613

Essas são vantagens potenciais do sistema, não garantias de desempenho comercial. O calor ainda precisa atravessar a rocha e as paredes do poço com velocidade suficiente para atender à produção desejada.

O que Zhengzhou já alcançou

Relatos públicos indicam que o CO₂ entra no sistema a cerca de 8 °C e retorna a aproximadamente 22 °C. Em comparação com uma abordagem de extração de calor baseada em água, o projeto teria aumentado a capacidade de extração em cerca de 20% e reduzido em aproximadamente 10% o consumo unitário de energia para aquecimento. A instalação foi projetada para fornecer aquecimento central no inverno a mais de 18.000 metros quadrados de residências. 3613

Esses números descrevem uma aplicação útil de aquecimento, mas não comprovam geração de eletricidade. A temperatura de retorno divulgada está associada a uma aplicação de aquecimento, e as evidências fornecidas não mostram que o projeto produza energia elétrica.

Há ainda uma ressalva importante sobre a terminologia. “CO₂ supercrítico” se refere ao conceito do fluido de trabalho e ao seu estado de pressão e temperatura dentro do sistema. Os resumos operacionais disponíveis publicamente não estabelecem o perfil completo de pressão e temperatura em todos os pontos subterrâneos. Um relatório secundário apresenta valores diferentes para as temperaturas de entrada e saída; por isso, o resultado de 8 °C a 22 °C deve ser tratado como um dado operacional reportado, e não como uma descrição termodinâmica completa. 34

Isso pode gerar eletricidade contínua?

O calor geotérmico está disponível de forma contínua, ao contrário de recursos eólicos e solares, que variam conforme o clima e a presença de luz. Em princípio, um circuito fechado que alcance rochas suficientemente quentes e faça circular fluido em volume adequado poderia fornecer calor firme — isto é, disponível sob demanda — e, em temperaturas mais altas, eletricidade.

Zhengzhou ainda não demonstra esse resultado. A geração elétrica exige um fluxo de calor útil muito maior e temperaturas compatíveis com um ciclo de conversão de energia. Como o papel atual do projeto é aquecer residências, afirmar que ele já comprovou uma usina geotérmica capaz de fornecer eletricidade 24 horas por dia iria além das evidências disponíveis.

A economia é uma ressalva ainda maior. Modelos indicam que sistemas de circuito fechado podem alcançar custos competitivos para fornecer calor, mas a eletricidade geralmente exige uma forte redução nos custos de perfuração. Outro estudo concluiu que sistemas simulados em um reservatório a 180 °C poderiam não recuperar os custos ao longo da vida útil mesmo com 30 ramificações laterais e uma taxa de produção de 75 quilogramas por segundo.

Por que poços em formato de U estão sendo estudados

Um poço coaxial tem uma área de troca de calor relativamente limitada. Um projeto mais profundo em formato de U tenta ampliar essa área com duas pernas verticais conectadas por um longo trecho horizontal atravessando rochas quentes. Esse caminho subterrâneo mais extenso aumenta o contato com a formação e pode elevar a quantidade de calor transferida para o fluido em circulação.

A geometria busca resolver uma limitação central dos sistemas de poço único: para extrair energia útil, é preciso reunir área suficiente de contato com a rocha, temperatura adequada e vazão estável durante muitos anos. Em contrapartida, a solução acrescenta complexidade à perfuração direcional, riscos de conclusão e custos de capital. As evidências fornecidas não estabelecem a profundidade exata, o desempenho, o estágio de construção ou o custo de um projeto chinês específico em formato de U. Por isso, a abordagem deve ser entendida como uma linha de desenvolvimento, não como uma solução comercial comprovada.

As barreiras de engenharia e de custo

O principal desafio não é apenas encontrar rochas quentes. É criar, em profundidade, um trocador de calor durável e de alta capacidade por um preço que o calor ou a eletricidade produzidos consigam compensar.

Os obstáculos incluem:

• custo da perfuração profunda e de trechos direcionais ou com múltiplas ramificações;
• necessidade de uma área subterrânea de transferência de calor suficientemente grande;
• manutenção da integridade dos poços e das vedações sob alta temperatura e pressão;
• controle de corrosão, perdas térmicas e do comportamento do CO₂;
• prevenção de um curto-circuito térmico entre os caminhos de descida e retorno;
• desenvolvimento de sondas, brocas, ferramentas de fundo de poço e materiais capazes de operar em ambientes profundos e agressivos.

Uma revisão publicada na Nature estima que, em alguns contextos, um único conjunto de poços multilaterais pode custar entre US$ 50 milhões e US$ 100 milhões. O estudo também observa que a rentabilidade depende tanto da produção quanto da demanda local. Além disso, sistemas de circuito fechado dependem principalmente da condução — a passagem gradual de calor pela rocha —, um processo mais lento do que a convecção proporcionada por um reservatório geotérmico com água naturalmente circulante.

Isso ajuda a explicar por que o aquecimento distrital pode se tornar uma oportunidade comercial antes da geração elétrica. Um projeto pode vender calor de temperatura moderada diretamente a edifícios próximos, sem convertê-lo primeiro em eletricidade. Já uma usina elétrica precisa de recursos mais quentes, maior vazão e equipamentos de conversão mais caros.

O que o projeto Eavor, na Alemanha, mostra

O projeto da Eavor em Geretsried, na Baviera, oferece uma comparação importante. Em 4 de dezembro de 2025, a instalação começou a fornecer eletricidade à rede alemã a partir de um sistema geotérmico selado e multilateral em circuito fechado — o primeiro projeto comercial reportado desse tipo a fazê-lo.

A instalação está associada a uma potência de projeto de aproximadamente 8,2 megawatts elétricos e 64 megawatts térmicos. Seus circuitos usam longos poços subterrâneos, em vez de depender de um reservatório natural de água quente. No entanto, apenas o primeiro dos quatro circuitos planejados estava em operação em março de 2026. Assim, o projeto representa uma demonstração relevante de viabilidade técnica, enquanto sua expansão completa e sua economia continuam sendo questões em aberto. 17

Em conjunto, Zhengzhou e Geretsried mostram dois estágios da mesma ideia. Zhengzhou demonstra a circulação selada de CO₂ para aquecimento geotérmico útil. Geretsried demonstra que um circuito fechado multilateral pode chegar à rede elétrica. Nenhum dos dois projetos prova que a geotermia profunda de circuito fechado seja barata, aplicável em qualquer lugar ou pronta para substituir a geração convencional em larga escala.

Conclusão

O projeto de Zhengzhou é melhor entendido como um teste prático do princípio chinês “取热不取水”: extrair calor sem extrair água subterrânea. Seu poço coaxial de 2.500 metros, o circuito selado de CO₂, o aumento reportado de 20% na capacidade de extração e o atendimento a 18.000 metros quadrados de aquecimento mostram por que a abordagem vem chamando atenção. 613

A tecnologia pode, no futuro, ampliar o acesso à energia geotérmica ao separar a recuperação de calor da existência de água subterrânea naturalmente circulante. O caminho até a geração elétrica contínua, porém, depende de resolver problemas mais difíceis: criar trocadores de calor subterrâneos maiores e mais profundos, garantir perfuração confiável em alta temperatura, manter o desempenho térmico por longos períodos e reduzir significativamente o investimento inicial.

As evidências atuais justificam um otimismo cauteloso — não a conclusão de que já existe uma revolução comercial comprovada em escala.