ENERGÍA GEOTÉRMICA: ESTADO ACTUAL Y TECNOLOGÍAS EMERGENTES

Transcripción

1 III WEC Bi-Regional Forum of North America and Latin America & the Caribbean ENERGÍA GEOTÉRMICA: ESTADO ACTUAL Y TECNOLOGÍAS EMERGENTES Instituto de Investigaciones Eléctricas Av. Reforma No. 113 Col. Palmira Cuernavaca, Mor., México

2 Contenido o Sistemas Hidrotermales o Roca seca caliente o Bombas de calor o Geopresurizados o Marinos o Magmáticos o Conclusiones

3 Sistemas Hidrotermales 10 O C en superficie Inicio de la ebullición Roca impermeable Roca permeable Fumarola 100 O C Se encuentran formados por: Una fuente de calor Agua (líquido y/o vapor) La roca en donde se almacena el fluido. Magma en proceso de enfriamiento Son los únicos sistemas geotérmicos que se explotan de manera comercial.

4 Sistemas Hidrotermales o Generación de Energía Eléctrica. Año Capacidad Instalada Energía Generada (MWe) (GWh) , , , , ,833 38, ,972 49, ,933 55, ,715 67, ,500

5 Volcanos and island arcs align on the plate boundaries.

6 COSTOS NIVELADOS DE GENERACIÓN Tecnología Costo (USD/MWh) Carbón Gas Gas, ciclo combinado Geotermia Hidroeléctrica (58) Nuclear 91 Combustóleo Solar Fotovoltaica 190 Eólica Fuente: CFE (2012) Costos y parámetros de referencia para la formulación de proyectos de inversión

7 Factores de Planta Promedio FACTORES DE PLANTA Tecnología Factor de planta Ref. Carbón Ciclo combinado Geotermia Hidroeléctrica Nuclear Eoloeléctrica Referencias: 1.- Calculada de capacidades instaladas y energía generada (Período anual 2010). Datos de la página de CFE. 2.- NEA&IEA (2005) Projected costs of Generating Electricity: Update 2005

8 Emisiones de CO2 y SOx

9 Sistemas Hidrotermales o Usos Directos (GWh/año*). Capacidad Instalada 50,583 MW t China Estados Unidos Suecia Turquía Japón Noruega Islandia Francia Alemania Otros 50 países Total Mundial 20,931 15,710 12,584 10,247 7,139 7,000 6,768 3,592 3,546 34, ,696 * Lund et al., Direct utilization of geothermal energy 2010 Worldwide Review, WGC 2010)

10 Sistemas Roca Seca Caliente/Mejorados Sistemas rocosos con alto contenido calorífico pero con poca o ninguna agua. Son sistemas muy abundantes. El Massachusetts Institute of Technology* estimó que el contenido energético de estos sistemas en los 10 km superficiales de la corteza, es de aproximadamente 13,000 ZJ. A diferencia de los otros tipos de sistemas geotérmicos existen en toda la corteza terrestre. En México aún cuando no se ha explorado este tipo de sistemas; se han * Tester et al. (2006), The Future identificado en Acoculco, Pue. of Geothermal EnergyImpact of EGS on the US in the 21st Century ISBN

11 Sistemas Roca Seca Caliente/Mejorados Temperaturas estimadas a 5 km de profundidad en Australia (Sommerville et al. 2000)

12 Sistemas Roca Seca Caliente/Mejorados o Potencial Técnico Global (GWe)* <3 Km <5 Km <10 Km Promedio Mínimo Máximo * M. A. Mongillo y C.J. Bromley, 2010, GRC Transactions, Vol. 34,

13 Sistemas Roca Seca Caliente/Mejorados Este es uno de los pocos recursos renovables, que tiene el potencial de suministrar enormes cantidades de energía a carga base sin almacenamiento, con un impacto ambiental mínimo. Estos sistemas han pasado de los primeros estudios en Fenton Hill a la demostración del concepto a escala piloto. Para el desarrollo comercial de estos sistemas, no se identifican barreras técnicas infranqueables, ni enormes recursos económicos. Para el año 2020 se espera contar con 50 plantas de 10 MWe en promedio.

14 Bomba de Calor Geotérmica Dispositivo termomecánico de transporte de energía usado para calefacción y aire acondicionado de espacios. Usan electricidad y calor del subsuelo. ESPACIO ACONDICIONADO TDEL CONDENSADOR TCO VALVULA DE EXPANSION COMPRESOR W Bomba de Calor TEV EVAPORADOR TS FUENTE DE CALOR

15 Bomba de Calor Geotérmica

16 Sistemas Geopresurizados Sistemas que contienen agua y metano disuelto a alta presión (del orden de 700 bar) y temperaturas moderadas (150 ºC). El desarrollo tecnológico se efectúa principalmente en Estados Unidos en donde se esperan explotar 10,000 MWe con este tipo de recursos para el año De enero a mayo de 1990 operó una planta de demostración (1 MWe) en Bayou, Texas. Se piensa que en México estos sistemas pueden existir en Tamaulipas.

17 Sistemas Marinos Sistemas de alta entalpía existentes en el fondo del mar. No se explotan comercialmente. Estos sistemas han sido poco estudiados. En México se han identificado estos sistemas en el Golfo de California, en particular en la zona denominada depresión de Wagner. Esta área pudiera ser un gran campo geotérmico con un potencial energético varias veces mayor que el del campo Cerro Prieto.

18 Sistemas Magmáticos Sistemas de roca fundida existentes en aparatos volcánicos activos. No se explotan comercialmente en la actualidad. El atractivo más importante de este tipo de sistemas son las altas temperaturas disponibles ( 800 ºC). En el mediano o largo plazo, cuando se cuente con la tecnología y los materiales adecuados para resistir la corrosión y las altas temperaturas, se podrá explotar la enorme cantidad de energía almacenada en las cámaras magmáticas de los volcanes activos. En México se cuenta con una importante cantidad de volcanes entre los que se encuentran el Ceboruco, Volcán de Colima, Paricutín, Popocatépetl, Chichonal, etc.

19 Conclusiones o Los recursos geotérmicos hidrotermales son los únicos que actualmente se explotan de manera comercial para generar electricidad. Las reservas de estos recursos se estiman entre 140 y 220 GWe. o Dentro de los recursos geotérmicos emergentes se encuentran los sistemas de rocas seca/mejorados con un potencial enorme; el concepto de estos sistemas ya ha sido probado con plantas pequeñas. o A más largo plazo los recursos marinos y magmáticos podrían contribuir con cantidades importantes de energía.

20 Conclusiones o La geotérmica es una fuente renovable, limpia, continua, confiable y abundante. o Para el año 2050, la generación de electricidad con recursos geotérmicos se estima en cuando menos 1,400 TWh/año, evitando la emisión de 800 Mt de CO2 /año. o La energía geotérmica es una opción con excelentes atributos que puede contribuir de manera importante al suministro de energía mundial.

21 Gracias por su atención