LA GEOTERMIA: UNA APUESTA DE FUTURO

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1 LA GEOTERMIA: UNA APUESTA DE FUTURO JAUME MARGARIT i ROSET Director de Energías Renovables IDAE 1

2 1. INTRODUCCIÓN La Energía geotérmica, es la gran desconocida entre el grupo de las Energías Renovables, por lo que muchas veces es ignorada, aunque ya existía y se conocía desde la antigüedad. A nivel del planeta, la Energía geotérmica es el recurso energético más importante que existe. La explotación de estos recursos debe ser aprovechado por el hombre en condiciones técnicas y económicas adecuadas. La situación n de crisis energética a escala mundial, la exigencia de una drástica reducción n en las emisiones de CO2 y los avances tecnológicos hace necesario localizar nuevas fuentes alternativas de energía, respetuosas con el medio ambiente, lo que ha hecho pensar en la energía a geotérmica como un vector importante en el aprovisionamiento energético para el futuro. 2

3 2. VENTAJAS Y BENEFICIOS DE LA GEOTERMIA (1/2) Energía renovable: constituye una fuente prácticamente inagotable de recursos. Energía limpia: mínimos impactos medioambientales y escasa emisión de gases de efecto invernadero. Energía autóctona, lo que permite reducir el grado de dependencia energética exterior y el consumo de otras fuentes de energía fósiles. Energía constante: no depende de variaciones estacionales como lluvias, viento o sol. 3

4 I N S T I T U T O P A R A L A D I V E R S I F I C A C I Ó N Y A H O R R O D E L A E N E R G Í A 2. VENTAJAS Y BENEFICIOS DE LA GEOTERMIA (2/2) Energía eficiente: importantes ahorros energéticos en sus aplicaciones térmicas de calefacción y refrigeración, además de contribuir a la disminución de las puntas de demanda energética. Energía gestionable, lo que permite dar entrada a otras energías renovables en el sistema eléctrico. Beneficios socioeconómicos: desarrollo regional y generación de nuevos puestos de trabajo, estables y de alta calidad. Comparación con otras energías renovables. 4

5 3. APLICACIONES DE LOS RECURSOS GEOTÉRMICOS 3.1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD 3.2. APLICACIONES TÉRMICAST 3.3. APLICACIONES MIXTAS 5

6 3.1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (1/8) Los yacimientos geotérmicos, denominados de alta temperatura, son yacimientos sometidos a gran presión y con Tª superiores a 150ºC, en los que se utiliza el vapor de agua generado naturalmente para alimentar la turbina y generar electricidad mediante un ciclo similar al utilizado en las centrales termoeléctricas convencionales. Clasificación de las Centrales de generación dependiendo de las características y naturaleza del fluido y la profundidad a la que se encuentra: Plantas vapor seco plantas flash plantas ciclo binario 6

7 3. 1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (2/8) Las principales regiones con recursos geotérmicos accesibles están situadas en el denominado Anillo de fuego alrededor del Océano Pacífico, en zonas de ruptura cortical y puntos caliente, en los que existen las condiciones ideales para el aprovechamiento natural del recurso para generación directa de energía eléctrica. 7

8 3.1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (3/8) El futuro y las investigaciones se concentran en la localización de estructuras favorables al desarrollo de yacimientos geotérmicos de alta temperatura para producir calor aún sin fluido y con muy baja permeabilidad. Este conjunto de acciones, que contempla tanto los yacimientos de baja permeabilidad como la búsqueda de yacimientos de roca caliente seca, se conoce actualmente como SISTEMAS GEOTÉRMICOS ESTIMULADOS (EGS), en los que se precisa la intervención directa del hombre en la creación y/o estimulación activa del yacimiento. LAS TECNOLOGÍAS EGS AÑADEN A ADEN UN IMPORTANTÍSIMO POTENCIAL DE FUTURO A NUEVAS REGIONES GEOGRÁFICAS, NO CONSIDERADAS ANTERIORMENTE. 8

9 3. 1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (4/8) Sistemas Geotérmicos Estimulados (Enhanced( Geothermal Sistems,, EGS) Localización de yacimiento geotérmicos de alta temperatura para producción de electricidad, aún sin la existencia de fluido o con muy baja permeabilidad Perforar roca caliente seca m. Inyección de agua para romper más las grietas y aumentar el tamaño de las fisuras. Agua a presión se calienta 200ºC y se bombea a la superficie. Separador agua-vapor extrae el vapor que acciona una turbina. El agua condensada se vuelve a reinyectar y se inicia nuevamente el ciclo. 9

10 3.1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (5/8) Sistemas Geotérmicos Estimulados (EGS) EE.UU OBJETIVO EE.UU: ENERGÍA A GEOTERMIA HDR/EGS AÑO O 2020: MW AÑO O 2050: MW RECOMENDACIONES DEL MIT PARA LOGRAR ESTE OBJETIVO Investigaciones geológicas centradas en el recurso y la caracterización de yacimientos. Investigaciones científicas en el conocimiento del comportamiento del subsuelo rocoso para poder desarrollar métodos eficientes de aprovechamiento del calor. Ampliar las investigaciones en técnicas de perforación avanzadas (spallation and fussion drilling y otras prometedoras tecnologías. Campos de ensayo y de demostración en múltiples emplazamientos con diferentes características geológicas. 10

11 3.1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (6/8) Proyectos de centrales geotérmicas en Alemania: Objetivos Landau: 2,9 MWe y 5 MWt Profundidad de sondeo m Tª agua termal 145ºC Unterhaching (Munich): 3,36 MWe Profundidad de sondeo m OBJETIVOS ALEMANIA 2020: 1GW 2030: 3GW 2050: 10GW 2100: 30GW Groβ Schönebeck nebeck: profundidad de sondeo 4.400m En montaje 11

12 3.1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (7/8) Sistemas Geotérmicos Estimulados (EGS) - Alemania Proyecto Unterhaching 12

13 3.1. GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD (8/8) Sistemas Geotérmicos Estimulados (EGS) - España El potencial geotérmico español para producción de energía eléctrica, aunque sin evaluar, parece ser significativo e importante en yacimientos de media y alta temperatura. Su explotación dependerá de las características y naturaleza del fluido geotermal disponible. Las posibilidades futuras para España se basarán en dos tecnologías: Plantas de ciclo binario (media Tª) Plantas con tecnología EGS (alta Tª). 13

14 3.2. APLICACIONES TÉRMICAS T (1/5) Los yacimientos geotérmicos en los que el agua se encuentra por debajo de los 100ºC se destinan exclusivamente a usos térmicos. Los recursos geotérmicos de baja y muy baja temperatura son muy elevados en comparación con los de alta y media temperatura: Los yacimientos de baja temperatura (25-100ºC) se suelen localizar en cuencas sedimentarias, en las que existe a una profundidad entre 1500 y 2500 m materiales permeables, capaces de contener y dejar circular fluidos que extraigan el calor de las rocas. APLICACIONES DIRECTAS DEL CALOR. Los yacimientos de muy baja temperatura (<25ºC) se extienden prácticamente a la totalidad de la corteza terrestre, pudiéndose captar y aprovechar el calor almacenado en las capas superficiales del suelo para APLICACIONES TÉRMICAS CON BOMBAS DE CALOR GEOTÉRMICAS. 14

15 3.2. APLICACIONES TÉRMICAS T -Uso directo del calor (2/5) La utilización directa del calor es una de las aplicaciones más antiguas y comunes de la energía geotérmica: Procesos Industriales : procesos de calefacción, evaporación, secado, esterilización, extracción de sales, industria del papel, reciclado, celulosa, textil, alimentaria, química. Invernaderos : aplicaciones agrícolas de fluidos geotérmicos para calefacción a campo abierto e invernaderos. Acuicultura : aplicaciones agrícolas de fluidos geotermales para calefacción a campo abierto e invernaderos. 15

16 3.2. APLICACIONES TÉRMICAS T -Uso directo del calor (3/5) Calefacción de Distrito Distrit Heating : se aprovecha de forma directa el recurso geotérmico para diseñar un sistema de calefacción centralizado, que satisface la demanda de calor/frío de un conjunto de usuarios, en una zona extensa (barrio, distrito). Las redes de calor geotérmicas funcionan de una manera muy extendida en Europa desde hace ya más de 20 años, con sus principales desarrollos en Islandia, Francia y Alemania. 16

17 3.2. APLICACIONES TÉRMICAST Bombas de calor geotérmicas (4/5) En la actualidad, España está experimentando un creciente auge por el desarrollo y aplicación de tecnologías sostenibles de alta eficiencia energética, como alternativas a los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración. En este sentido, las bombas de calor geotérmicas (GHP S) representan una tecnología eficiente para climatización con unos destacados ahorros energéticos. El uso de la bomba de calor permite aprovechar el calor geotérmico del subsuelo, extrayéndolo mediante un sistema de captación adecuado y cediéndolo al circuito de calefacción de viviendas y locales y, de forma inversa, para refrigeración. El desarrollo en España a de esta área será muy importante en un futuro próximo 17

18 3.2. APLICACIONES TÉRMICAS T (5/5) En la UE, el crecimiento de las EE.RR previsto en el sector calefacción y refrigeración para el año 2020 duplica las cifras actuales, destacando un crecimiento muy importante para la energía geotérmica con bomba de calor. La propuesta de nueva Directiva de Energías Renovables incide en la necesidad de aumentar los usos térmicos a partir de fuentes de Energías Renovables y contribuir a la consecución de los objetivos establecidos. 18

19 3.3. APLICACIONES MIXTAS: UTILIZACIÓN N EN CASCADA El uso de los recursos geotérmicos está condicionado por la temperatura del fluido, por lo que frecuentemente se usan aprovechando la energía disponible tras haber sido utilizada, beneficiándose de los distintos niveles térmicos requeridos para los diferentes usos: Tras la producción de electricidad, el fluido, aún caliente, puede usarse en procesos industriales, luego para climatización de viviendas y, por último, usos con menores requisitos de Tª (invernaderos o piscifactorías). 19

20 4. CONCLUSIONES UNIÓN N EUROPEA NUEVA DIRECTIVA DE ENERGÍAS RENOVABLES DE LA COMISIÓN N EUROPEA OBJETIVO: CUBRIR EL 20% DEL CONSUMO DE ENERGÍA A A PARTIR DE FUENTES RENOVABLES ESPAÑA PROSPECTIVA ENERGÉTICA AL LEY DE EFICIENCIA ENERGÉTICA YENERGÍAS RENOVABLES. PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES

21 4. CONCLUSIONES EL OBJETIVO DEL 20% EN 2020 ES MUY AMBICIOSO PARA ESPAÑA, A, PERO ALCANZARLO PARECE POSIBLE Y CONVENIENTE PARA ESPAÑA. A. SU CARÁCTER CTER RENOVABLE, EL ELEVADO POTENCIAL EXISTENTE, LOS IMPORTANTES AVANCES TECNOLÓGICOS Y SUS INDUDABLES VENTAJAS HACEN DE LA GEOTERMIA UNA APUESTA DE FUTURO CON ELEVADAS GARANTÍAS, AS, TANTO PARA GENERACIÓN N DE ELECTRICIDAD COMO PARA USOS TÉRMICOST RMICOS. 21