GEOTERMIA Generación de Electricidad Etapas de Desarrollo Experiencia Internacional

Transcripción

1 GEOTERMIA Generación de Electricidad Etapas de Desarrollo Experiencia Internacional Paolo Bona Lima, Perú 4 de Octubre 2017

2 Contenido GENERACIÓN ELÉCTRICA CON GEOTERMIA ETAPAS DE UN PROYECTO GEOTÉRMICO EXPERIENCIA INTERNACIONAL EN DESARROLLO GEOTÉRMICO REFERENCIAS

3 Generación Eléctrica con Geotermia Etapas de un Proyecto Geotérmico Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico Referencias

4 Usos de la Energía Geotérmica La energía geotérmica puede ser utilizada para varias aplicaciones que se clasifican en dos grupos principales: Usos directos del calor, para recreación, calefacción, aplicaciones en agricultura, acuacultura e industria. Generación de electricidad. Los diferentes usos son condicionados por la temperatura del recurso. El uso eléctrico industrial es generalmente realizado con temperaturas superiores a los 150 C.

5 Cómo se genera electricidad?

6 Tipos de plantas geotérmicas La electricidad se genera con turbinas de vapor, cuando la temperatura del recurso es mayor de C, o con plantas de ciclo binario, más aptas para temperaturas menores. Planta con Turbina de Vapor Planta de Ciclo Binario Las plantas con turbinas de vapor son (en cantidad) el 53% del parque geotérmico global, pero contribuyen aproximadamente el 88% de la electricidad geotérmica producida.

7 Ventajas y Desventajas La generación de electricidad mediante energía geotérmica tiene importantes ventajas y algunas desventajas VENTAJAS Recurso autóctono y renovable. No depende del clima. Tecnología madura experimentada por más de 100 años. Generación continua 24/7. Energía base, con posibilidad de ofrecer flexibilidad y servicios auxiliares. Bajos costos de operación. Baja emisión de gases. Ocupa poco espacio, comparado con otras fuentes de energía. Genera trabajo y dinamiza la economía local. DESVENTAJAS El recurso tiene que ser utilizado donde se encuentra. Inversión elevada y de alto riesgo. Plazos de desarrollo de 5-7 años. Requiere especialización que es típica del sector geotérmico.

8 Generación Eléctrica con Geotermia Etapas de un Proyecto Geotérmico Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico Referencias

9 Etapas de un proyecto geotérmico Proceso típico de un proyecto geotérmico EXPLORACIÓN DE SUPERFICIE PERFORACIÓN EXPLORATORIA DESARROLLO E INSTALACIÓN OPERACIÓN COMERCIAL ETAPAS DEL PROCESO DE EXPLORACIÓN GEOTERMICA RECONOCIMIENTO PREFACTIBILIDAD FACTIBILIDAD SUPERFICIE DE ESTUDIO km km km 2 METODOLOGÍAS APLICADAS Geología/Vulcanología Geoquímica Geología Geoquímica Geofísica Pozos Someros (de Gradiente, "Slim-Holes") Pozos Exploratorios Profundos Pruebas de pozo Estudios de Reservorio OBJETIVOS Definir las perspectivas de existencia de recursos geotérmicos e identificar las áreas de mayor interés. Reconstruir un modelo del recurso por integración de datos geocientíficos y ubicar pozos de exploración profunda Confirmar existencia del recurso, definir sus características y los aspectos técnicoeconómicos de su explotación Planta Geotérmica en Operación Comercial Campo Geotérmico Berlín (LaGeo El Salvador)

10 Riesgos del proceso geotérmico RECONOCIMIENTO EXPLORACIÓN DESARROLLO EXPLORACIÓN DE SUPERFICIE PERFORACIÓN EXPLORATORIA Investigaciones preliminares Estudios geológicos, geoquímicos, geofísicos Caminos de acceso, plataformas Pozos exploratorios Pozos de producción Construcción planta ABANDONO DEL PROYECTO

11 Riesgos del proceso geotérmico EXPLORACIÓN DESARROLLO OPERACIÓN 25% Modificado de ESMAP, 2012

12 Exploración Geotérmica La exploración geotérmica es similar a un chequeo médico Visita medica Reconocimiento geológico Muestreo de fuentes termales Muestreo de sangre Radiografías Estudios geofísicos Biopsia Operación quirúrgica Perforación pozos pequeño diámetro Perforación pozos convencionales

13 Perforación de pozos geotérmicos 100 m Acuífero Freático 500 m ROCA IMPERMEABLE (CAPA SELLO) 1500 m RESERVORIO GEOTÉRMICO m

14 Perforación de pozos geotérmicos

15 Plantas geotérmicas

16 Plantas geotérmicas y su entorno

17 Generación Eléctrica con Geotermia Etapas de un Proyecto Geotérmico Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico Referencias

18 Reseña histórica de la geotermia La generación de electricidad con geotermia nació en Italia en 1913 cuando entró en operación en Larderello la primera planta con turbina de vapor (250 kwe). Treinta años después en Larderello había una capacidad geotérmica instalada de 127 MWe. La mayoría fue destruido durante la segunda guerra mundial. Después de la segunda guerra mundial la utilización de recursos geotérmicos para generación de electricidad logró iniciar su expansión. Las primeras plantas afuera de la cuna Calor italiana entraron en operación entre 1954 y 1960 en Nueva Zelanda, México y Estados Unidos. Luego, muchas otras naciones se fueron progresivamente sumando hasta llegar a la situación actual, en la cual la energía geotérmica es utilizada para generación de electricidad en 26 países, con una capacidad instalada global Capa Sello de ~13 GWe. La capacidad individual instalada varía entre 0,1 MWe en Rumanía y Taiwan y 3.5 GWe en Estados Unidos. La geotermia ha demostrado ser una tecnología madura, confiable, que aporta estabilidad en los sistemas de generación. En ciertos países la generación geotérmica alcanza porcentajes significativos de participación en la matriz energética: Islandia (29%), El Salvador (24%), Nueva Zelandia (16%) Costa Rica (15%) Filipinas (14%) Nicaragua (10%).

19 Capacidad geotérmica instalada Evolución capacidad geotérmica en el mundo Capacidad Instalada (MWe) Energía Producida (GWh) Calor Tasa de crecimiento anual promedia del 4%, con proyecciones al alza para el quinquenio (fuente: Bertani, 2015) Potencial global de recursos geotérmicos desarrollables con tecnología actualmente disponible estimado en 200 GWe (GEA, 2016). Los ~13 Gwe desarrollados hasta la fecha a nivel mundial corresponden a un 6-7% del recurso disponible en base a conocimiento y tecnología actualmente disponible.

20 Capacidad Geotérmica Instalada Capacidad geotérmica Instalada por país en 2015 (fuente: Bertani, 2015) Calor Kenya y Turquía han tenido sustanciales incrementos en los últimos dos años aproximándose a los MWe instalados. Chile entró recientemente al club geotérmico con la puesta Capa en operación Sello de la planta de Cerro Pabellón (48 MWe) Top 10 Países Geotérmicos. Capacidad Instalada a Nov (fuente:thinkgeoenergy).

21 Capacidad Geotérmica Instalada Evolución de la capacidad geotérmica instalada en el mundo y en América Latina, Calor América Latina, una de las regiones con condiciones geológicas más favorables para la explotación del recurso geotérmico, corresponde solamente al 13% de la capacidad instalada mundial, y éste corresponde principalmente a la subregión mesoamericana, (fuente: CEPAL, 2016) Capa Sello Plantas geotérmicas en operación en el mundo (fuente: IGA Geothermal Energy Database, modificada).

22 Proyección capacidad geotérmica Proyección capacidad geotermo-eléctrica mundial Calor Capacidad esperada al 2020 entre: 14,8 GWe, con base en plantas geotérmicas actualmente en construcción 18,3 Gwe, con base en proyectos con fecha de entrada en operación publicada Capacidad en desarrollo por país (fuente: GEA, 2016) En curso programas de desarrollo geotermo-eléctrico en 22 países, por un total de MWe. (fuente: GEA, 2016)

23 Experiencias de desarrollo Estados Unidos MWe Filipinas MWe Calor Japón 519 MWe Capa Sello El apoyo gubernamental ha sido un factor fundamental en el desarrollo de la geotermia. Aún en países con importantes recursos, y donde la geotermia ha alcanzado desarrollos significativos, los procesos no han sido sencillos y muy influenciados por la disponibilidad de programas de apoyo y fomento institucional. (gráficas tomadas de ESMAP, 2016)

24 Experiencias de desarrollo El caso chileno Chile fue pionero en geotermia efectuando las primeras exploraciones en El Tatio en En los años 70 el gobierno realizó importantes esfuerzos que culminaron con el descubrimiento del campo geotérmico de El Tatio. En los años 90 se reactivó el interés debido al retiro del suministro de gas de Argentina y al incremento del costo de la energía. En 2000 se publicó la Ley de Geotermia y en 2004 su Reglamento, que delinearon un mercado geotérmico totalmente asignado a la iniciativa privada. Durante los últimos 12 años han sido otorgadas más de 80 concesiones de exploración y 9 concesiones de explotación, sin embargo los resultados han sido escasos y varias empresas han terminado abandonando o suspendiendo sus proyectos (algunos en fase muy avanzada) debido a varias dificultades entre las cuales una sensible reducción del precio en las subastas de energía. En 2017 GDN (asociación Enel-ENAP) puso en operación la planta geotérmica Cerro Pabellón (48 MWe) la cual es un logro muy importante, pero la situación general en el sector sigue siendo estática.

25 Experiencias de desarrollo El caso chileno Para hacer frente a esta situación, el Gobierno de Chile, con la colaboración del Banco Mundial, está realizando una Mesa de Geotermia con participación de todos los actores de la industria. El objetivo es analizar el impacto de la energía geotérmica en los sistemas eléctricos interconectados y sus posibilidades de desarrollo en el mercado nacional. La Mesa de Geotermia está estructurada en tres etapas: Toda la información generada por la Mesa de Geotermia está disponible al público en el sitio web del Ministerio de Energía:

26 Desarrollo geotérmico potencial en Perú Potencial Geotérmico Desarrollable en el Corto-Mediano plazo (5-15 años) por país (fuente: CEPAL, 2016) PAÍS Calo r POTENCIAL DESARROLLABLE EN EL CORTO-MEDIANO PLAZO PROBABLE POSIBLE IMPROBABLE TOTAL Argentina Bolivia Chile Colombia Ecuador Perú Venezuela Perú cuenta con un potencial geotérmico estimado en 2860 MWe (MINEM-JICA, 2012). Actualmente existen en el país 4 empresas con 16 autorizaciones vigentes de exploración geotérmica. El potencial desarrollo en Perú está significativamente limitado por restricciones ambientales, entre otros aspectos. Los mejores recursos se encuentran al interior del Área de Conservación Regional Vilacota-Maure. Se estima que en potencial desarrollo en el corto-mediano plazo podría alcanzar los MWe, pero de éstos solamente MWe son considerados probables.

27 Generación Eléctrica con Geotermia Etapas de un Proyecto Geotérmico Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico Referencias

28 Referencias Bibliográficas Bertani, Geothermal Power Generation in the World, Update Report. Proceedings World Geothermal Congress Melbourne, Australia, April, Documento disponible en: CEPAL, Valoración y Gobernanza de los Proyectos Geotérmicos en América del Sur. Una Propuesta Metodológica. Abril Documento disponible en: ESMAP, Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. Technical Report 002/12. Documento disponible en: Calor ESMAP, Comparative Analysis of Approaches to Geothermal Resource Risk Mitigation. A Global Survey. Knowledge Series 024/16. Documento disponible en: GEA, Annual US & Global Geothermal Power Production Report. March, Dcumento disponible en: IGA Geothermal Energy Database: MINEM-JICA, The Master Plan Capa for Development Sello of Geothermal Energy in Peru. Final Report. Report prepared for Japan International Cooperation Agency and Ministry of Energy and Mines of Peru by West Japan Engineering Consultants, Inc., February Documento disponible en: ThinkGeoenergy, Video en lámina No 5 Disponible en Youtube ( Paolo Bona - Consultor Geotérmico pbona1961@gmail.com