Valoración de posibilidades de geotérmica en la Comunidad de Madrid y zonación de las mismas en función de las condiciones climatológicas María Cristina Hita López
Índice 1 INTRODUCCIÓN 2 METODOLOGÍA 3 MARCO ENERGÉTICO-ECONÓMICO 4 CONCLUSIONES
1. INTRODUCCIÓN La energía geotérmica es la energía almacenada en forma de calor por debajo de la superficie de la tierra. Aunque hay que tener en cuenta que la acumulación de calor en el subsuelo se forma de manera natural, es crucial saber cuanto de ese potencial puede ser explotado económicamente y de forma práctica para calefacción y refrigeración. Por lo que el objetivo es crear un modelo que reduzca la distancia entre el conocimiento físico del terreno/ambiente y el análisis económico a escala regional, creando para ello una guía/metodología que pueda ser aplicable a cualquier tipo de proyecto de explotación geotérmica.
1 INTRODUCCIÓN 2 METODOLOGÍA A ESTIMACIÓN DEL POTENCIAL GEOTÉRMICO DE LA COMUNIDAD DE MADRID 3 MARCO ENERGÉTICO-ECONÓMICO 4 CONCLUSIONES
2. METODOLOGÍA A. ESTIMACIÓN DEL POTENCIAL GEOTÉRMICO DE LA COMUNIDAD DE MADRID La base teórica para cada modelo físico de flujo de calor es representado por la Ley de Fourier. Los dos factores que afectan directamente a la evaluación del potencial geotérmico son: Tipo de roca/sedimento Presencia de agua subterránea Caudal de Extracción o Calor Específico de Extracción she (specific heat extraction)
2. METODOLOGÍA Recopilación y selección de datos de la litología: Mapa Litológico de la Comunidad de Madrid 1:200.000. Término Cod. Coordenada X Coordenada Y Nivel medio Profundidad Masa de Agua Z (msnm) Municipal Piezómetro (UTM30) (UTM30) del acuífero obra (m) Valoración de la presencia de agua en la roca: nivel de saturación. o Datos de los piezométricos de la Comunidad de Madrid de los últimos 10 años,confederación Hidrográfica del Tajo: o 86 puntos de control, se ha escogido los puntos de control donde se encuentran la mayor parte de las extracciones de aguas subterráneas (Cuenca del Tajo, Torrelaguna Jadreque ). o Se han obviado los acuíferos de interés local o de baja permeabilidad y almacenamiento, se reúnen bajo la denominación de 99. La Alcarria Chinchón 03.06.010 466.197 4.443.911 765 46,3 Sin dato Talavera Parla 03.05.049 433.324 4.455.426 660 38,9 Sin dato
2.METODOLOGÍA Valoración de la presencia de agua en la roca: o Ponderación inversa a la distancia
2.METODOLOGÍA Grupo Litología Nivel agua Capacidad de Cesión de calor (W/m) Clasificación de los terrenos en función de su capacidad de extracción de Acalor: 20 Gravas, arenas, limos y arcillas Acuífero profundo o Normativa alemana VDI4640 B Arenas, arcillas y limos Acuífero superficial 80 o Media ponderada para llegar al calor específico, según la siguiente fórmula: C Arcillas y margas 40 D Calizas, rocas carbonatadas, arcillas, conglomerados y yesos 60 E Rocas metamórficas 70 F Rocas plutónicas 75
3 MARCO ENERGÉTICO-ECONÓMICO I DEMANDA ENERGÉTICA II POTENCIA DE LA BOMBA A INSTALAR III CÁLCULO DE LA LONGITUD DEL INTERCAMBIADOR IV V VI CÁLCULO DEL COSTE DE LA INSTALACIÓN RETORNO DE LA INVERSIÓN PARA UNA INSTALACIÓN GEOTÉRMICA INDIVIDUAL INDICADOR PARA EMPRENDEDORES
I.DEMANDA ENERGÉTICA a. Cálculo de las demandas energéticas de referencia por municipio: o Documento de condiciones de aceptación de Programas Informáticos Alternativos del IDAE. o Severidades Climáticas de Invierno (SCI) y de verano (SCV) o Tabla 1 del Documento Básico HE Ahorro de Energía del CTE (Apéndice D) o Altitudes de cada localidad en m.s.n.m. y con la diferencia en altura de cada localidad con la ciudad de Madrid. La zona climática para Madrid es D3
I.DEMANDA ENERGÉTICA Consumo Demanda ACS Demanda de ACS Días/mes se calcula a través Ocupación del Documento Básico Temp. Red HE4 ºC y la norma litros kwh Población Núm. Habitantes Viviendas Núm. Medio personas por vivienda UNE EN Enero 94002:2004. 31 1 1.650 6 103,65 Las características de las viviendas se han obtenido del Instituto de Estadística de la C.Madrid. Febrero 28 1 1.491 7 91,93 Marzo 31 1 1.650 9 97,89 Abril Madrid 30 3.233.527 1 1.378.931 1.597 11 2 91,03 Mayo 31 1 1.650 12 92,14 Junio 30 1 1.597 13 87,32 Julio 31 1 1.650 14 88,30 Agosto Soto del Real 31 8.480 1 4.876 1.650 13 2 90,22 Septiembre 30 1 1.597 12 89,18 Octubre 31 1 1.650 11 94,06 Noviembre 30 1 1.597 9 94,75 Diciembre Zarzalejo 31 1.517 1 1.344 1.650 6 1 103,65 TOTAL 19.429 1124,12
I. DEMANDA ENERGÉTICA b. Cálculo de la demanda de referencia energética de las viviendas por clase de calificación energética Clase Municipio C1 1,7 1,6 Demanda Calefacción 1,5 kwh/m2 anual 1,4 1,3 1,2 Unifamiliar Plurifamiliar A Se necesita A una B clasificación C 0,22 Dde la 0,29 calificación E F energética 0,37 A del B0,46parque C de D0,56 viviendas E de 0,68laF 0,15 Comunidad de Madrid y calcular la demanda de energía de cada una. Madrid 23,8 38,6 59,9 92,1 135,2 188,7 14,2 32,8 59,2 99,2 152 218,3 Soto del B Real 23,8 38,6 59,90,51 92,1 0,55 135,2 188,7 0,60 14,2 32,80,66 59,2 99,2 0,72 152 0,80218,3 Zarzalejo 29,6 0,5 42,5 60,5 88,2 124,9 171,3 14,2 32,8 59,2 99,2 152 218,3 Anexo 1 del Documento Escala de Calificación Energética (ECE) desarrollada por el IDEA, C 0,92 0,93Demanda Refrigeración 0,93 kwh/m2 anual0,94 0,95 0,97 se encuentran 1 las tablas de dispersión de indicadores de eficiencia energética. Unifamiliar Municipio D Clase A Energética B 1,54C D 1,49 E 1,43 F A 1,37B C 1,30 D E1,22 F 1,75 Madrid Índice de 7,2Eficiencia 10,4 energética 14,8 IEE 21,5 se calcula 30,5 con 41,8 la siguiente 5,8 9,4fórmula: 14,6 22,5 33 46 E A 2,36 0,15 2,24 2,10 1,94 1,76 1,55 2,75 Soto del Real B 0,50 Zarzalejo F C 4 3,39 1,00 3,18 2,93 2,66 2,34 1,97 D 1,75 E 2,75 F 4 Plurifamiliar
I. DEMANDA ENERGÉTICA c. Características de las viviendas de la Comunidad de Madrid o o Edificios de nueva construcción (1991 actualidad) Edificios existentes (anteriores 1990) o Instituto de Estadística de la Comunidad de Madrid, hemos extraído que el 13,6% de las viviendas construidas son unifamiliares y el 86,4% son plurifamiliares. Municipio Edificios existentes Edificios nuevos Total Unifamiliar Bloque Total Unifamiliar Bloque Madrid 1181655 236331 945324 1379650 187632 1192018 Soto del Real 2710 542 2168 4879 664 4215 Zarzalejo 249 50 199 304 41 263
I. DEMANDA ENERGÉTICA d. Demanda energética anual media para cada municipio Municipio Zona Demanda Refrigeración kwh/m2 anual Demanda Calefacción kwh/m2 anual Unifamiliar Plurifamiliar Unifamiliar Plurifamiliar A B C D E F A B C D E F A B C D E F A B C D E F Demanda total de refrigeración calefacción kwh/m2 anual Madrid Madrid D3 D3 0,00 0,00 1,93 0,52 20,97 0,44 50,66 3,23 15,25 6,76 0,00 16,72 0,00 0,00 0,00 0,00 0,44 1,78 3,38 14,88 16,50 76,00 18,40 87,32 19,46 67,66 Soto del Real D1 0,00 1,93 1,80 13,82 67,60 75,48 0,00 0,00 1,78 14,88 76,00 87,32 88,53 Soto del Real D1 0,00 Zarzalejo Zarzalejo E1 E1 0,00 0,00 18,15 13,23 62,45 68,52 0,00 16,40 23,68 54,56 76,00 87,32 109,26 0,00
II. POTENCIA DE LA BOMBA A INSTALAR Municipio Municipio Zona Demanda calefacción día Demanda enero calefacción kwh Zona Potencia pico: kwh/m2/anual calcular la demanda kwh/m2/año ACS vivienda kwh para el día más frío del año Calefacción kwh media m2 (enero) Se estima un consumo de energía del 145% para calefacción y un 102% para refrigeración Madrid D3 Demanda 67,7 calefacción 19,5 Demanda calefacción 86 Consumo 5818,6de energía 1500 Zona ACS enero ACS un día de enero para calefacción y ACS Soto del Real D1 D1 1.800 58,1 kwh/mes 3,02 58,06 kwh/día 88,6 84,17 9 10 Soto del Real D3 D1 1.500 88,5kWh/mes 0 48,39 kwh/día 86 7613,9 74,50 1800 E1 2.000 kwh/mes 64,52 kwh/día 90,63 Tiempo de funcionamiento: 9 h Demanda ACS día Demanda kwhrefrigeración Consumo energía Superficie calefacción Horas/día Demanda calefacción Potencia pico Demanda calefacción calefacción ACS kw mes de enero kwh Madrid D3 48,4 3,02 78,9 9 9 Zarzalejo E1 E1 109,3 64,5 3,020 95,1 86 9395,9 9 2000 11
III. CÁLCULO DE LA LONGITUD DEL INTERCAMBIADOR Condiciones climáticas: temperatura superficial del terreno (GST) que depende a su vez de la temperatura superficial del aire Desfase en el tiempo del cambio de la temperatura del terreno con la Temperatura superficial, relacionado con la profundidad (Análisis de Kusuda) 35±10 días
IV. CÁLCULO DEL COSTE DE LA INSTALACIÓN 50 /m para suelo blando y 35 /m para suelo duro
V. RETORNO DE LA INVERSIÓN PARA UNA INSTALACIÓN GEOTÉRMICA INDIVIDUAL Municipio Precio de la instalación total ( ) Consumo calef+acs 10 años Consumo Cal+Ref+ACS 10años kwh Coste del kwh geotérmico calefacción+acs ( ) Coste del kwh geotérmico calefacción+ref+acs ( ) Madrid 18.611 9469,20 26206,67 1,97 0,71 Soto del Real 16.871 10629,6 10629,6 1,59 1,59 Zarzalejo 17.154 11406 11406 1,50 1,50
V. RETORNO DE LA INVERSIÓN PARA UNA INSTALACIÓN GEOTÉRMICA INDIVIDUAL Período de Retorno económico Municipio Precio de la instalación( ) Coste energía calefacción y ACS ( ) Coste energía refrigeración ( ) Precio de toda la energía consumida anual ( ) Período retorno inversión calefacción y ACS (años) Período retorno inversión calefacción, ACS y refrigeración (años) Madrid 18.611 722,09 207,71 929,80 26 20 Soto del Real 16.871 944,90 0,00 944,90 18 18 Zarzalejo 17.154 1166,04 0,00 1166,04 15 15
VI. BENEFICIOS FINANCIEROS PARA EL PRESUPUESTO REGIONAL Municipio Precio de la instalación ( ) Emisiones CO2 ahorradas (kg) Coste de la instalación /Emisiones CO2 ( /kg) Madrid 18.611 10514,8 1,770 Soto del Real 16.871 4569,8 3,692 Zarzalejo 17.154 4569,8 3,754
VII. INDICADOR PARA EMPRENDEDORES Municipio Precio de la instalación ( ) Numero viviendas Tamaño de mercado (M ) Madrid 18.611 1.378.931 25.663,285 Soto del Real 16.871 4.876 82,263 Zarzalejo 17.154 1.344 23,055
VII. INDICADOR PARA EMPRENDEDORES Indicador atractivo de mercado Municipio Precio de la instalación ( ) Renta per cápita ( ) Indicador atractivo de mercado Madrid 18.611 19144 1,029 Soto del Real 16.871 19248 1,141 Zarzalejo 17.154 13497 0,787
1 INTRODUCCIÓN 2 METODOLOGÍA 3 MARCO ENERGÉTICO-ECONÓMICO 4 CONCLUSIONES
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