TALLER Educativo: “Energías Alternativas y Eficiencia Energética“

Geotermia La tierra es nuestro recurso más precioso, de ella podemos producir casi todo lo que necesitamos para vivir, incluso la energía

Santiago, 20 de Septiembre de 2007

Conceptos Geotermia Ciencia multidisciplinaria que estudia el origen y distribución de los recursos térmicos en el planeta Energía Geotérmica: Energía calórica contenida en el interior de la tierra que se transmite por conducción y convección hacia la superficie Sistema Geotérmico Fuente de Calor (Magma) Reservorio (Rocas permeables) Fluido (agua meteórica) Capa sello (cubierta de rocas impermeables)

Conceptos Recurso Geotérmico Basado en la energía contenida en el fluido y sus posibles formas de utilización. Considerando la entalpía (energía de un sistema termodinámico) proporcional a la temperatura, el recurso geotérmico se clasifica comúnmente en: - Baja entalpía: T < 90°C

Usos de calor directo

- Media entalpía: 90°C < T < 150°C Pequeña y media generación - Alta entalpía: T > 150°C Gran generación eléctrica >100MW Ref: Muffler y Cataldi (1978)

Conceptos Geotermia es una fuente de energía renovable ligada a volcanes, géiseres, aguas termales y zonas tectónicas geológicamente recientes (con actividad en la corteza terrestre durante los últimos diez o veinte mil años).

Las principales zonas geotérmicas se sitúan en el llamado "Anillo de Fuego“ y donde las placas se fragmentan.

Conceptos Para obtener esta energía se necesitan yacimientos de agua caliente. El suelo se perfora y se extrae el líquido, que saldrá en forma de vapor o agua dependiendo de su temperatura. La tecnología existe en el mundo tanto para plantas de grandes tamaños como para medianas y pequeñas. Las centrales de geotermia tienen una vida útil de aproximadamente 40 años, según la capacidad del reservorio geotérmico y de la vida útil de las turbinas, generadores y maquinarias a utilizar en la central. Las tecnologías actuales utilizan los reservorios en circuitos cerrados y equilibrio de extracción reinyección que garantizan su sustentabilidad. Aún cuando, la principal aplicación es la generación de electricidad, también existen usos del calor directos .

Proyecto GeneSys Hannover (I & D más proyecto demostrativo) Producción de Energía Geotérmica a través de

“Sistemas Generados de Energía Geotérmica“ Fracturación hidráulica / activación de fallas en rocas sedimentarias densas + Concepto de perforación única

Desarrollo de la geotermia en el mundo Las tecnologías para producir energía eléctrica desde recursos geotérmicos hoy están probadas como lo demuestran los más de 8.000 MW instalados en el mundo. El riesgo está en las exploraciones del recurso geotermal. EEUU (2.543 MWe) está en el primer lugar de capacidad eléctrica instalada y usos directos de calor (7.817 MWt). Le siguen Filipinas y México en electricidad; y China e Islandia en uso directo del calor. Blue Lagoon Islandia

Primera planta de energía geotérmica,1904 Larderello Italia

Desarrollo de la geotermia en el mundo Planta de energía geotérmica Los Geysers, EEUU

Campo geotermal de Wairakei, Nueva Zelanda

Desarrollo de la geotermia en el mundo Filipinas

México

Indonesia

Italia

Japón

N.Zelanda

2.543

1.931 

953

807

790,5

560,9 

421,3 (1)

202

27,6

Calor

7.817

3,3

164,6

2,3

606,6

413,4

308

1.791

3.687

(MWt)

(8.678

(11 GWh/año)

(12,5 t/h agua caliente, a 50°C prom.

(11 ,8 GWh/año)

(2.098,5 GWh/año)

(1.434 GWh/año)

(1.968 GWh/año)

(6.615 GWh/año)

(12.605 GWh/año)

País

EEUU

Islandia

China

Cap. instalada

Eléctrica (MWe)

GWh/año)

Climatización

(2)

Procesos industriales Agricultura Acuicultura

(3)

Balneario /Turismo

Fuente: International Geothermal Association. http://iga.igg.cnr.it

(1): 7 % de la capacidad instalada total del país (2): 87% de las viviendas del país (3): Peces y otros animales

Realidad Nacional Chile posee alrededor de 300 fuentes de aguas termales conocidas con T° entre 15° y 100°C, que “corresponderían a probables fuentes geotermales en profundidad” Fuente: Sernageomin (Hauser A., 2000)

Geysers El Tatio, Chile

Geysers Puchuldiza, Chile

Realidad Nacional • •

• •

Para conocer el recurso geotermal se utiliza avanzada tecnología que permite reducir los riesgos de perforar la tierra y no encontrar el recurso, riesgo de inversiones. Se realizan tres pasos técnicos básicos: exploración geológica, geoquímica y geofísica con estos se desarrolla un modelo conceptual que permite estimar cual es el tamaño del recurso geotermal bajo la tierra, su profundidad y su temperatura. La fase siguiente son las perforaciones exploratorias para: validar el modelo conceptual y realizar las pruebas de bombeo que permiten dimensionar el recurso, presiones y temperaturas. Finalmente, en la fase de explotación se construyen los pozos de extracción desde los cuales sale el fluido geotermal que se usará para la generación de energía eléctrica.

Sierra Nevada, Chile

¿Sabías que? •

En Chile existen más de 2000 volcanes, 500 conocidos como activos y 60 con registros históricos de erupciones. Estos volcanes actúan como fuentes de calor para calentar las aguas geotermales.

•

El agua que se usa en las plantas geotermales es aquella que se infiltra al interior de la tierra por fracturas, puede permanecer en el interior de la tierra por cientos de años a profundidades que van de cientos de metros a 2 – 3 kilómetros, donde se calienta. Esta agua es independiente de los sistemas de aguas superficiales: ríos, lagos y pozos de aguas subterráneas.

• Existe un recurso de alta entalpía (T del agua > 150°C ) que se utiliza para producir electricidad, otro recurso de media entalpía (90°C < T < 150°C ) y baja entalpía (T del agua < 90°C ) que se usan para usos directos calefacción, piscicultura, agricultura, procesos industriales.

¿Qué es la falla Liquiñe Ofqui? Es una mega falla geológica de cerca de1000 km que se inicia al norte de la localidad de Liquiñe hasta la península de Taitao. A esta estructura se asocia la ubicación de los volcanes y fuentes termales del centro sur de Chile.

Fundación Chile, modificado de A.Hauser

Hervé (1984)

    

Dimensionar el recurso, bajo que modelo? (público / privado) Base legal, como agilizar y regular el otorgamiento de concesiones? Instrumentos de financiamiento, como manejar los riesgos? Regulación ambiental, reducción de impactos/oportunidades? Conocimiento, creación de capacidades diferentes stakeholders?

…….Avances, ENAP – ENEL Centrales Calabozo y Chillán, Centrales entrarán en operación 2011 -2017

Sernageomin Desarrollo de información base del recurso, proyecto de colaboración con Ministerio de Minería (Cooperación Internacional)

Ministerio de Minería Desarrollo base legal (Concesiones) Conflictos sectores productivos

Comisión Nacional de Energía Desempeño y regulaciones ambientales

Creación de capacidades sector público y privado

Además de los recursos geotermales que nos ofrece, la tierra es capaz de almacenar calor del verano para usarlo en el invierno y el frío del invierno para usarlo en verano

Almacenamiento de calor en el acuífero de la ciudad de Neubrandenburg en Alemania

Almacenamiento de calor y frío en el edificio del Parlamento Alemán en Berlín Alemania.

Existe una temperatura uniforme del subsuelo que usan las bombas de calor geotérmicas para calefaccionar las casas y edificios.

Es un creciente mercado que en EEUU tiene más de 1.000.000 de sistemas instalados y en Europa 379.000 sistemas instalados equivalen a 4.531 MWt (1o. Suecia 165.531 unidades con capacidad de 1700 MWt ; 2o Alemania 48.662 unidades con capacidad de 636 MWt).

Gracias Ana María Ruz Directora Programa Energía Sustentable Fundación Chile [email protected]