ANÁLISIS DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA EN LA LUCHA CONTRA EL FRIAJE Y HELADAS

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Breve historia de la energía geotèrmica

Las primeras civilizaciones, unos 3,500 años antes de Cristo, apreciaban la pràctica de los baños termales…pero fueron los griegos, y posteriormente, romanos los que dejaron numerosos ejemplos de la aplicaciòn de la energìa geotèrmica en la calefacciòn urbana y en las tradicionales termas y baños pùblicos, que se convirtieron en grandes centros de ocio, salud y negocio. Las termas de Caracola, en Roma tenìan un aforo para 1,600 personas. los romanos difundieron su uso por todo el imperio, extendièndose con el paso del tiempo a Japòn, Amèrica y Europa.


Acantilado de más de 200 mtrs de altura con manantiales de aguas termales en Pamukkale (Turquìa)

En el siglo XX, el uso de la energìa geotèrmica se incrementa, arrastrado por las necesidades cada vez màs elevadas de energìa para abastecer a la civilizaciòn moderna. En Larderello, Italia, 1904, se diò el primer paso de generaciòn de energìa elèctrica a partir de energìa geotèrmica.


Primera instalaciòn de energìa geotèrmica, en Larderello, Italia, 1904.

Oimiakón, el pueblo más frío del mundo

El pueblo de Oimiakón en Rusia es visitado al año por alrededor de 300 y 400 turistas, ¿la razón?, quieren conocer el lugar habitado más frío del mundo.
Este pequeño pueblo con 920 habitantes ostenta el título del pueblo más frío del planeta, pues en invierno alcanza temperaturas de hasta 50 grados bajo cero…
Aunque esta temperatura es sumamente elevada, no es la que mayor registro tenga, pues en 1924, Oimiakón alcanzó los menos 71.2 grados centígrados.


Pueblo de Oimiakón en Rusia

La gente que vive ahí no lleva una vida normal, los niños solo pueden jugar fuera de casa 20 minutos, y para llevar un poco de calor a los hogares, el poblado cuenta con una central térmica que abastece a todo el pueblo de calor las 24 horas.

Los automóviles, por ejemplo, no se pueden quedar a la intemperie, pues los motores de los vehículos dejan de funcionar cuando el termómetro marca los menos 20 grados, por lo que se necesitan garajes especiales con calefacción para guardar los coches.


Pueblo de Oimiakon en Rusia

Pensar en un sistema de drenaje para llevar agua potable a los hogares es imposible, pues debido a las bajas temperaturas, los tubos se rompen, por lo que ningún hogar en el poblado cuenta con este servicio.Clic aquí para ver vídeo.


Pueblo de Omiakón en Rusia

Centrales Geotérmicas en Rusia  ¿Quien la produce?

Geotermia

Es una palabra de origen griego, deriva de “geos” que quiere decir tierra, y de thermos que significa calor: el calor de la tierra. Se emplea indistintamente para designar tanto a la ciencia que estudia los fenómenos térmicos internos del planeta como al conjunto de procesos industriales que intentan explotar ese calor para explotar energía eléctrica y/o calor útil al ser humano.


Estructura interna de la tierra

Energía Geotérmica

Es la energía almacenada en forma de calor por debajo de la superficie sólida de la tierra.


Geiser en Yellowstone


Geiser en actividad en USA

Aplicaciones de la Energía Geotérmica


Ventajas y desventajas de la energìa geotèrmica

Ventajas

  • Energìa limpia. Las plantas geotérmicas no queman combustibles fósiles, no producen humos, ni residuos tóxicos.
  • Renovable. Las plantas geotérmicas generan toda su electricidad a partir de un recurso autóctono y renovable, que se regenera constantemente por procesos naturales en el subsuelo.
  • Contínua. Las plantas geotérmicas por lo general funcionan con continuidad durante más del 90% del tiempo.
  • Eficiente. En comparación las tasas típicas de operación de otras energías renovables son del 32% para las plantas eólicas y del 24% para la energía solar.
  • Viable. Las plantas geotérmicas pueden instalarse y operar con éxito también en entornos ambientalmente sensibles.
  • Energìa potencialmente exportable.
  • Ecònomico en el largo plazo

Desventajas

  • Escasa difusiòn e interès para su explotaciòn

Variabilidad de los costos de instalaciòn dependiendo de la profundidad de las excavaciones y la demanda de energía a generar.

¿Dónde está la energía geotérmica?

Muchas regiones en todo el mundo tienen acceso a recursos geotérmicos, especialmente los países a lo largo de la gran faja volcánica conocida como “Cinturón de Fuego” que bordea el Océano Pacífico y otras áreas coincidentes con zonas volcánicas y márgenes activos de placas tectónicas.

Límites de placas tectónicas

América Nor-Occidental y América del Sur, el Caribe, Filipinas, Nueva Zelanda, Indonesia, Islandia, el “Valle del Rift” africano.

Investigaciòn de recursos geotérmicos de muy baja temperatura

Reúnen 2 caracterìsticas fundamentales:

  1. Se encuentra debajo de cualquier terreno de cualquier lugar habitado del planeta pròximo a la superficie.

2. Su aprovechamiento està supeditado al uso forzoso de bombas de calor geotèrmicas.

Debido a estas características, son los que mejor se adaptan al uso de viviendas unifamiliares y de edificios de pequeñas o grandes dimensiones.

Estas instalaciones se agrupan en:

  1. Colectores horizontales enterrados
  2. Sondas geotèrmicas
  3. Sondeos de captaciòn de agua someros
  4. Cimientos geotérmicos

Colectores horizontales enterrados

Con tan sólo una capa superficial de suelo de 0.8 m de espesor es posible enterrar unos colectores horizontales, tubos de polietileno de 25 a 40 mm de diámetro, por los que circula agua con un anticongelante que, conectados a una bomba de calor geotérmica pueden satisfacer las necesidades de calefacción de una vivienda familiar de tipo medio , alrededor de 150 m2 .



Red de captadores horizontales antes de ser enterradas. (Fuente: Site Géothermie-Perspectives de L’ADEME el du BRGM)

Sondas geotèrmicas

Si la capa de suelo no tiene espesor suficiente, si la superficie disponible para enterrar los colectores horizontales es insuficiente, si existen canalizaciones en el subsuelo, o si la demanda energética es mayor que la que pueden proporcionar los colectores horizontales, siempre se podrán colectores de calor en posición vertical en el interior de uno o varios sondeos, con profundidades que pueden ir desde cerca de 20 m hasta más de 100 m, y diámetros de perforación de tan sólo 10 cm a 15 cm. Estos dispositivos reciben el nombre de sondas geotérmicas.


Sonda geotérmica vertical

Sondeos de captaciòn de agua someros

Si la permeabilidad del terreno es suficientemente elevada puede recurrirse a explotar la capa freática mediante dos sondeos, uno de producción, con una bomba sumergida que conduce el agua a la bomba de calor para, una vez extraída su energía y enfriada, ser devuelta a la capa freática por un pozo de reinyección, o ser vertida a un cauce fluvial.


Esquema para calefacción de una casa familiar utilizando sondeos de captación de agua en capa freática (Fuente: Cattin, S. Infos-Geothermie N°4° Suisse energie. 2002)

Cimientos geotérmicos

Cuando en una excavación, porque es necesario para asegurar la estabilidad de los terrenos circundantes, o por que un suelo no tiene suficiente resistencia para soportar las cargas de una estructura mediante cimentaciones superficiales, se emplean pilotes, pantallas subterráneas, muros de contención o losas fabricadas con hormigón armado, que se hincan en el terreno, generalmente a nivel de la capa freática, a profundidades comprendidas entre 10 y 40 m.


Sistema de pilotes energéticos para calefacción y climatización. (Fuente: Infos-Geothermie n°1 Suisse énergie. 2001)

¿Porqué Energía Geotérmica?

  • La energía geotérmica no es intermitente o impredecible y se puede producir de forma confiable y constante, contribuyendo como una típica “carga base” en los sistemas de generación eléctrica
  • El proceso de generación es limpio – los siguientes componentes son muy bajos o ausentes

Óxidos Nitrosos
Óxidos de Azufre
Partículas
CO2

  • Se caracteriza por impactos ambientales limitados
  • No ocupa mucho terreno
  • Es una energía renovable – sin costos para combustibles y se alimenta naturalmente con continuidad

Bajo Riesgo Tecnológico – plantas en operación por más de 100 años

CUADRO COMPARATIVO DE ENERGÍAS RENOVABLES

¿Qué es el costo nivelado de la energía?

El modelo de costo nivelado, se encarga de explicar las diferencias entre las distintas tecnologías mediante la conversión en una cifra de precio estándar de la energía conocida como megavatio-hora MWh. Este precio sería la cantidad de dinero que debería paga un comprador de la energía al propietario de la central eléctrica para recuperar sus costos y obtener un margen de ganancia.

Costo nivelado de la energía en Chile año 2011

Costo nivelado de la energía en Chile  proyección año 2020

Costo nivelado de la energía en Chile  proyección año 2030

Costo nivelado de la energía en Chile  con captura y almacenamiento de carbono CCS

Capacidad del poder geotérmico internacional al 2013

Capacidad de operación de poder geotérmico por país

En total, el mercado geotérmico mundial alcanzó los 13,3 GW (gigavatios) de potencia instalada repartida entre un total de 24 países. Pero a finales de año había 12,5 GW de proyectos en desarrollo que supondrán importantes adiciones de capacidad  a través de 700 a 750 proyectos repartidos entre 82 países.
Se espera que en catorce de estos  82 países se pongan en marcha 2 GW de nueva potencia en los próximos 3-4 años en base  a una lista de proyectos en construcción ligados a acuerdos de compra de energía a largo plazo (PPA). Según los últimos informes, se prevé que el mercado mundial llegue a los 18,4 GW en 2021.

De acuerdo con la recopilación de datos de la Asociación de Energía Geotérmica (GEA), hay más de 200 GW de potencial hidrotérmico convencional disponible a nivel mundial en base al conocimiento y la tecnología actuales. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) llegó a más o menos a la misma conclusión. Por lo tanto, las comunidades y los gobiernos de todo el mundo sólo han aprovechado el 6-7% del potencial mundial total de energía geotérmica.

Capacidad en desarrollo por país o territorio


En toda América Central y del Sur la geotérmica está creciendo. El Salvador planea alcanzar una cuota del 40% de energía geotérmica en su mix energético a finales de 2019 y va por el buen camino para lograr su objetivo. Chile ha puesto en operación su primera planta de energía geotérmica en Cerro Pabellón. Costa Rica ha asegurado una línea de crédito de 500 millones de dólares de la Agencia Japonesa de Cooperación Internacional (JICA) para añadir hasta 165 MW de capacidad de generación de energía geotérmica en los proyectos de Pailas y Borinquen , y Nicaragua ha ampliado los incentivos para las energías renovables en 2015 para alcanzar su objetivo del 90% de renovables para el 2020.

Los más grandes complejos Geotérmicos del mundo


Complejo Geotérmico The Geysers.  1.808 MW. Estados Unidos

Situado a unos 116 kilómetros al norte de San Francisco, California, se compone de 21 plantas de energía que la convierten en la instalación geotérmica más grande en el mundo. El complejo cuenta con una capacidad instalada de 1.808 MW y una capacidad de producción activa superior a los 1.000 MW trabajando sólo al  63% de su capacidad de producción. Calpine Corporation es propietaria de un total de 19 plantas de energía en el complejo, …


Complejo Geotérmico Cerro Prieto. 820 MW. México

Con 820 MW de potencia instalada, la Central de Energía Geotérmica Cerro Prieto situada en el sur de Mexicali, en Baja California al norte de México, es la segunda mayor instalación geotérmica en el mundo. La planta de energía, al igual que todos los otros campos geotérmicos en México, se encuentra en propiedad y operada por la eléctrica pública Comisión Federal de Electricidad (CFE).

Fuente: https://elperiodicodelaenergia.com/las-10-mayores-plantas-geotermicas-del-mundo/

Costo vs Utilidad Neta de Energía Eólica en México

Costo vs Utilidad Neta de Energía Eólica en México

  • Los resultados obtenidos muestran evidencia que el negocio de generación de energía eléctrica es altamente rentable para las empresas trasnacionales que se han instalado en la zona del istmo de Tehuantepec. Para el ejemplo de cálculo considerado, que corresponde a una de las tarifas más bajas de venta de electricidad al público, el costo de producción eléctrica de un aerogenerador va de 25% al 27% de la utilidad bruta, por lo que la utilidad neta para la empresa será de 73% a 75% del total, para el caso de una aerogenerador de 2MGwh de capacidad.

Conclusiones

  1. No estamos descubriendo una nueva tecnología. La energía geotérmica, ha existido casi desde inicios de la historia de la humanidad.
  2. Rusia es uno de los países que ha logrado enfrentar con relativo éxito en su lucha contra el friaje.
  3. Sin embargo; existen otros países que también han logrado desarrollar tecnologías, limpias y eficientes y de bajo costo en el largo plazo. Caso USA, Filipinas, Indonesia, y México.
  4. Estamos frente a una clara tendencia, de crecimiento del uso de la energía geotérmica, que se viene desarrollando de forma consistente el los países que lo vienen aplicando.

Recomendaciones

  1. Declarar en emergencia las zonas afectadas de nuestro país, y formar comisiones de trabajo de corto, mediano y largo plazo, a fin de desplegar de la mejor forma los recursos, destinados a afrontar los objetivos que nos han sido encomendados.
  2. Evaluar y/o redefinir nuestros objetivos secundarios con la finalidad de poder trabajar objetivos que consideremos realizables, definiendo indicadores que podamos monitorear en el transcurso del tiempo.
  3. Los indicadores, deben ser definidos en términos de corto, mediano y largo plazo.
  4. No perder de vista, el objetivo de la lucha frontal contra la pobreza.



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