El origen de la Energía Geotérmica

El origen de la energía geotérmica
Celestino García de la Noceda Márquez
Instituto Geológico y Minero de España
c.garcia@igme.es
Alicante, 24 de febrero de 2016
Jornada sobre
Geotermia en la provincia de Alicante

Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
Geoter…mi……
geo térmica
en España…?
en Alicante…?

Las aguas
termales y los balnearios
Larderello (Italia), 1904:
primera experiencia de
producción de electricidad
El hombre
primitivo:
las cavernas

Energía geotérmica en amplio sentido:
la energía calorífica contenida
en el interior de la Tierra
> 5000 °C
> 3000 °C
> 1000 °C
~ 30 °C/km
> 5000 °C
> 3000 °C
> 1000 °C
~ 30 °C/km

El calor del globo
Flujo y gradiente geotérmico:

Tectónica de placas y geotermia:

 Cobertera
 Almacén permeable
o Base impermeable
o Fluido
 Foco de calor
La geotermia clásica:
Energía de base disponible las 24 horas
del día, durante los 365 días del año

Tipos de yacimientos geotérmicos:
Tipo de yacimiento Rangos de temperatura Uso principal
Baja entalpía
(temperatura)
Almacenes
sedimentarios
profundos
< 100º C Usos directos
Zonas
intramontañosas
o volcánicas
Media entalpía
(temperatura)
100º C < T < 150º C
Electricidad ciclos binarios
Uso combinado
Alta entalpía
(temperatura)
> 150º C Electricidad
Recursos geotérmicos convencionales. Sistemas hidrogeotérmicos

Yacimientos geotérmicos de baja
entalpía: uso directo del calor –
calefacción
Yacimientos geotérmicos de
alta entalpía: producción de
electricidad

Inventario general de manifestaciones
geotérmicas en el territorio nacional
1975

Inventario general de manifestaciones
geotérmicas en el territorio nacional
Mapa de evaluación de las áreas de
mayor interés geotérmico en España
1975

Geotermia
convencional
Rangos de
temperatura
Uso principal
Baja temperatura
Almacenes
sedimentarios
profundos < 100º C
50-130º C
Usos directos
Zonas
intramontañosas
o volcánicas
Media temperatura
100º C < T < 150º C
120º C < T < 200º C
130º C < T < 220º C
Electricidad ciclos binarios
Uso combinado
Alta temperatura
> 150º C
> 200º C
> 220º C
Electricidad
Recursos geotérmicos convencionalesNuevos recursos y tecnologías geotérmicas

Nuevos recursos y tecnologías geotérmicas
Tecnología
Almacenes
geotérmicos
Temperatura ºC Permeabilidad Uso
Bomba de calor
Muy baja
temperatura
< 50
Muy baja
Usos directos
Suficiente-alta
Geotermia
convencional
Baja temperatura 50-120 Suficiente - alta Usos directos
Media temperatura 120-200 Suficiente - alta
Usos directos +
electricidad
Alta temperatura >200 Suficiente - alta Electricidad
Nuevas tecnologías
Roca caliente seca
HDR
>200 Nula Electricidad
Sistemas
geotérmicos
estimulados EGS
Diversas
temperaturas
Baja
Electricidad
Usos directos
Yacimientos
supercríticos
>350 Suficiente - alta
Electricidad
Hidrógeno

Recursos Geotérmicos Convencionales
Recursos geotérmicos convencionales

Yacimientos geotérmicos de media y alta entalpía:
producción de electricidad (1)

Tipos de plantas geotérmicas:
- Plantas de vapor seco
- Plantas flash
- Plantas binarias
Turbine Generator
Steam
Condensed Steam
(Water)
SeparatedWater
Steam
Condensed
Steam
(Water)
Hot
Water
Turbine
Generator
Flash
Tank
Binary
Vapor Turbine
Generator
Binary Liquid
Heat Exchanger
Cooled
Water
Hot
Water

Producción electrica de origen geotérmico en 2010 (Bertani)

Yacimientos geotérmicos de baja entalpía:
uso directo del calor – calefacción (1)
Curva de
demanda:

Uso en cascada:

Recursos geotérmicos someros
Recursos Geotérmicos Someros

Recursos geotérmicos de muy baja entalpía (1):
• Propio subsuelo poco profundo
• Acuíferos someros y otros (minas, túneles,…)
•uso de bomba de calor
•temperaturas estables debidas
al calor geotérmico
•diferentes esquemas

• Propio subsuelo poco profundo:
temperaturas estables debidas al
calor geotérmico
Royal Edinburgh Observatory, media 1838-1854
Datos de Everett, 1860
Tomado de Sanner, proyecto Groundhit
Sondeo al sur de Wetzlar
Tomado de Sanner
Tomado de Sanner

• Propio subsuelo poco profundo:
diferentes esquemas
Esquemas verticales:
Esquemas horizontales:

Almacenamiento de calor en el subsuelo
o en acuíferos someros:
• Fuerte incremento de las necesidades de refrigeración
• La bomba de calor permite el uso reversible frío-calor

Intercambiadores tierra-aire en la renovación de aire:
pozos provenzales y técnicas emparentadas
Bioclimatizadores

Sistemas geotérmicos estimulados
Sistemas Geotérmicos Estimulados

Yacimientos de roca caliente seca:
(HDR)

El desarrollo de una tecnología:
EGS
Enhanced Geothermal Systems
Engineered Geothermal Systems

La idea básica de los sistemas HDR-EGS.
Comparación con los sistemas geotérmicos convencionales

• Roca caliente seca
• Sistemas geotérmicos estimulados
Pruebas en Soultz. Julio 2005
Yacimientos geotérmicos de alta temperatura y
muy baja o nula permeabilidad: Producción de electricidad

Años 1970-73: La primera experiencia de HDR
la lleva a cabo Los Alamos National Laboratory
at Fenton Hill, en el borde occidental de Valles
Caldera en New Mexico.
Yacimientos de roca caliente seca.
Las primeras experiencias:
Año 1977: experiencia europea en Cornwall
Año 1980: experiencias en Hijiori, etc (Japón)
Año 1986: experiencia europea en Soultz

Estimulación:
Incremento de la
productividad

EGS: de la idea a
la demostración

El informe del MIT (año 2006):
• No es intermitente
• Alcanzable en casi todo el territorio
• Prácticamente sin impacto ambiental
• Tecnología disponible para producir
grandes cantidades de energía eléctrica
• Costes competitivos en una generación

Tecnologías para el aprovechamiento de
recursos geotérmicos de media entalpía y de
sistemas geotérmicos estimulados:
• Nuevos ciclos (Kalina, ...)
• Mayores rendimientos
• Menores temperaturas
Central binaria de Húsavík,
al norte de Islandia.
Planta de demostración de
2 MW usando agua a 124ºC
para producir electricidad.

Aplicaciones de la energía geotérmica
Diferentes recursos: distintos
usos de la energía geotérmica:

Características y ventajas de la geotermia:
• Energía gestionable. Disponible 24 horas y 365 días al año
• Respetuosa con el medio ambiente
• Permite un aprovechamiento sostenible
• Importante inversión inicial y bajos costes de mantenimiento
• Costes finales competitivos
• Riesgo geológico minimizable
• Tecnología altamente eficiente en calefacción/climatización
• Recurso autóctono

Posibilidades de la energía geotérmica en España:
En recursos de muy baja temperatura
Para viviendas unifamiliares
Para bloques de viviendas o edificios públicos
Climatización (frío-calor) y a.c.s.
Posibilidad de almacenamiento de calor
En recursos de baja temperatura
Para bloques de viviendas (calor de distrito)
En recursos convencionales de media y alta temperatura
Producción de electricidad
Con posibles aplicaciones complementarias en
baja temperatura (usos directos del calor)
Con tecnología de EGS?
En campos de roca caliente seca (EGS)
Producción de electricidad

Recursos geotérmicos
Alicante, 24 de febrero de 2016
Muchas gracias por su atención
c.garcia@igme.es

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