Sistema de Estimulación Geotérmica Mejorada

Sistema de Estimulación Geotérmica Mejorada

El Sistema de Estimulación Geotérmica Mejorada (EGS) es un proceso también llamado “rocas calientes fracturadas geotérmicas profundas”.

Todavía en experimentación, su principio es crear artificialmente un depósito geotérmico en un macizo cristalino, que lo diferencia de las plantas de energía geotérmica actuales.

A una profundidad de más de 3 km, el agua inyectada en la roca de presión se calienta en contacto con la roca fracturada y luego se utiliza para producir electricidad.

El calor geotérmico explotado aquí se origina (en un 90%) a partir de la desintegración radiactiva de las rocas profundas. Este calor emitido varía con  la composición química de las rocas  (por ejemplo, es aproximadamente tres veces mayor para granitos como basaltos) y de acuerdo con  la edad de las rocas, que es el más alto gradiente geotérmico en plataformas juveniles, tales como en Francia o en el sur de Europa. En estos sitios, las rocas cristalinas alcanzan temperaturas de aproximadamente 200 °C a profundidades de entre 4 y 6 kilómetros.

Funcionamiento técnico o científico del Sistema de Estimulación Geotérmica Mejorada

Producción de agua geotérmica

  • Primero se hace un pozo para alcanzar la profundidad objetivo.
  • Luego, las inyecciones hidráulicas presurizadas, también llamadas “estimulaciones”, se realizan en rocas secas calientes o en rocas que contienen agua. Éstas, permiten crear fracturas o ampliar discontinuidades preexistentes, lo que mejora la permeabilidad de la masa cristalina
  • Una segunda perforación (o varias) permite establecer un flujo continuo de agua entre el pozo de inyección y el pozo de producción. El agua inyectada se calienta a través de las fracturas para luego recuperarse a la superficie mediante termosifón o bombeo.
  • Como esta circulación de agua está bajo presión, el agua sobrecalentada permanece en la fase líquida y no se vaporiza.

Generación de electricidad

En la superficie, el agua geotérmica alimenta una planta de ciclo de fluido binario:

  • El agua geotérmica, a través de un intercambiador, cede su calor a un fluido (llamado fluido de trabajo) que se convierte en vapor. Bajo presión, impulsa la turbina (vapor) para producir electricidad.
  • El fluido de trabajo se condensa luego que está en contacto con un circuito de agua. El líquido así obtenido se devuelve al intercambiador de calor por bombeo, para realizar un nuevo ciclo. Se dice que el fluido de trabajo evoluciona en un circuito cerrado.
  • El agua geotérmica enfriada se reinyecta profundamente después de pasar a través del intercambiador de calor.

 Sistema de Estimulación Geotérmica Mejorada

 

Factores importantes:

La ventaja del sistema de estimulación geotérmica mejorada es que puede implementarse en áreas geográficas menos limitadas que las actuales plantas geotérmicas de alta temperatura, generalmente ubicadas en regiones volcánicas.

Sus puntos fuertes son permitir la producción de electricidad sin emisiones de CO2, con una fuente de energía renovable que no depende de las condiciones atmosféricas y climáticas.

Sin embargo, para garantizar la rentabilidad de una instalación de este tipo de sistema de estimulación geotérmica mejorada, es necesaria la venta de exceso de calor, además de la producción de electricidad (es entonces la cogeneración).

Por lo tanto, es necesario tener cerca de un gran consumidor de calor, como una red de calefacción urbana. Especialmente para producir electricidad con un rendimiento aceptable (altas temperaturas), la perforación profunda es esencial. En consecuencia, son costosos.

Además, la operación de una planta de energía geotérmica por la técnica EGS puede generar molestias ambientales. De hecho, las operaciones de estimulación (inyección de masas de agua a alta presión) van acompañadas de una actividad microsísmica.

Los estudios científicos deben aclarar y comprender mejor esta sismicidad inducida, este fenómeno va en detrimento del desarrollo.

De hecho, la actividad micro-sísmica puede provocar un rechazo del dispositivo por la población local.

A largo plazo, las tecnologías de energía geotérmica estimulada podrían utilizarse para desencadenar una actividad sísmica.

Instalaciones

Éste tipo de energía se podría aprovechar como energía eléctrica gracias a las nuevas tecnologías. En efecto existen unas 500 centrales en todo el mundo que actualmente aprovechan dichos sistemas. Sin embargo, a pesar del enorme potencial que tiene España no tiene ninguna instalada.

Actualmente solo existe una estación de sistema de estimulación geotérmica mejorada conectada a la red, la de Soultz-sous-Forêts en Francia.

La planta de energía geotérmica en Soultz-sous-Forêts (Francia) es el programa de investigación de tecnología EGS más avanzado del mundo. Este piloto científico, entró en operación desde junio de 2008, incluye 3 pozos profundos de 5.000 metros y una planta de energía fluida binaria con una capacidad de 5 a 6 MW.

El resto de estaciones EGS son experimentales y se encuentran en países como EE. UU., Australia y Japón, el resto de las centrales geotérmicas actuales se ubican en zonas específicas donde la Tierra  produce anomalías térmicas y presencia de agua caliente a poca profundidad.

Zona de presencia o aplicación

En Europa, habría 125 000 km² con características geológicas y térmicas favorables para la implementación de esta tecnología.

Varios proyectos de sistema de estimulación geotérmica mejorada están bajo estudio:

  • Petraterm, una empresa australiana que desarrolla esta tecnología en Australia, está interesada en Cataluña y la región de Madrid.
  • En Toscana, los últimos pozos en Larderello, el sitio de la planta geotérmica más antigua del mundo (1904), se beneficiaron de la tecnología EGS.
  • Se llevó a cabo un proyecto de EGS en Landau (Alemania), a pocos kilómetros de Soultz-sous-Forêts y en la cuenca de Eger en la frontera con la República Checa.
  • En Hungría, los pozos petroleros viejos se están reabriendo para estimularlos.

España y el Sistema Geotérmico Estimulado

España en este tipo de energía tiene un gran potencial, según un estudio publicado recientemente por la revista Renewable Energy donde pone de manifiesto, una vez más, la capacidad de España para disminuir la producción de las energías fósiles y diversificar sus fuentes energéticas de forma limpia.

De acuerdo a la información suministrada por especialistas, si sumamos las energías producidas por los combustibles fósiles, la nuclear y la renovable, los 700 GW eléctricos que indica el estudio representan unas cinco veces la actual potencia eléctrica instalada en España.

Incluso si se limita el cálculo para el aprovechamiento hasta los 7 primeros kilómetros de profundidad, el potencial sería de 190 GW; y entre los 3 y 5 km sería 30 GW.

Y aunque este valor es menor, en España sería aproximadamente de 3,2 GW, parece poco, pero es el equivalente a tres centrales nucleares.

Pero son cálculos estimados con mucho positivismo considerando las profundidades de las que estamos hablando. 

Si solamente se contabiliza la energía que se podría obtener si se aprovechara el flujo que llega hasta la corteza, se consideraría como otro potencial, conocido como sostenible.

En España las zonas con un mayor potencial geotérmico serían:

  • Galicia,
  • el Sistema Central (cordillera)
  • el noroeste de Castilla y León,
  • Cataluña y Andalucía, debido a la fricción entre las placas del zócalo y la cantidad de materiales graníticos.

 

El futuro del desarrollo de la energía geotérmica de alta temperatura por estimulación estará condicionado por su rentabilidad económica. Actualmente, el sistema es costoso y requiere perforación a gran profundidad en un entorno aún poco conocido.

Según las previsiones pasadas, para el año 2015, el precio del kWh eléctrico producido por ésta tecnología era de aproximadamente 8 céntimos de euro, sin embargo, el despliegue industrial de esta tecnología, no está planificado sino hasta 2020-2030.

 

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