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Usos de la energía geotérmica en función de su temperatura

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El primer informe de la Plataforma Española de la Geotermia publicado a finales del pasado año y titulado “Análisis del sector de la energía geotérmica en España” nos ofrece información fundamental para profundizar en el conocimiento de la geotermia, un tipo de energía renovable,  almacenada en forma de calor bajo la superficie del terreno y que puede explotarse casi prácticamente en cualquier lugar, tal y como se detalla en el informe.
El documento establece una clasificación de los recursos geotérmicos en base a su temperatura distinguiendo entre:
  • Recursos geotérmicos de alta temperatura, de más de 150 ºC. De ellos se obtienen agua y vapor a muy alta presión y temperatura, por lo que se utilizan preferentemente para generar energía eléctrica. Las centrales geotérmicas en las que se produce electricidad se emplazan habitualmente sobre yacimientos geotérmicos (coincidencia de un acuífero con una zona del terreno que está a alta temperatura), de los que se extrae el agua y el vapor a alta entalpía, que se aprovecha mediante una turbina para generar electricidad. Una vez extraída la energía, el agua se devuelve al yacimiento geotérmico con objeto de asegurar la sostenibilidad y perdurabilidad del mismo. En ocasiones, aunque no exista un acuífero, se puede crear un yacimiento geotérmico inyectando agua en una zona del terreno que esté a alta temperatura, lo que permite aprovechar este recurso geotérmico en muchos lugares donde hasta ahora no era viable, ampliando la explotación de recursos geotérmicos de alta temperatura a áreas geográficas e incluso países en los que no han existido yacimientos geotérmicos convencionales. Esta técnica se denomina geotermia estimulada o sistemas geotérmicos estimulados (EGSEnhanced Geothermal Systems). 
  • Recursos geotérmicos de media-baja temperatura, de entre 30 y 150 ºC. Se utilizan directamente para proporcionar calefacción y agua caliente en pueblos y ciudades, además de en balnearios y otras industrias, especialmente en invernaderos y piscifactorías. Asimismo, en algunos casos pueden emplearse para producción eléctrica (haciendo uso de determinadas tecnologías que permiten generar electricidad a partir de recursos geotérmicos de temperaturas inferiores a las comúnmente explotadas).
  • Recursos geotérmicos someros o de muy baja temperatura, de menos de 30 ºC. Aprovechan tanto el calor que se genera bajo la corteza terrestre, como el calor del sol que se absorbe. Se utilizan principalmente para climatizar, es decir, proporcionar calefacción y refrigeración, además de agua caliente a edificios y viviendas. Su funcionamiento se basa en la temperatura del interior del terreno, que se mantiene constante durante todo el año, permitiendo que el intercambio de calor se produzca en condiciones prácticamente estables en todas las estaciones. El circuito de intercambio subterráneo extrae calor del terreno y con una bomba de calor lo trasmite al edificio en invierno, calefactándolo. Por el contrario, en verano el edificio se refrigera al cederse calor al terrero a través del mismo circuito de intercambio. La bomba de calor, al funcionar sin combustión, no produce humos ni contaminación, es segura y requiere muy bajo mantenimiento.
En función de la aplicación energética que se haga, la energía geotérmica puede clasificarse en dos grandes grupos. Cada una de estas aplicaciones utiliza un tipo de recurso geotérmico diferente:
  • Generación eléctrica y termoeléctrica. La energía geotérmica para generación eléctrica o generación eléctrica y térmica en una misma instalación, aprovecha recursos geotérmicos de alta temperatura (superior a los 100 ºC), que en general se encuentran en forma de fluidos subterráneos calientes, para generar electricidad y cogenerar. Estos recursos habitualmente están disponibles en yacimientos geotérmicos profundos, generalmente por debajo de los 1.500 metros. Este tipo de geotermia se conoce como geotermia profunda y también como geotermia de media o alta entalpía.
  • Generación térmica. La energía geotérmica para usos térmicos –calefacción, refrigeración y ACS (agua caliente sanitaria)– puede obtenerse directamente del recurso geotérmico (por ejemplo de un manantial termal) o bien puede obtenerse al aprovechar la diferencia de temperatura existente entre el subsuelo y el ambiente mediante una bomba de calor y un intercambiador de calor enterrado, pudiendo generar calor y frío indistintamente. Utiliza recursos geotérmicos por debajo de 100 ºC, localizados a profundidades de hasta 1.000 m. Este tipo de geotermia se conoce como geotermia somera, geotermia de baja entalpía en el caso de usos directos y geotermia de muy baja entalpía para el caso de sistemas de intercambio geotérmico.
De acuerdo a lo expuesto, los diferentes tipos de recursos geotérmicos se pueden clasificar en cuatro categorías dependiendo de su temperatura, que será la que determinará sus posibles usos.
 
usos-recursos-geotérmicos
 
En función del recurso disponible y de las aplicaciones geotérmicas existen diferentes tipos de tecnologías para su aprovechamiento, tanto para generación eléctrica como para térmica:
  • Generación eléctrica y termoeléctrica: existen 3 tipos principales de plantas geotérmicas para generación eléctrica y cogeneración en función de las características y naturaleza del fluido geotermal disponible, así como de su profundidad. Algunas de estas tecnologías pueden combinarse entre sí para aumentar el rendimiento del recurso geotérmico que se aprovecha en cada caso. Así, en los últimos años se han visto instalaciones de tipo doble y triple flash, EGS-binario, etc.
gráfico-tecnologías-geotérmicas
 
  • Generación térmica: Los fluidos geotérmicos de media y de baja temperatura pueden ser utilizados para la obtención directa de calor. Cuando la temperatura del recurso geotérmico es inferior a 30 ºC su aprovechamiento para generar calefacción y refrigeración en edificios recurre, en la mayoría de los casos, al uso de bomba de calor. Se han desarrollado diversas tecnologías para aprovechar el calor del subsuelo en función de la accesibilidad al recurso geotérmico. Todas ellas se pueden clasificar en dos tipologías principales: los circuitos abiertos, donde se capta agua de un acuífero para su aprovechamiento; y los circuitos cerrados, en los que se instala un intercambiador en el terreno para el aprovechamiento energético. La siguiente figura recoge estas tipologías y algunos de los principales subtipos.
tipos-intercambiadores-calor
 
 
No obstante, en algunos casos es posible aprovechar directamente el calor del recurso sin pasar por una bomba de calor asociada a un intercambiador geotérmico. A esto se le conoce como geotermia para usos directos y se utiliza tradicionalmente en balnearios, invernaderos y piscifactorías.
 
Un proyecto geotérmico, independientemente de la energía final deseada, siempre presenta las siguientes fases de ejecución:
 
gráfico-fases-ejecución-geotermia
 
En cambio, la duración de las fases sí varía dependiendo del tipo de instalación:
  • Para instalaciones de generación térmica, la realización de las tres fases citadas en la figura anterior puede tardar entre una semana y algunos meses, dependiendo del tamaño de la instalación y de la dificultad de acceso al recurso disponible.
  • En el caso de instalaciones de generación eléctrica, se suelen necesitar de tres a cinco años para desarrollar un proyecto. Además de las fases típicas hay que añadir una fase previa de desarrollo que puede extenderse entre 8 y 12 meses hasta obtener los permisos  correspondientes (de exploración, entre otros) y hacer el primer estudio de viabilidad.

Fuente: Plataforma española de la Geotermia (Geoplat). "Análisis del sector de la energía geotérmica en España"

 
Modificado por última vez enMartes, 26 Enero 2021 13:10
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