Central xeotérmica

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta
Países con centrales xeotérmiicas en funcionamientu o en desenvolvimientu

Una central xeotérmica ye una instalación onde se xenera lletricidá por aciu enerxía xeotérmico. Anguaño 24 países tienen en funcionamientu centrales xeotérmiicas, con una capacidá total instalada de 12,8 GW.[1] Los trés primeros productores mundiales son Estaos Xuníos (3525 MW, 27,5 %), Filipines (1915 MW, 15 %) y Indonesia (1380 MW, 10,8%).[1] Los países que xeneren siquier un 15 % de la so demanda añal de lletricidá por aciu centrales xeotérmiicas son Kenia —con un 51 % del total nacional, la proporción más alta del mundu—,[2] Islandia —con un 29 %—,[3] El Salvador, Filipines y Costa Rica.[ensin referencies]

La enerxía xeotérmico ye anovable yá que la so tasa d'estracción ye pequeña en comparanza col calor de la Tierra.[4] La emisión de gases d'efectu invernaderu ye de 45 g de dióxidu de carbonu de media, menos del 5 % que les de les centrales de carbón.[5] Sicasí, el so aprovechamientu ta llindáu a determinaes zones xeográfiques. Aun así, la Asociación d'Enerxía Xeotérmiica estima qu'anguaño solo s'aprovecha'l 6,5 % del potencial mundial d'enerxía xeotérmico, teniendo en cuenta la conocencia y la teunoloxía actuales.[1]

Historia y desenvolvimientu[editar | editar la fonte]

Nel sieglu XX, la demanda de lletricidá llevó a la considerancia de la enerxía xeotérmico como una posible fonte de xeneración. Piero Ginori Conti probó'l primer xenerador xeotérmico el 4 de xunetu de 1904 en Larderello, Italia, que consiguió encender con ésitu cuatro bombilles.[6] En 1911 construyir nesi mesmu llugar la primer central xeotérmica comercial. Nos años 20 construyéronse xeneradores esperimentales en Beppu, Xapón, y en The Geysers, California, pero Italia foi l'únicu productor de lletricidá xeotérmico a escala industrial hasta 1958.

Enclinos nos cinco primeros productores mundiales de lletricidá xeotérmico, 1980-2012 (US EIA)
Capacidá eléctrica xeotérmica mundial. La llinia colorada representa la capacidá instalada, ente que la llinia verde representa la producción real.

En 1958, Nueva Zelanda convertir nel segundu mayor productor industrial de lletricidá xeotérmico cuando se construyó la so central de Wairakei. Foi la primer central del mundu n'utilizar la teunoloxía de vapor de rellumu.[7]

En 1960, Pacific Gas and Electric empezó a operar la segunda central xeotérmica del mundu en The Geysers, California.[8] La turbina orixinal duró más de 30 años y producía 11 MW de potencia neta.[9]

La central de ciclu binariu probar por primer vegada en 1967 en Rusia, y darréu foi utilizada polos Estaos Xuníos en 1981,[8] tres les crisis del petroleu de 1973 y 1979 y cambeos significativos nes polítiques de regulación. Esta teunoloxía dexa l'aprovechamientu de temperatures muncho más baxes que les utilizaes hasta entós. En 2006, una central xeotérmica de ciclu binariu entró en serviciu en Chena Hot Springs, Alaska, produciendo lletricidá por aciu un fluyíu a una temperatura récor de solu 57 °C.[10]

Les centrales xeotérmiicas solo construyéronse hasta apocayá tiempu en llugares onde les altes temperatures atopábense cerca de la superficie. El desenvolvimientu de les centrales de ciclu binariu y les meyores nes teunoloxíes de perforación y estracción van poder dexar el so usu en zones xeográfiques muncho más amplies.[11] Esisten proyeutos de demostración operativos en Landau-Pfalz, Alemaña, y Soultz-sous-Forêts, Francia. Una central construyida enantes en Basilea, Suiza, tuvo que cerrase en provocando terremotos. Esisten tamién otros proyeutos de demostración en construcción anguaño n'Australia, Reinu Xuníu y Estaos Xuníos.[12]

La eficiencia térmica de les centrales xeotérmiicas ye baxa, d'aprosimao'l 7-10 %,[13] yá que los fluyíos xeotérmiicos atopar a baxo temperatura comparada col vapor. Por cuenta de les lleis de la termodinámica, esta baxa temperatura llinda'l rendimientu de los ciclos a la d'estrayer enerxía útil. El calor d'escape se desperdicia, sacantes que pueda reutilizase direuta y localmente, por casu n'invernaderos, aserradero o pa calefacción d'instalaciones. La eficiencia del sistema nun afecta a los costos d'operación tantu como lo fadría col carbón o otru combustible fósil, pero afecta a la viabilidá de la central. Pa producir más enerxía de la que peracaben les bombes, ríquense altes temperatures y ciclos termodinámicos especializaos.[ensin referencies] Puesto que la enerxía xeotérmico nun depende de fontes d'enerxía variables, a diferencia de la enerxía eólica o cortil, por casu, la so factor de planta pue ser bien alto, d'hasta'l 96 % según demostróse.[14] Sicasí, el factor de planta global en 2008 foi del 17,5 %, según l'IPCC.[15]

Recursos[editar | editar la fonte]

Diagrama de enhanced geothermal system:
1: Depósitu de agua, 2: Sala de la bomba 3: Intercambiador de calor 4: Sala de la turbina 5: Pozu de producción 6: Pozu de inyección 7: Agua caliente pa calefacción 8: Sedimentos porosos 9: Pozu de observación 10: Roca firme cristalina

El conteníu de calor de la Tierra ye aproximao 1031 xunetos.[16] Esti calor flúi de forma natural escontra la superficie por conducción a un ritmu de 44,2 TWError de cita: Etiqueta <ref> non válida; nomes non válidos (p.ex. demasiaos) y reponse a un ritmu de 30 TW por desintegración radiactiva.[4] Estes velocidaes son más del doble del consumu actual de enerxía primaria de la humanidá, pero la mayoría ye demasiáu difusu —aprosimao 0,1 W/m² de media— como p'aprovechase. La corteza terrestre actúa como una gruesa capa aislante que tien de ser furada por tuberíes —o magma, agua, etc.— pa dexar la emisión del calor del interior.

La xeneración de lletricidá rique altes temperatures que solo pueden venir de zones fondes. El calor tien de ser tresportáu hasta la superficie por aciu conductos magmáticos, agües termales, circulación hidrotermal, pozos petrolíferos, pozos d'agua o una combinación de toos ellos. Esta circulación puede producise naturalmente cuando la corteza ye fina: los conductos magmáticos tresporten el calor hasta la corteza y les agües termales lleven el calor a la superficie. Si nun esisten agües termales, tien de furase un pozu sobre una capa freática caliente. Llueñe de les zones de confluencia de plaques teutóniques, el gradiente xeotérmico ye de 25-30 °C por kilómetru de fondura na mayor parte del mundu, polo que los pozos tendríen de tener dellos kilómetros de fondura pa dexar la xeneración eléctrica.[16] La cantidá y calidá de los recursos recuperables aumenta cola fondura de perforación y cola proximidá a los cantos de placa.

Na tierra que ta caliente pero ensuga, o onde la presión de l'agua nun ye afecha, la inyección de fluyíu puede aguiyar la producción. Los desarrolladores taladren dos furacos nun sitiu candidatu pa la estracción y ruempen la roca por aciu esplosivos o agua a alta presión. Dempués bombien agua o dióxidu de carbonu licuado por un pozu y sale pol otru en forma gaseosa.[11] Esta técnica conozse como hot dry rock (HDR) n'Europa y enhanced geothermal systems (EGS) en Norteamérica. Por aciu ella taría disponible un potencial enerxéticu enforma mayor que col aprovechamientu convencional de les capes freátiques naturales.[11]

Les estimaciones sobre la capacidá potencial de xeneración eléctrica por aciu enerxía xeotérmico varien dende 35 hasta 2000 GW, dependiendo de la escala de les inversiones.[16] Esto nun inclúi la enerxía xeotérmico que nun se tresforma en lletricidá, como por casu por aciu cogeneración, bombes de calor xeotérmico o otros usos direutos. Un informe de 2006 del Institutu Teunolóxicu de Massachusetts, qu'inclúi'l potencial de los sistemes EGS, envaloró qu'una inversión de 1000 millones de $ pa investigación y desenvolvimientu mientres los próximos 15 años dexaría la creación de 100 GW de capacidá eléctrica xeotérmica pa 2050, solo nos Estaos Xuníos.[11] Esti informe tamién envaloraba que más de 200 zettajulios (ZJ) seríen extraíbles, con potencial p'amontar esta cifra a más de 2000 ZJ por aciu meyores teunolóxiques, suficiente p'abastecer tola demanda actual d'enerxía del mundu mientres dellos milenios.[11]

Anguaño, los pozos xeotérmiicos escasamente superen los 3 km de fondura.[16] Les estimaciones más fondes asumen la esistencia de pozos d'hasta 10 km. Furar a esta fondura ye posible anguaño gracies a la industria del petroleu, anque ye un procesu caru. El pozu d'investigación más fondu del mundu ye'l pozu superprofundo de Kola, de 12,3 km de llargor.[17] Esti récor foi igualáu apocayá por pozos comerciales como'l Z-12 del proyeutu Sakhalin-I de la empresa ExxonMobil, en Chayvo.[18] Los pozos de más de 4 km xeneralmente suponen costos de perforación de decenes de millones de dólares.[19] Los desafíos teunolóxicos son taladrar pozos anchos a baxu costu y romper grandes volumes de roques.

La lletricidá xeotérmico considérase sostenible yá que la tasa d'estracción ye pequeña comparada col conteníu calorífico de la Tierra, pero aun así ten de ser monitorizada pa evitar l'escosamientu local.[4] Anque los allugamientos xeotérmiicas pueden apurrir enerxía mientres munches décades, los pozos individuales pueden esfrecese o quedase ensin agua. Los trés sitios d'estracción más antiguos —Larderello, Wairakei y The Geysers— amenorgaron la producción dende los sos respeutivos máximos. Nun ta claru si esto debe a un ritmu d'estracción mayor qu'el de reposición dende mayores fondures o bien si los acuíferos tán balerándose. Si la producción amenórgase y se reinyecta agua, estos pozos podríen teóricamente recuperar tol so potencial. Estes estratexes yá s'implementaron en dellos llugares. La sostenibilidá al llargu plazu de la enerxía xeotérmico demostróse en Lardarello dende 1913, en Wairakei dende 1958,[20] y en The Geysers dende 1960.[21]

Tipos de centrales[editar | editar la fonte]

Central de vapor secu
Central de vapor de rellumu

Les centrales xeotérmiicas son similares a otres centrales termoeléctriques de turbina: el calor d'una fonte d'enerxía —nel casu de la xeotérmica, el calor del interior de la Tierra— utilizar pa calecer agua o otru fluyíu de trabayu. Dichu fluyíu fai xirar la turbina d'un xenerador, produciendo lletricidá. Darréu, el fluyíu esfrezse y ye devueltu a la fonte de calor.

Centrales de vapor secu[editar | editar la fonte]

Les centrales de vapor secu (inglés: Dry steam power stations) son les de diseñu más simple y antiguu. Utilicen direutamente'l vapor xeotérmico a 150 °C o más pa mover les turbinas.[16]

Centrales de vapor de rellumu[editar | editar la fonte]

Les centrales de vapor de rellumu (inglés: Flax steam power stations) faen xubir agua caliente a alta presión al traviés de pozos y introducir en depósitos de baxa presión. Al menguar la so presión, parte de l'agua se vaporiza. Esti vapor dixebrar del líquidu y utilízase pa remanar una turbina. L'agua líquido sobrante y el vapor entestáu pueden ser inyectaos nos depósitos nuevamente, faciendo'l procesu potencialmente sostenible.[22] En The Geysers, California, 20 años de producción eléctrica escosaron les agües soterrañes y les operaciones amenorgar considerablemente. Pa restaurar parte de la so capacidá orixinal, desenvolvióse un sistema d'inyección d'agua.[23]

Centrales de ciclu binariu[editar | editar la fonte]

Les centrales de ciclu binariu (inglés: Binary cycle power stations) son les de desenvolvimientu más recién, y pueden operar con temperatures de fluyíu de solu 57 °C.[10] L'agua moderadamente caliente faise pasar al pie de otru fluyíu con un puntu de bullidura bien inferior al de l'agua. Esto provoca que'l fluyíu secundariu se vaporice y utilízase pa mover les turbinas. Este ye'l tipu de central xeotérmica más común dientro de los proyeutos en construcción anguaño.[24] Utilícense tantu'l ciclu Rankine como'l ciclu Kalina. La eficiencia térmica d'estes centrales ye d'aprosimao'l 10-13 %.

Producción mundial[editar | editar la fonte]

Capacidá eléctrica xeotérmica instalada
País Capacidá (MW)
2007[25]
Capacidá (MW)
2010[26]
Capacidá (MW)
2013[27]
Capacidá (MW)
2015[28]
Porcentaxe (%) de la
producción nacional
Bandera de Estaos Xuníos d'América EE. UU. 2687 3086 3389 3450 0,3
Bandera de Filipines Filipines 1969,7 1904 1894 1870 27,0
Bandera de Indonesia Indonesia 992 1197 1333 1340 3,7
Bandera de Méxicu Méxicu 953 958 980 1017 3,0
Bandera de Nueva Zelanda Nueva Zelanda 471,6 628 895 1005 14,5
Bandera d'Italia Italia 810,5 843 901 916 1,5
Bandera d'Islandia Islandia 421,2 575 664 665 30,0
Bandera de Kenia Kenia 128,8 167 215 594 51,0[2]
Bandera de Xapón Xapón 535,2 536 537 519 0,1
Bandera de Turquía Turquía 38 82 163 397 0,3
Bandera de Costa Rica Costa Rica 162,5 166 208 207 14,0
Bandera d'El Salvador El Salvador 204,4 204 204 204 25,0[29][30]
Bandera de Nicaragua Nicaragua 87,4 88 104 159 10,0
Bandera de Rusia Rusia 79 82 97 82
Bandera de Papúa Nueva Guinea Papúa Nueva Guinea 56 56 56 50
Bandera de Guatemala Guatemala 53 52 42 52
Bandera de Portugal Portugal 23 29 28 29
Bandera de la República Popular China Enerxía en China China 27,8 24 27 27
Bandera d'Alemaña Alemaña 8,4 6,6 13 27
Bandera de Francia Francia 14,7 16 15 16
Bandera d'Etiopía Etiopía 7,3 7,3 8 7,3
Bandera de Austria Austria 1,1 1,4 1 1,2
Bandera de Australia Australia 0,2 1,1 1 1,1
Bandera de Tailandia Tailandia 0,3 0,3 0,3 0,3
Total 9731,9 10 709,7 11 765 12 635,9

Costos[editar | editar la fonte]

La enerxía xeotérmico nun riquir combustible, polo que nun se ve afeutada poles fluctuaciones del so preciu. Sicasí, los costos d'inversión tienden a ser elevaos. La perforación representa aproximao la metá del costu total, y l'esploración de los recursos a gran fondura implica riesgos significativos. En total, la construcción d'una central xeotérmica y los costos de perforación suponen ente 2 y millones de € por cada MW de capacidá, ente que el costu niveláu d'enerxía ye de 0,04-0,10 € por kWh.[25] Los sistemes xeotérmiicos avanzaos suelen superar estos costos, con inversiones d'en redol a 4 millones de € por MW, y costos nivelaos de $0,054 por kW·h en 2007.[31]

La xeneración de lletricidá xeotérmico ye bien expansible: una pequeña central puede abastecer a una comunidá rural.[32]

La central xeotérmica más grande del mundu ye la de The Geysers, en California, con 1517 MW instalaos y un factor de planta mediu del 63 % (955 MW).[33][34]

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. 1,0 1,1 1,2 «2015 Annual O.S. & Global Geothermal - Power Production Report» (inglés). geo-energy.org. Asociación d'Enerxía Xeotérmiica (Febreru de 2015). Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  2. 2,0 2,1 «Geothermal overtakes hydro as Keña's main power source in January: KenGen» (inglés). reuters.com. Reuters (16 de febreru de 2015). Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  3. «Generation of Electricity in Iceland» (inglés). nea.is. Orkustofnun. Consultáu'l 25 d'ochobre de 2015.
  4. 4,0 4,1 4,2 «Geothermal Sustainability» (inglés). geoheat.oit.edu. Geowatt (Setiembre de 2007). Archiváu dende l'orixinal, el 17 de febreru de 2012. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  5. «Annex II: Methodology. In IPCC: Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation» (inglés) páx. 10 (2011). Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  6. (2005) Renewable Energy Resources: Basic Principles and Applications (en inglés). Alpha Science Int'l Ltd.. ISBN 1-84265-125-0.
  7. «Wairakei Geothermal Power Development» (inglés). ipenz.org.nz. IPENZ. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  8. 8,0 8,1 Lund, J. (Setiembre de 2004). «100 Years of Geothermal Power Production» (inglés). Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin páxs. 11-19. Oregon Institute of Technology. Archiváu dende l'orixinal, el 27 de setiembre de 2011. Consultáu'l 13 d'abril de 2009.
  9. «The O.S. Geothermal Industry: Three Decades of Growth» (inglés) páxs. 443-455. Londres: Taylor & FrancisEnergy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects (Ochobre de 1992). doi:10.1080/00908319208908739.
  10. 10,0 10,1 (en inglés) Understanding the Chena Hot Springs, Alaska, geothermal system using temperature and pressure data. Geothermics. 2008. ISSN 0375-6505. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0375650508000576. Consultáu 'l 29 d'ochobre de 2015. 
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 Tester, Jefferson W. (Massachusetts Institute of Technology). «The Future of Geothermal Energy». Impact. Idaho National Laboratory. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  12. «Geothermal Energy: An Overview on Resources and Potential» (inglés). Proceedings of the International Conference on National Development of Geothermal Energy Use.
  13. (2008) Electrical Power System Essentials (en inglés). John Wiley & Sons. ISBN 978-0470-51027-8.
  14. Lund, John W.. . European Geothermal Conference 2003 páxs. 409-418. Elsevier Science Ltd.Geothermics. doi:10.1016/S0375-6505(03)00053-1.
  15. (2011) IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation (pdf) (en inglés), Cambridge University Press, 404.
  16. 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 O. Hohmeyer y T. Trittin (ed.): «The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change» páxs. 59-80 (11 de febreru de 2008). Archiváu dende l'orixinal, el 25 de xineru de 2011. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  17. «The world's deepest hole lies hidden beneath this rusty metal cap» (inglés). mnn.com. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  18. Watkins, Eric (11 de febreru de 2008). «ExxonMobil drills record estendéi-reach well at Sakhalin-1». Oil & Gas Journal. Archiváu dende l'orixinal, el 14 de marzu de 2011. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  19. «Geothermal Economics 101, Economics of a 35 MW Binary Cycle Geothermal Plant». Glacier Partners (Ochobre de 2009). Archiváu dende l'orixinal, el 21 de mayu de 2013. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  20. Thain, Ian A. (Setiembre de 1998). «A Brief History of the Wairakei Geothermal Power Project». Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin (Oregon Institute of Technology) 19 (3). ISSN 0276-1084. Archivado del original el 14 de xunu de 2011. https://web.archive.org/web/20110614115823/http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull19-3/art1.pdf. Consultáu 'l 2 de xunu de 2009. 
  21. «Sustainable Management of Geothermal Resources and Utilization for 100 – 300 Years». Proceedings World Geothermal Congress 2005. International Geothermal Association (Abril de 2005). Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  22. «Geothermal Power Plants» (inglés). eere.energy.gov. Departamentu d'Enerxía de los Estaos Xuníos (19 de xineru de 2008). Archiváu dende l'orixinal, el 1 de xunetu de 2008. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  23. Scientific American Editors. The Future of Energy: Earth, Wind and Fire (en inglés).
  24. «Geothermal Basics» (inglés). Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. Archiváu dende l'orixinal, el 16 de marzu de 2009. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  25. 25,0 25,1 Bertani, Ruggero (Setiembre de 2007). «World Geothermal Generation in 2007» (inglés). Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin páxs. 8-19. Oregon Institute of Technology. Archiváu dende l'orixinal, el 17 de febreru de 2012. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  26. Holm, Alison (Mayu de 2010). «Geothermal Energy: International Market Update» (inglés) páx. 7. Asociación d'Enerxía Xeotérmiica. Consultáu'l 24 de mayu de 2010.
  27. Matek, Benjamin (Setiembre de 2013). «2013 Geothermal Power: International Market Overview» (inglés) páxs. 10-11. Asociación d'Enerxía Xeotérmiica. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  28. «Geothermal Power Generation in the World 2010-2014 Update Report» (inglés). stanford.edu. Enel Green Power (Abril de 2015). Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  29. «El Salvador - Electricity Generation» (inglés). geothermal-energy.org. Asociación International Xeotérmiica. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  30. «Centroamérica: Mercaos mayoristas de lletricidá y transaiciones nel mercáu eléctricu rexonal, 2010». Comisión Económica p'América Llatina y el Caribe. Archiváu dende l'orixinal, el 18 de marzu de 2012. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  31. «Cost of Electricity from Enhanced Geothermal Systems» (inglés). Proc. Thirty-Second Workshop on Geothermal Reservoir Engineering (22 de xineru de 2007). Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  32. «Small Geothermal Power Project Examples» (inglés) páxs. 9-26. Oregon Institute of Technology (Xunu de 1999). Archiváu dende l'orixinal, el 14 de xunu de 2011. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.
  33. Ronald DiPippo. Geothermal Power Plants: Principles, Applications, Case Studies and Environmental Impact (en inglés). Elsevier Science & Technology. ISBN 978-0-7506-8620-4.
  34. . Proceedings World Geothermal Congress (24 d'abril de 2005). Archiváu dende l'orixinal, el 27 de setiembre de 2012. Consultáu'l 29 d'ochobre de 2015.

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]


Central xeotérmiica