El origen de la Energía Geotérmica
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El origen de la energía geotérmica
Celestino García de la Noceda Márquez Instituto Geológico y Minero de España
Alicante, 24 de febrero de 2016
Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante
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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…?
![Page 3: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/3.jpg)
Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
Las aguas termales y los balnearios
Larderello (Italia), 1904: primera experiencia de producción de electricidad
El hombre primitivo: las cavernas
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
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
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
El calor del globo
Flujo y gradiente geotérmico:
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
Tectónica de placas y geotermia:
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
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
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
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
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
Yacimientos geotérmicos de baja entalpía: uso directo del calor – calefacción
Yacimientos geotérmicos de alta entalpía: producción de electricidad
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
Inventario general de manifestaciones geotérmicas en el territorio nacional
1975
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
Inventario general de manifestaciones geotérmicas en el territorio nacional
Mapa de evaluación de las áreas de mayor interés geotérmico en España
1975
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Introducción a los recursos geotérmicos
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 convencionales Nuevos recursos y tecnologías geotérmicas
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Introducción a los recursos geotérmicos
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
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Recursos Geotérmicos Convencionales
Recursos geotérmicos convencionales
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de media y alta entalpía: producción de electricidad (1)
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de media y alta entalpía: producción de electricidad (1)
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de media y alta entalpía: producción de electricidad (2)
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de media y alta entalpía: producción de electricidad (3)
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Recursos geotérmicos convencionales
Tipos de plantas geotérmicas:
- Plantas de vapor seco
- Plantas flash
- Plantas binarias
Turbine Generator
SteamCondensed Steam(Water)
Separated Water
Steam
CondensedSteam(Water)
HotWater
TurbineGenerator
FlashTank
Binary Vapor Turbine
Generator
Binary Liquid
Heat Exchanger
CooledWater
HotWater
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Recursos geotérmicos convencionales
Producción electrica de origen geotérmico en 2010 (Bertani)
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de baja entalpía: uso directo del calor – calefacción (1)
Curva de demanda:
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de baja entalpía: uso directo del calor – calefacción (2)
![Page 23: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/23.jpg)
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de baja entalpía: uso directo del calor – calefacción (3)
![Page 24: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/24.jpg)
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Recursos geotérmicos convencionales
Yacimientos geotérmicos de baja entalpía: uso directo del calor – calefacción (5)
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Recursos geotérmicos convencionales
Uso en cascada:
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Recursos geotérmicos convencionales
Uso en cascada:
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Recursos geotérmicos someros
Recursos Geotérmicos Someros
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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
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Recursos geotérmicos someros
Recursos geotérmicos de muy baja entalpía (2):
• 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
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Recursos geotérmicos someros
Recursos geotérmicos de muy baja entalpía (3):
• Propio subsuelo poco profundo: diferentes esquemas
Esquemas verticales: Esquemas horizontales:
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Recursos geotérmicos someros
Recursos geotérmicos de muy baja entalpía (4):
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
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Recursos geotérmicos someros
Recursos geotérmicos de muy baja entalpía (5):
Intercambiadores tierra-aire en la renovación de aire:
pozos provenzales y técnicas emparentadas
Bioclimatizadores
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Sistemas geotérmicos estimulados
Sistemas Geotérmicos Estimulados
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Sistemas geotérmicos estimulados
Yacimientos de roca caliente seca:
(HDR)
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Sistemas geotérmicos estimulados
El desarrollo de una tecnología:
EGS
Enhanced Geothermal Systems
Engineered Geothermal Systems
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Sistemas geotérmicos estimulados
La idea básica de los sistemas HDR-EGS.
Comparación con los sistemas geotérmicos convencionales
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Sistemas geotérmicos estimulados
• 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
![Page 38: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/38.jpg)
Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Sistemas geotérmicos estimulados
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
![Page 39: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/39.jpg)
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Sistemas geotérmicos estimulados
Estimulación:
Incremento de la productividad
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Sistemas geotérmicos estimulados
EGS: de la idea a la demostración
![Page 41: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/41.jpg)
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Sistemas geotérmicos estimulados
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
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Sistemas geotérmicos estimulados
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.
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Aplicaciones de la energía geotérmica
Diferentes recursos: distintos usos de la energía geotérmica:
![Page 44: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/44.jpg)
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Aplicaciones de la energía geotérmica
![Page 45: El origen de la Energía Geotérmica](https://reader038.fdocuments.mx/reader038/viewer/2022102917/587e35641a28ab9f5d8b4913/html5/thumbnails/45.jpg)
Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Aplicaciones 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
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Jornada sobre Geotermia en la provincia de Alicante Alicante, 24 de febrero de 2016
Aplicaciones de la energía geotérmica
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
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Recursos geotérmicos
Alicante, 24 de febrero de 2016
Muchas gracias por su atención