¿Cuánto cuesta la energía geotérmica?
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Si caváramos un gran agujero en el interior de la Tierra, notaríamos que la temperatura es más cálida cuanto más profundizamos. Esto se debe a que el interior de la Tierra está lleno de calor. Este calor se llama energía geotérmica.
En las centrales geotérmicas se perforan pozos de 1 ó 2 kilómetros de profundidad para bombear vapor o agua caliente a la superficie. Lo más probable es que encuentres una de estas centrales en una zona con muchas fuentes termales, géiseres o actividad volcánica, porque son lugares donde la Tierra está especialmente caliente justo debajo de la superficie.
No toda la energía geotérmica procede de centrales eléctricas. Las bombas de calor geotérmicas pueden hacer todo tipo de cosas: desde calentar y enfriar casas hasta calentar piscinas. Estos sistemas transfieren el calor bombeando agua o un refrigerante (un tipo especial de fluido) a través de tuberías situadas justo debajo de la superficie de la Tierra, donde la temperatura es constante (entre 15 y 20 °C).
En invierno, el agua o el refrigerante absorben el calor de la Tierra y la bomba lo transporta al edificio. En verano, algunas bombas de calor pueden funcionar a la inversa y ayudar a enfriar los edificios.
Cómo se utiliza la energía geotérmica
Cheng et al. (2013) simularon un pozo petrolífero abandonado como fuente de energía geotérmica. Prepararon un modelo basado en la transferencia transitoria de calor de formación, el momento del fluido y la ecuación de energía. Se utilizó isobuteno como fluido circulante. Llegaron a la conclusión de que la temperatura de salida del fluido disminuye con el tiempo y se estabiliza a medida que el sistema se aproxima al equilibrio térmico. Este tiempo puede reducirse aumentando la conductividad térmica de la formación o disminuyendo la velocidad de entrada del fluido, mientras que la capacidad calorífica de la formación tiene un efecto menor. En otro trabajo, Cheng et al. (2014) presentaron un modelo de generación de energía geotérmica basado en la transferencia de calor transitoria de la formación. Sus cálculos mostraron que la profundidad de un pozo petrolífero abandonado tiene que ser de al menos 3000 m para suministrar suficiente potencia de salida. También realizaron un estudio de varios fluidos orgánicos como fluidos de trabajo y recomendaron los fluidos de trabajo para mejorar la extracción de energía geotérmica de los pozos de petróleo abandonados.Wight y Bennet (2015) evaluaron el uso de pozos de petróleo abandonados para extraer el calor geotérmico utilizando agua como fluido de trabajo. Calcularon que se podía generar una potencia de 109 KW a partir de un pozo de 4200 m de profundidad situado en Texas con un caudal másico de 2,5 kg/s. También demostraron que la producción de energía aumenta con el caudal másico; sin embargo, esto requiere una gran profundidad del pozo para obtener una temperatura suficiente del fluido.
Energía de biomasa
Algunas centrales geotérmicas han experimentado descensos de presión y producción, pero los operadores están encontrando soluciones para mantener la presión del yacimiento. Por ejemplo, la ciudad de Santa Rosa (California) canaliza sus aguas residuales depuradas al campo geotérmico de The Geysers para utilizarlas como fluido de reinyección, prolongando así la vida del yacimiento al tiempo que recicla las aguas residuales depuradas.
A largo plazo, la energía geotérmica ofrece un medio rentable de alcanzar vías agresivas de descarbonización; a corto plazo, sin embargo, el desarrollo de sistemas geotérmicos conlleva importantes costes iniciales.
Hay tres tecnologías de centrales geotérmicas que se utilizan para convertir los fluidos hidrotermales en electricidad: vapor seco, vapor flash y ciclo binario. El tipo de conversión se selecciona durante el desarrollo del proyecto y depende del estado del fluido del subsuelo (vapor o agua) y de su temperatura.
En los costes de una central geotérmica pesan más los gastos iniciales que el combustible para mantenerlas en funcionamiento. Las actividades de exploración -estudios geotécnicos previos a la perforación, exploración, confirmación y perforación de desarrollo- tienen un impacto colectivo en los costes generales del proyecto y en su éxito. La mayoría de las centrales geotérmicas pueden funcionar con una disponibilidad superior al 90% (es decir, produciendo más del 90% del tiempo), lo que significa que los costes pueden recuperarse más rápidamente. Sin embargo, los operadores tienen que equilibrar las operaciones con los costes y los precios de la electricidad. Funcionar al 97% o al 98% puede aumentar los costes de mantenimiento, pero un precio más alto de la electricidad justifica que la central funcione el 98% del tiempo porque se recuperarán los mayores costes de mantenimiento resultantes.
Cómo se extrae la energía hidroeléctrica
Se perforan pozos profundos en depósitos subterráneos para extraer vapor y agua muy caliente. A continuación, el vapor y el agua caliente se llevan a la superficie para utilizarlos en diversas aplicaciones, como la generación de electricidad, el uso directo y la calefacción y refrigeración.
Es fiable – Las centrales geotérmicas producen electricidad de forma constante, funcionando 24 horas al día / 7 días a la semana, independientemente de las condiciones meteorológicas. Además, pueden producir más electricidad en el mismo periodo de tiempo que el carbón, el gas natural, la energía nuclear o las grandes centrales hidroeléctricas.
Es limpia: las centrales geotérmicas modernas de circuito cerrado no emiten gases de efecto invernadero. Las centrales geotérmicas consumen menos agua de media a lo largo de su vida útil que las tecnologías de generación más convencionales.
Los recursos geotérmicos están repartidos por todo el mundo, incluidos los del oeste y la costa de Norteamérica. Haga clic aquí para consultar la lista de la revista Energy Digital de los diez países con mayor capacidad instalada en megavatios (MW).
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