Cómo funciona la calefacción geotérmica
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El término energía geotérmica abarca un amplio campo de aplicaciones a diferentes niveles de profundidad y temperatura o basadas en distintas tecnologías para extraer el calor geotérmico. Aunque todo tipo de energía geotérmica se origina en el interior de la Tierra, las tecnologías difieren claramente en su rango de aplicación y conceptos. En este blog echaremos un vistazo a los términos “geotermia superficial” y “geotermia profunda” e intentaremos explicar en qué se diferencian estos sistemas y qué tienen en común.
Hay que tener en cuenta que el flujo de calor terrestre por sí solo, que oscila entre <50 mW/m² y 200 mW/m², no es lo suficientemente fuerte como para abastecer las aplicaciones geotérmicas. Por lo tanto, utilizar la energía geotérmica en sus distintos tipos significa aprovechar el calor almacenado en las rocas porosas y llenas de agua del subsuelo, que está disponible durante todo el año con la misma capacidad. Su uso sostenible requiere una planificación y una gestión de los recursos adecuadas.
Ambos sistemas, “geotérmico somero” y “geotérmico profundo”, permiten calentar, refrigerar y almacenar calor subterráneo y, aparte de la energía petrotermal (por ejemplo, la roca seca caliente), se refieren a los mismos principios tecnológicos para la recuperación de calor del subsuelo.
A qué profundidad para la energía geotérmica
El calor de baja calidad almacenado en el subsuelo poco profundo (menos de 200 m) procede en gran parte de la radiación solar que absorbe el suelo y se distribuye a través de sistemas naturales de aguas subterráneas y estructuras artificiales como minas de carbón inundadas. El suelo actúa como una batería solar y, para aprovechar este calor, suele ser necesaria una bomba de calor. Esta energía se conoce como “energía geotérmica subterránea” o “energía geotérmica superficial”.
No existe una definición estricta de “energía geotérmica profunda”, pero el Gobierno británico ha adoptado el término para referirse a los recursos de calor derivados de profundidades >500 m. El calor de la Tierra aumenta con la profundidad, fenómeno descrito como gradiente geotérmico. Este calor es en parte el calor primordial de cuando se formó la Tierra y en parte calor generado desde el interior de la corteza terrestre a partir de la desintegración de elementos ligeramente radiactivos. Este flujo de calor ascendente varía en todo el mundo, pero en el Reino Unido es de unos 27 °C/km (Busby, 2014). Suponiendo una temperatura media anual del aire de 12 °C, esto significa que las temperaturas del subsuelo a 1000 m, 3000 m y 5000 m son de unos 39 °C, 89 °C y 139 °C, respectivamente.
Profundidad de la refrigeración geotérmica
La geotermia profunda es el calor natural que se encuentra bajo la superficie terrestre. Procede del núcleo al rojo vivo de nuestro planeta, de la fricción entre rocas y de la desintegración de elementos radiactivos en la corteza terrestre. Por tanto, la energía geotérmica profunda existe desde hace millones de años y seguirá estando disponible de forma permanente en el futuro.
El agua caliente puede utilizarse para calentar edificios a través de una red de calefacción. El agua a 125 °C también es suficientemente caliente para suministrar el calor necesario a grandes complejos como hospitales, zonas residenciales enteras e invernaderos.
¿Cómo funciona? La energía geotérmica procedente del subsuelo profundo pasa a través de un intercambiador de calor, al que el agua caliente entrega su energía. El agua enfriada se inyecta de nuevo en el subsuelo. Esto se hace a través de un segundo pozo, de 4.341 metros de longitud pero que discurre en ángulo, por lo que emerge a 3.300 metros de profundidad. Este “doblete geotérmico” es un aspecto de cada planta de energía geotérmica. Forma un circuito cerrado, lo que significa que no se producen diferencias de presión en el subsuelo. Conectando la central de energía geotérmica profunda a una red de calefacción, se puede abastecer a los hogares y empresas de la zona.
Tabla de profundidad de la temperatura geotérmica
El Ministerio Federal de Economía y Energía financia la utilización de la energía geotérmica para generar calor o electricidad. En el caso de la energía geotérmica “profunda”, el calor se extrae de yacimientos geotérmicos situados a más de 400 m de profundidad a los que se accede mediante perforación. “Energía hidrotérmica” significa que se utiliza la energía contenida bajo tierra en el agua templada/caliente; la energía petrotérmica utiliza la energía almacenada en la roca.
La energía geotérmica es una fuente de energía que, a diferencia de las energías eólica y solar, disponibles de forma intermitente, puede utilizarse de forma continua. Por tanto, puede desempeñar un papel importante en una futura combinación energética regenerativa. En general, el uso de la energía geotérmica ofrece un potencial significativo; en teoría, las necesidades energéticas de Alemania podrían cubrirse con ella varias veces. Sin embargo, actualmente es más caro generar electricidad a partir de la geotermia profunda que a partir de fuentes renovables comparables. Por esta razón, el Ministerio Federal de Economía y Energía contribuye a financiar proyectos de investigación para hacer más fiable y barato el uso de la energía geotérmica (véase el anuncio de financiación del 6º Programa de Investigación Energética (PDF: 1,12 MB)).