PUYEHUE-CORDÓN CAULLE: UN CASO ESTUDIO DE EXPLORACIÓN GEOT É RMICA EN LA ZONA CENTRO-SUR DE CHILE

1. Universidad de ChileDepartmento de Geología Departamento de Ingeniería Eléctrica PUYEHUE-CORDÓN CAULLE:UN CASO ESTUDIO DE EXPLORACIÓN GEOTÉRMICA EN LA ZONA CENTRO-SUR DE CHILE Por Fabián Sepúlveda, Alfredo Lahsen, Nelson Torres y Rodrigo Palma

2. Unidad ejecutora: Director del proyecto: Trabajo de colaboración: Período: Departamento de Geología,Universidad de Chile Alfredo Lahsen EmpresaNacional del Petróleo, Chile (ENAP) International Institute of Geothermal Research CNR, Italy General and Applied Geology Institute, University of Munich, Germany Geothermal Institute, The University of Auckland, New Zealand 2000 - 2003 PROYECTO FONDEF - CONICYT D99 I-1051 “Caracterización y evaluación de los recursos geotérmicos de la zona Centro-Sur de Chile: posibilidades de generación de energía eléctrica y aplicaciones directas”

3. RECONOCIMIENTO GEOLÓGICO Y GEOQUÍMICO PRELIMINAR Identificación de áreas de interés Maule (35.6°S) Nevados de Chillán (36.9°S) Cordón Caulle (40.5°S)

4. UBICACIÓN AREA GEOTÉRMICA CORDÓN CAULLE

5. GEOLOGÍA

6. PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA EN CORDÓN CAULLE • OBJETIVOS • Identificación y clasificación de las manifestaciones termales de superficie • - Manantiales calientes (localidad de Trahuilco) • - Fumarolas (localidad de Las Sopas y Los Venados) • 2. Estimación de temperaturas de sub-superficie

7. MANANTIALES CALIENTES DE CORDÓN CAULLE (LOCALIDAD TRAHUILCO; ELEVACIÓN 1000 m )

8. MANANTIALES HIRVIENTES

9. FUMAROLAS

10. Temperatura de ebullición Alto caudal (100 l/s) Clasificación química Aguas de tipo bicarbonatado PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA EN CORDÓN CAULLE AGUAS TERMALES (Trahuilco)

11. AGUA METEORICA (RECARGA) EL TATIO VAPOR CORDON CAULLE Trahuilco es la expresión de un acuíferosuperficialtipo vapor-calentado PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA EN CORDÓN CAULLE Hipótesis

12. PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA EN CORDÓN CAULLE ESTIMACION DE TEMPERATURAS DE SUB-SUPERFICIE Geotermómetros de Sílice (SiO2), cationes (Na/K) y gases (H2/Ar, CH4/CO2): Temperaturas de 150-180oC en los manantiales calientes de Trahuilco

13. PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA EN CORDÓN CAULLE Existe un reservorio geotérmico más profundo? Respuesta: geotermometría de gases (H2/Ar, CH4/CO2, CO/CO2) EN FUMAROLAS 260O-330OC

14. MODELO CONCEPTUAL Cordón Caulle alberga un sistema geotérmico estratificado con: • Un acuífero superficial “vapor-calentado” (0-500 m) equilibrado a temperaturas de 150o-180oC • Un reservorio geotérmico profundo tipo “vapor-dominante” equilibrado a temperaturas sobre 260oC

15. MODELO CONCEPTUAL

16. DIMENSIONES Y POTENCIAL GEOTÉRMICO Cómo dimensionar el reservorio geotérmico? La geoquímica nos permite estimar las temperaturas de subsuperficie pero…

17. La distribución y naturaleza de las manifestaciones superficiales 1. Marco tectónico y anomalía de Bouguer Delimita las areas de alta porosidad dentro de la depresión volcánica favorables para el almacenamiento de fluidos geotérmicos Manantiales hirvientes: outflow (periferia) del sistema; fumarolas próximas al upflow (centro del sistema) DIMENSIONES Y POTENCIAL GEOTÉRMICO Los bordes del reservorio se infieren a partir de:

18. OUTFLOW ÁREA DE RESERVORIO ESTIMADA 20 km2 UPFLOW

19. POTENCIAL GEOTÉRMICO Basado en: • Cálculo volumétrico del calor almacenado • Porcentaje estimado del calor que puede ser recuperado en la superficie (R) • Eficiencia estimada del proceso de conversión de energía calórica a energía eléctrica (E)

20. POTENCIAL GEOTÉRMICO P(MWe) = [V sr (1-f) Cr (T-To) + V sf f (HfT-HfTo)] R / E / L = 250 MWe donde V = volumen del reservorio Area = (20 km2) T = temperatura de reservorio (275oC) Cr = calor específico de la roca (1000 kJ/kg) Hf = entalpía del fluido To = temperatura de corte (180oC) s = densidad (sr = roca; sf = fluido) f = porosidad (15% - 5%) R = factor de recuperación (35%) E = factor de eficiencia (10%) L = tiempo de vida proyecto (30 años) P = 250 MWe

21. EVALUACIÓN ECONÓMICA Diseño y Caracterización Técnica • Abastecimiento de electricidad al SIC. • Localización en la X Región de los Lagos. • Uso de terreno de 20 hectáreas a 65 km al noreste de la ciudad de Osorno . • Potencia instalada de 50 MW. • Factor de Planta de 90%. • Línea de transmisión diseñada para operar a 110 kV. • Longitud de sistema de transmisión de 70 km. • Camino de acceso de 50 km.

22. EVALUACIÓN ECONÓMICA Caracterización Económica • Tasa de descuento: 10% (DFL 1) • Precio energía año 2004 (CMg Barra Valdivia): 0,028 US$/kWh • Precio energía año 2007 (CMg Barra Valdivia): 0,041 US$/kWh • Precio potencia (Precio de Nudo Valdivia): 6,7741 US$/kW*mes • Vida útil de la planta: 30 años. Indicadores de Desempeño Económico • VPN (Valor Presente Neto) • TIR (Tasa Interna de Retorno) • PR (Precio de Nivelación)

23. EVALUACIÓN ECONÓMICA Inversiones Se consideran 4 áreas de estudio.

24. EVALUACIÓN ECONÓMICA Inversiones

25. EVALUACIÓN ECONÓMICA Inversiones

26. EVALUACIÓN ECONÓMICA Inversiones

27. EVALUACIÓN ECONÓMICA Costos

28. EVALUACIÓN ECONÓMICA

29. EVALUACIÓN ECONÓMICA

30. CONCLUSIONES • Los estudios realizados en la zona de Puyehue-Cordón Caulle permiten establecer un potencial geotérmico probable de 250 MWe • De acuerdo con dichos estudios, resulta técnicamente viable iniciar el desarrollo geotérmico de esta región con la instalación de una central de 50 MWe. • La rentabilidad económica privada es atractiva para un inversionista en los dos escenarios estudiados.

31. RECOMENDACIONES • Realizar estudios geofísicos adicionales para delimitar con mayor precisión la extensión de los reservorios. • Desarrollar pozos exploratorios tendientes a comprobar los resultados obtenidos mediante los estudios de superficie • Una buena gestión de negocios puede mejorar aún más la rentabilidad del proyecto.