TECNOLOGÍA GEOTERMOELÉCTRICA

1. TECNOLOGÍA GEOTERMOELÉCTRICA Presentación para el CENTRO TEPOZTLÁN Víctor L. Urquidi A. C. Julio, 2009 Dr. David Nieva Gómez

2. TECNOLOGÍA GEOTERMOELÉCTRICA • CONTENIDO: • Naturaleza de la energía geotérmica • Clasificación de recursos geotérmicos • Generación de electricidad con recursos geotérmicos • Capacidad geotermoeléctrica instalada en el mundo • Virtudes de la tecnología geotermoeléctrica • Obstáculos para una utilización más amplia • Perspectiva en México y en el mundo

3. ESTRUCTURA DE LA TIERRA

4. DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA EN EL INTERIOR • El calor fluye hacia las capas externas. La temperatura en la superficie es la que conocemos debido a que la corteza es un excelente aislante térmico. El transporte de calor a través del manto es tanto conductivo como convectivo. • Además del flujo de calor inducido por el gradiente térmico, los isótopos radioactivos concentrados en la corteza (principalmente 40K, 232Th, 235U y 238U) generan alrededor de 4.7x1020 calorías por año.

5. TECTÓNICA DE PLACAS

6. PROCESOS TECTÓNICOS

7. PROCESOS TECTÓNICOS

8. GRADIENTE TÉRMICO RADIAL • Como resultado de los procesos tectónicos, el gradiente térmico en la corteza varía enormemente entre un sitio y otro. • El gradiente “normal” es de aproximadamente 30oC/km, pero en algunos sitios puede llegar a ser de 800oC/km.

9. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CLASIFICADOS SOBRE LA BASE DE FACTORES GEOLÓGICOS E HIDROLÓGICOS • Hidrotermales • Roca seca caliente • Geopresurizados • Marinos • Magmáticos

10. SISTEMAS HIDROTERMALES Se encuentran formados por: • Una fuente de calor, • Agua (líquido y/o vapor) • La roca en donde se almacena el fluido. Un sistema hidrotermal tiene elementos que facilitan la extracción de calor: roca caliente, suministro natural de agua y permeabilidad.

11. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CLASIFICADOS SOBRE LA BASE DE FACTORES GEOLÓGICOS E HIDROLÓGICOS • Hidrotermales • Roca seca caliente • Geopresurizados • Marinos • Magmáticos

12. SISTEMAS HIDROTERMALES CLASIFICADOS SOBRE LA BASE DE TEMPERATURA • Alta temperatura (220 oC – 320 oC) • Temperatura media (100 oC – 220 oC) • Baja temperatura (50 oC – 120 oC)

13. UTILIZACIÓN DE SISTEMAS HIDROTERMALES DE ALTA TEMPERATURA • Generación de electricidad mediante la separación directa del vapor y su paso por un turbogenerador • Generación de electricidad mediante el paso de los fluidos remanentes a través de un sistema de ciclo orgánico Rankine • Acondicionamiento térmico de espacios comerciales y habitacionales con los fluidos remanentes • Usos directos del calor remanente en procesos agrícolas e industriales

14. UTILIZACIÓN DE SISTEMAS HIDROTERMALES DE TEMPERATURA MEDIA • Generación de electricidad mediante el paso del agua caliente a través de un sistema de ciclo orgánico Rankine • Acondicionamiento térmico de espacios comerciales y habitacionales con los fluidos remanentes • Usos directos del calor remanente en procesos agrícolas e industriales

15. CAPACIDAD GEOTERMOELÉCTRICA INSTALADA EN EL MUNDO

16. VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA GEOTERMOELÉCTRICA Confiable y continua Flexible; puede se utilizada como generación base o para seguimiento de carga Baja emisión de CO2 Costos competitivos

17. FACTORES DE PLANTA PROMEDIO FACTORES DE PLANTA References: 1. Calculado de capacidad instalada y energía generada (Jan-Sep, 2008). Datos de CFE. 2. NEA&IEA (2005), “Projected costs of Generating Electricity: Update 2005” IANAS Workshop, Buenos Aires, República Argentina, 30-31 Octubre 2008.

18. VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA GEOTERMOELÉCTRICA FACTORES DE PLANTA

19. VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA GEOTERMOELÉCTRICA COSTOS NIVELADOS COSTOS DE GENERACIÓN NIVELADOS Referencias: 1.- NEA&IEA (2005) “Projected costs of Generating Electricity: Update 2005” 2.- CFE (2005) “Costos y parámetros de referencia para la formulación de proyectos de inversión” 3.- Barnett, P. (2007) “Cost of Geothermal Power in New Zealand: 2007 Update”, New Zealand Geothermal Workshop, November 2007

20. TECNOLOGÍA GEOTERMOELÉCTRICA Barreras para una mayor utilización • Incertidumbre en la fase exploratoria • Intensivo en capital • Tecnología “exótica”

21. LA GRAN PROMESA: YACIMIENTOS ARTIFICIALES RECURSOS DE ROCA SECA CALIENTE Sistemas rocosos con alto contenido calorífico pero con poca o ninguna agua. Son sistemas muy abundantes. Se estima que el contenido energético de estos sistemas en los 10 km superficiales de la corteza, es superior a 500 veces la energía de todos los sistemas de petróleo y gas conocidos a la fecha.

22. LA GRAN PROMESA: YACIMIENTOS ARTIFICIALES Tecnología incipiente: Yacimientos artificiales en roca secacaliente Generación de electricidad con el calor extraído de la roca mediante la circulación de agua a través de una zona fracturada de manera artificial. Resultados de un estudio liderado por MIT: Calor almacenado en el subsuelo (EUA): 13x106 EJ Calor recuperable: 2 x 105 EJ Posible capacidad instalada para 2050: 100 GWe Apoyo requerido para I&D: 800 a 1,000 M$ a lo largo de 15 años.

23. PROYECCIONES AL AÑO 2050 CAPACIDAD INSTALADA EN EL MUNDO (2050) Exclusivamente con recursos hidrotermales: Mínimo: 25 GWe Posible: 70 GWe Exclusivamente con recursos de roca seca caliente: Mínimo: 70 GWe Posible: 400 GWe Con otros recursos: No estimado

24. CERRO PRIETO 720 MW TRES VIRGENES 10 MW LA PRIMAVERA 75 MW LOS HUMEROS 35 MW LOS AZUFRES 195 MW RECURSOS GEOTÉRMICOS EN LA REPÚBLICA MEXICANA

25. PROYECCIONES PARA MÉXICO

26. POR SU ATENCIÓN GRACIAS! Dr. David Nieva Gómez Julio 2009