DEZVOLTARE ENERGIEI GEOTERMALE SI POTENTIALUL SAU ENERGETIC IN MEXIC

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti

Facultatea Energetica

Master Surse regenerabile de energie

DEZVOLTARE ENERGIEI GEOTERMALE

SI POTENTIALUL SAU ENERGETIC IN

MEXIC

ENERGIA GEOTERMALA SI POMPE DE CALDURA

Masteranzi: CIOT SILVIU

BUICESCU LUCIAN

Specializarea: Surse regenerabile de energie

Anul universitar 2013/2014

DEZVOLTARE ENERGIEI GEOTERMALE

SI POTENTIALUL SAU ENERGETIC IN

MEXIC

1.SCHEMA GEOTERMALA A MEXICULUI

1.1Generalitati

Harta geotermala din Mexic se bazeaza pe rezultatele de Analysys geologice si geochimice de 1,451 surse termice cunoscute pana in 1999 in Mexic si amplasarea lor pe graficul de Tectonic Mexic (Padilla et. Al., 1994).

Harta contine informatii cu privire la temperatura de ape termale, fluxul de caldura directa de trunchiere, structurile geologice majore si vulcani cuaternari. Toate datele sunt inregistrate pe seturi de date corespunzatoare, care sunt compatibile cu sistemele comerciale de informatii geografice si baze de date de calcul de programe.

Apele termale sunt plasate pe provincii tectonice majore. Distributia geologica permite sa defineasca noua provincii geotermale: Falia de est a Pacificului si Falia San Andreas, Western Sierra Madre, de Est Sierra Madre, falia mexicana vulcanica, Gulf Coast Plain, Centura vulcanica a Americii Centrale, sudul Sierrei Madre, Motahua-Polochic, si Fisura River Bravo.

1.2Introducere

Productia de energie geotermala in Mexic in cursul anului 1997 a fost de 5476 GWh, ceea ce reprezinta 3,4% din totalul energiei electrice generate (Hiriart-Le Bert si Gutierrez-Negrin,1998). Campurile geotermale care au furnizat acea de energie au fost Cerro Prieto (Baja Balifornia), Los Azufres (Michoacan) si Los Humeros (Puebla).

Investitia in Mexic pentru dezvoltarea de noi domenii geotermale s-a diminuat in deceniul anilor '90. Investitiile s-au limitat pentru a creste capacitatea instalata a domeniilor existente si sa directioneze explorarea unor locuri: Las Tres Virgenes (Baja California Sur), Las Derrumbadas si Acoculco (Puebla), Maguarichic si San Antonio El Bravo (Chihuahua), si Volcn Ceboruco (Nayarit).

Cu toate acestea, au fost propuse unele modificari _ programul electric anul 2000 de energie (discutie la Congresul mexican). Aceste modificari ar plasa energia geotermala ca sursa de energie din surse regenerabile cu cel mai mare potential au asediat Mexicul. Acest lucru ar determina noi investitii guvernamentale in explorarea si dezvoltarea cu noi zone geotermale Mexicul. Avand in vedere ca operatiunea din 1959 a primei centrale geotermale ale Americii Pathe (Hidalgo), explorarea principalelor zone termice ale tarii a fost initiata. Ca urmare a studiilor geologice si geochimice extinse sunt cunoscute pana la 1451 de localitati cu un anumit tip de activitate termica.In doar 21 de zone s-au efectuat studii de fezabilitate, si din care doar trei sunt exploatate. Este evident ca potentialul geotermal mexican este foarte mare.

1.2Studii anterioare

Un inventar de puturi termale si izvoare termale din Mexic a fost facut de catre COMISIN FEDERAL de Electricidad (CFE, Comisia Federala de energie electrica), intre anii 1959 si 1986, care acopera aproape 90% din localitati. In 1988, Herrera si Rocha (CFE, 1988) a pregatit Schema geotermala a locurilorde primavara a Republicii Mexicane, in care au fost incluse 1380 de locuri calde. In 1993, Torres-Rodriguez si colaboratorii. a publicat prima Schema geotermala de Mexicul sub sponsorizarea Programului de Universitatea din Energie (UNAM).

In 1994 Torrres si Gonzlez prezentate caracteristicile celor 25 de zone geotermale cu cele mai bune posibilitati. Acesti autori estimeaza rezervele geotermale dovedite de 1400 MW si rezerve probabile de 4600 MW. De asemenea, ei au afirmat ca Mexicul prezinta posibilitati mari pentru utilizarea directa de caldura geotermala, si a considerat ca inventarul siturilor termice in Mexic (inclusiv resursele de temperatura scazuta) a fost incheiat in mai mult de 95%.

1.4Structura bazei de date

A fost efectuata o revizuire documentara completa si unele studii in domeniu din localitatile cu potential termic (T> 30 C), cunoscut in Mexic. Au fost identificate un numar de 1451 de locuri. S-a format o baza de date cu urmatoarele informatii pentru fiecare loc in functie de: identificare si localizare, litologia, chimia apei, temperatura, pH-ul, conductivitatea electrica, caldura transportat de fluide, tipul de sursa, este posibil sursa de caldura, temperaturile geotermometrice lui, si tipul de sisteme geotermale.

1.5Provincii geotermale mexicane

Pe baza schemei tectonice a Mexicului (Padilla si colaboratorii., 1994 si distributia structurala si geologica a surselor termice, au fost definite noua provincii geotermale asa cum este prezentata in figura 1).

Provincii geotermale

1. Crapatura din Estul Pacificului si Crapatura San Andreas

2. Vestul Sierra Madre

3. Estul Sierra Madre

4. Centura vulcanica Trans-Mexicana

5. Coasta Golfului Plain(Geopresurizata)

6. Centrura vulcanica a Americii centrale

7. Sudul Sierra Madre

8. Crapatura Motahua-Polochic

9. Fisura Ro Bravo

1.5.1.Crapatura din Estul Pacificului si Crapatura San Andreas

Localizare

Acesta include sursele termice ale peninsulei Baja California, fluidele fierbinti ale Marii Cortes (Bazinul din Guaymas) si izvoarele termale din state ca Sonora, Sinaloa si Nayarit. Activitatea geotermala din aceasta provincie (continentala si oceanica par a fi legate de transformarea defectelor de conectare a centrelor de raspandire ale Crapaturii din Estul Pacificului si unele bazine mai indepartate.

In aceasta localizare se afla domeniul geotermal Cerro Prieto, cel mai important din Mexic, cu o capacitate instalata de 620 MW. Alte localitati importante sunt urmatoarele:

Spatiul geothermal Tulechek, care este un domeniu cu o entalpie medie cu fluide geochimice similare cu cele de la sistemul geotermal Heber in California; foraje de explorare obtinute de joasa temperatura (165 C), la 1250 m (Elders, 1996 ).

Cele trei fecioare, in cazul in care studiile de explorare efectuate de CFE indica un potential de 25 MW (Quijano, 1999); Rezultatele forajului indica temperatura de 240 C la 1142 m adancime (Lopez si colaboratorii., 1994).

Laguna Salada, unde prima sonda de explorare (2404 m) a inregistrat 126 C (Venegas si Alvarez, 1994).

Fluidele caracteristice ale provinciei par a fi sodiu-clorura la sodium- bicarbonat.

Saramuri calde submarine in Crapatura din Estul Pacificului corespunde o resursa geotermala mare pentru Mexicul din secolul 21. Pozitiei lor geografice in apropiere la continent, extindere lor pe mai mult de 1200 de kilometri liniari si adancimi lor mai mici, ofera caracteristici favoruable pentru Exploatarea viitoare. Dezvoltarea de tehnici de explorare si recuperarea a fluidelor termice sunt necesare.

1.5.2. Vestul Sierra Madre cu localizare geotermala

In Estul Sierra Madre este expunerea cea mai mare a anomaliilor lumii. Se extinde de-a lungul a 1300 km de la sud-vest a Statelor Unite ale Americii la partea centrala a Mexicului. Sursele termice din Vestul Sierra Madre are orientari caracteristice definitorii, aliniamente intr-o directie nord-vest-sud-est. Astfel de alinieri sunt mai notorii la statele din Sonora, Sinaloa si Durango. Cele mai multe dintre anomalii sunt asociate cu defecte si grabene normale.

In statul Chihuahua sunt cunoscute 53 de localitati termice. Unele dintre ele extravilane in Nuevo Casas Grandes, Madera, Temosachic, Guachochi, Maguarichi si Ocampo. Surse termice extravilane in zona de est a statului apartin de Estul Sierra Madre si Fisura Ro Bravo provincii geotermale, care vor fi descrise in continuare. In statul Sonora sunt cunoscute surse termice in localitatile ale Torres-Rodriguez V. Nogales, Moctezuma, Arizpe si Aconchi. Statul Durango prezinta surse termice in Guanavechi, Santa Maria El Oro, Tamauzula si Santiago Papasquiaro. In statul Zacatecas exista izvoare termale care apartin in aceasta provincie in Fresnillo si Valparaiso.

1.5.3.Estul Sierra Madre cu localizare geotermala

Sursele termale din estul Sierra Madre (roci calcaroase) se incadreaza in zona defectelor de tractiune. Concentratiile mai mari sunt situate in marginea de est a intervalului. Unele dintre surse includ Los Angeles (Chihuahua.), Monclova (Coahuila.), Monterrey si Linares (Nuevo Leon), si Cd. Mante (San Luis Potosi).

1.5.4.Centura vulcanica Trans-Mexicana

Centura vulcanica Trans-Mexicana(MVB) este o centura Plio cuaternar vulcanica, de orientare est-vest, care taie in doua centrul Mexicului. Acesta este formata din strato-volcani mari, centri vulcanici de siliciu si bazalt extinse si domenii de con de zgura de andezit. Aceasta provincie contine 79% din site-urile geotermale cunoscute in Mexic. Originea sa este legata de subductia placii Cocos sub placa Americii de Nord.

Frecventa mare a surselor termice se afla in marginea de nord a MBV, care coincide cu prezenta calderelor si alte organisme vulcanice de siliciu in aceasta portiune. Ca exemple sunt citate Primavera Caldera (Jalisco), si Los Humeros si Calderas Acoculco (Puebla). Marginea de sud se caracterizeaza prin prezenta a strato-volcanilor mari (de exemplu, Colima, Toluca, Popocatepetl, Iztaccihuatl si Orizaba) si un numar mai mic de surse termice.

Studiile structurale indica faptul ca greselile conductoare fluide sunt legate in principal de campuri de stres locale, generate in timpul evenimentelor vulcanice recente, astfel incat acestea sunt mai direct asociate cu evolutia locala a complexelor vulcanice decat cu regiunile tectonice (Lopez, 1992).

MVB contine doua campuri care produc geotermale: Los Azufres (88 MW, 1997) si Los Humeros (35 MW, 1997). In acest din urma cea mai mare temperatura in Mexic (400 C) a fost inregistrata La Primavera este un alt domeniu geotermal cu un potential de putere de 70 MW.

1.5. 5. Coasta Golfului Plain(Geopresurizata)

Zone mari de lichide calde, de inalta presiune apare in Paleocen gresie straturi in Campia Gulf Coast, in principal in bazinul Burgos. Campurile Oasis, Corindon, Pandura, Los Arcos, Huatempo, si Nilo sunt adiacente raului Bravo si produce gaz geopresurizat de la Paleocene formatiunile de gresie echivalente cu cele din Sudul Texasului. Aceste domenii sunt studiate din nou de PEMEX pentru a defini un plan de dezvoltare pentru recuperarea gazului, dar aceasta ar trebui sa includa extractia de energie termica si mecanica de la ei.

1.5.6. Centrura vulcanica a Americii centrale

America Centrala vulcanica Centura (Plio-cuaternar) este compusa dintr-un lant de vulcani paraleli la linia de coasta. Originea sa este legata de subductia frontala a placii Cocos sub placa Americii de Nord. In interiorul Republicii Mexicane vulcanul Tacana constituie expresia wetern din acest lant.

1.5.7. Sudul provinciei geotermale Sierra Madre

Sudul Sierra Madre este caracterizat de prezenta de-a lungul coastelor lor, a unui ansamblu de corpuri de intruziune, multe dintre ele fiind batholiths mari cu varste radiometrice de la paleozoic la cenozoic. Acesta este originara prin procese de subductie ale placii Pacificului din paleozoic. In cadrul arcului magmatic sursele termice sunt situate in paralel cu linia de coasta din Golful Puerto Vallarta pana la Golful Tehuantepec (state ca Jalisco, Michoacan, Guerrero si Oaxaca). Anomalii termice din aceasta regiune ar putea fi legate, de asemenea, de subductia placii Cocos sub cea a placii Americii de Nord. In imediata apropiere a santului, in cazul in care subductia are loc la o adancime superficiala, procesul termic este de un tip de difuzie. Exista surse termice limitate, in principal ape sodice-bicarbotate. Unele localitati care apartin acestei provincii sunt: Tuito (Jalisco), Acapulco, San Marcos si Copalillo (Gerrerro), si Pinotepa Nacional (Oaxaca).

1.5.8. Crapatura Motahua-Polochic

Provincia geotermala Motahua-Polochic se formeaza in asociere cu un sistem defect stanga-lateral important paralel cu axa de Tehuantepec istmul. Originea sa este datorita miscarii de est a placii Caraibelor la cea a placii Americii de Nord. Portiunea oceanica a fost studiata prin Torres-Rodriguez si Gonzalez (1988) si una continentala de bariera si colaboratorii (1998).Greselile sunt reincercate pe timpul lui Neogen (Guzman et al., 1989) si se taie Chiapas granitice Batholit si intreaga pliate capacul sedimentare (Bariera et al, 1998).

Greselile sistemului patrund in Mexicul continental ca o serie paralela de defecte, unde de-a lungul apar mai multe surse termice , in special de-a lungul raului Tehuantepec (Oaxaca de stat). Unele localitati cu ape termale includ: Ixtaltepec, Jamiltepec si Ixtepec.

1.5.9. Fisura Ro Bravo(Grande River Rift)

Fisura Ro Bravo s-a dezvoltat sa in urma cu 28 sau 29 de ani. Distensive Tectonic au produs lava andezitice si bazaltice. Episodul cel mai recent dateaza cu 3-9 ani in urma care a fost compesat de bazalte olivine alcaline, si activitatea geotermala. Surse geotermale au fost gasite in Bazinul de Presidio (nord-vestul Ojinaga), cu fluide sodice-clorura.

2.Dezvoltare energiei geotermale in Mexico

Generalitati:

Contributia actuala de 3,1% a energiei geotermale in alimentarea cu energie electrica a Mexicului este relativ ridicata in comparatie cu o procentul de energie primara geotermala la nivel global de 0.442% (ISES 2002), sau 0,8% din tehnologii regenerabile, incluzand energiile geotermala, solara, eoliana si maree(IEA 2006), dar potentiale resurse nationale favorabile sunt inca neexploatate. Studiile de fezabilitate s-au dovedit, pentru rezervele nationale, un potential de 3650 MW, ce ar putea genera mai mult de 12% (20460 GWh) din productia totala de energie electrica.

Exploatarea de rezervoare geotermale cu entalpia inalta si de mijloc ar putea reprezenta o contributie majora si tot odata o productie mai ecologica de energie electrica in Mexico. Astfel ardera a peste 40 de milioane de barili de combustibili fosili pe an si emisiile de aproximativ 16,5 milioane de tone de CO2 in atmosfera ar putea fi evitate prin strategii de extindere geotermale.

Din punct de vedere economic, costurile medii pentru generarea unui kWh de energie electrica geotermala fiind de 3.98 dolari centi, sunt in prezent mai mici decat pentru orice alt tip de energie regenerabila, si competitive cu cele mai multe tipuri de energie conventionale.

Partea de temperaturi medii si joase (< 170oC) este inca nedezvoltata in Mexic, desi un potential de caldura estimat de cateva mii de megawati ar putea fi utilizata pentru consumul privat si industrial, cum ar fi incalzirea unor cartiere din orease sau a locuintelorpersonale, spa-uri, si acvacultura, etc.

Impementarea centralelor de mici dimensiuni, descentralizate, (