Paolo Bona
Lima, Perú
4 de Octubre 2017
GEOTERMIA
Generación de Electricidad
Etapas de Desarrollo
Experiencia Internacional
Contenido
• GENERACIÓN ELÉCTRICA CON GEOTERMIA
• ETAPAS DE UN PROYECTO GEOTÉRMICO
• EXPERIENCIA INTERNACIONAL EN DESARROLLO GEOTÉRMICO
• REFERENCIAS
Generación Eléctrica con Geotermia
Etapas de un Proyecto Geotérmico
Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico
Referencias
Usos de la Energía Geotérmica
La energía geotérmica puede ser utilizada
para varias aplicaciones que se clasifican
en dos grupos principales:
• Usos directos del calor, para
recreación, calefacción, aplicaciones en
agricultura, acuacultura e industria.
• Generación de electricidad.
Los diferentes usos son condicionados por
la temperatura del recurso.
El uso eléctrico industrial es generalmente
realizado con temperaturas superiores a
los 150˚C.
Tipos de plantas geotérmicas
La electricidad se genera con turbinas de vapor, cuando la temperatura del recurso es mayor
de 180-200°C, o con plantas de ciclo binario, más aptas para temperaturas menores.
Planta de Ciclo
Binario
Planta con
Turbina de
Vapor
Las plantas con turbinas de vapor son (en cantidad) el 53% del parque geotérmico global, pero
contribuyen aproximadamente el 88% de la electricidad geotérmica producida.
Ventajas y Desventajas
La generación de electricidad mediante energía geotérmica tiene
importantes ventajas y algunas desventajas
VENTAJAS
• Recurso autóctono y renovable.
• No depende del clima.
• Tecnología madura experimentada por
más de 100 años.
• Generación continua 24/7. Energía base,
con posibilidad de ofrecer flexibilidad y
servicios auxiliares.
• Bajos costos de operación.
• Baja emisión de gases.
• Ocupa poco espacio, comparado con otras
fuentes de energía.
• Genera trabajo y dinamiza la economía
local.
DESVENTAJAS
• El recurso tiene que ser utilizado
donde se encuentra.
• Inversión elevada y de alto riesgo.
• Plazos de desarrollo de 5-7 años.
• Requiere especialización que es típica
del sector geotérmico.
Generación Eléctrica con Geotermia
Etapas de un Proyecto Geotérmico
Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico
Referencias
Etapas de un proyecto geotérmico
RECONOCIMIENTO PREFACTIBILIDAD FACTIBILIDAD
500-1000 km 2
50-150 km 2
10-20 km 2
Geología/Vulcanología
Geoquímica
Geología
Geoquímica
Geofísica
Pozos Someros
(de Gradiente, "Slim-Holes")
Pozos
Exploratorios Profundos
Pruebas de pozo
Estudios de
Reservorio
Definir las perspectivas de
existencia de recursos
geotérmicos e identificar
las áreas de mayor interés.
Reconstruir un
modelo del recurso por
integración de datos
geocientíficos
y ubicar pozos de
exploración profunda
Confirmar existencia
del recurso,
definir sus características y los
aspectos técnico-
económicos de su explotación
METODOLOGÍAS APLICADAS
OBJETIVOS
ETAPAS DEL PROCESO DE EXPLORACIÓN GEOTERMICA
SUPERFICIE DE ESTUDIO
RECONOCIMIENTO PREFACTIBILIDAD FACTIBILIDAD
500-1000 km 2
50-150 km 2
10-20 km 2
Geología/Vulcanología
Geoquímica
Geología
Geoquímica
Geofísica
Pozos Someros
(de Gradiente, "Slim-Holes")
Pozos
Exploratorios Profundos
Pruebas de pozo
Estudios de
Reservorio
Definir las perspectivas de
existencia de recursos
geotérmicos e identificar
las áreas de mayor interés.
Reconstruir un
modelo del recurso por
integración de datos
geocientíficos
y ubicar pozos de
exploración profunda
Confirmar existencia
del recurso,
definir sus características y los
aspectos técnico-
económicos de su explotación
METODOLOGÍAS APLICADAS
OBJETIVOS
ETAPAS DEL PROCESO DE EXPLORACIÓN GEOTERMICA
SUPERFICIE DE ESTUDIO
EXPLORACIÓN
DE SUPERFICIE
PERFORACIÓN
EXPLORATORIA
DESARROLLO E
INSTALACIÓN
OPERACIÓN
COMERCIAL
Planta Geotérmica en Operación Comercial Campo Geotérmico Berlín (LaGeo – El Salvador)
Proceso típico de un proyecto geotérmico
Riesgos del proceso geotérmico
EXPLORACIÓN DE SUPERFICIE
DESARROLLO
PERFORACIÓN EXPLORATORIA
RECONOCIMIENTO EXPLORACIÓN
ABANDONO DEL PROYECTO
Investigaciones preliminares
Estudios geológicos, geoquímicos, geofísicos
Caminos de acceso, plataformas Pozos exploratorios
Pozos de producción Construcción planta
Exploración Geotérmica
Visita medica
La exploración geotérmica es similar a un chequeo médico
Reconocimiento geológico
Muestreo de fuentes termales
Perforación pozos pequeño diámetro
Radiografías
Biopsia
Estudios geofísicos
Perforación pozos convencionales
Operación quirúrgica
Muestreo de sangre
RESERVORIO GEOTÉRMICO
ROCA IMPERMEABLE (CAPA SELLO)
Acuífero Freático
Perforación de pozos geotérmicos
100 m
500 m
1500 m
2000 - 2500 m
Generación Eléctrica con Geotermia
Etapas de un Proyecto Geotérmico
Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico
Referencias
Reseña histórica de la geotermia
Capa Sello
Calor
• La generación de electricidad con geotermia nació en Italia en 1913 cuando entró en operación en
Larderello la primera planta con turbina de vapor (250 kWe).
• Treinta años después en Larderello había una capacidad geotérmica instalada de 127 MWe. La
mayoría fue destruido durante la segunda guerra mundial.
La geotermia ha demostrado ser una tecnología madura, confiable, que aporta
estabilidad en los sistemas de generación. En ciertos países la generación geotérmica alcanza porcentajes significativos de participación en la
matriz energética: Islandia (29%), El Salvador (24%), Nueva Zelandia (16%) Costa Rica (15%) Filipinas (14%) Nicaragua (10%).
• Después de la segunda guerra mundial la utilización de
recursos geotérmicos para generación de electricidad logró
iniciar su expansión. Las primeras plantas afuera de la cuna
italiana entraron en operación entre 1954 y 1960 en Nueva
Zelanda, México y Estados Unidos.
• Luego, muchas otras naciones se fueron progresivamente
sumando hasta llegar a la situación actual, en la cual la
energía geotérmica es utilizada para generación de
electricidad en 26 países, con una capacidad instalada global
de ~13 GWe.
• La capacidad individual instalada varía entre 0,1 MWe en
Rumanía y Taiwan y 3.5 GWe en Estados Unidos.
Capacidad geotérmica instalada
Calor
Capacidad Instalada (MWe)
Energía Producida (GWh)
Tasa de crecimiento anual
promedia del 4%, con
proyecciones al alza para el
quinquenio 2015-2020.
Evolución capacidad geotérmica en el mundo
(fuente: Bertani, 2015)
Potencial global de recursos geotérmicos desarrollables con tecnología actualmente
disponible estimado en 200 GWe (GEA, 2016).
Los ~13 Gwe desarrollados hasta la fecha a nivel mundial corresponden a un 6-7% del
recurso disponible en base a conocimiento y tecnología actualmente disponible.
Capacidad Geotérmica Instalada
Capa Sello
Calor
Capacidad
geotérmica
Instalada por país
en 2015 (fuente: Bertani, 2015)
Kenya y Turquía han tenido
sustanciales incrementos en
los últimos dos años
aproximándose a los 1.000
MWe instalados.
Top 10 Países Geotérmicos.
Capacidad Instalada a Nov. 2016 (fuente:ThinkGeoenergy).
Chile entró recientemente al club
geotérmico con la puesta en operación
de la planta de Cerro Pabellón (48 MWe)
Capacidad Geotérmica Instalada
Capa Sello
Calor
Evolución de la capacidad geotérmica
instalada en el mundo y en América
Latina, 1970-2015.
América Latina, una de las regiones con condiciones
geológicas más favorables para la explotación del recurso
geotérmico, corresponde solamente al 13% de la
capacidad instalada mundial, y éste corresponde
principalmente a la subregión mesoamericana,
(fuente: CEPAL, 2016)
Plantas geotérmicas en
operación en el mundo (fuente: IGA Geothermal Energy Database,
modificada).
Proyección capacidad geotérmica
Calor
Proyección capacidad geotermo-eléctrica mundial
Capacidad en desarrollo por país
(fuente: GEA, 2016)
(fuente: GEA, 2016)
Capacidad esperada al 2020 entre:
14,8 GWe, con base en plantas
geotérmicas actualmente en construcción
18,3 Gwe, con base en proyectos con
fecha de entrada en operación publicada
En curso programas de desarrollo
geotermo-eléctrico en 22 países, por un
total de 11.870 MWe.
Experiencias de desarrollo
Capa Sello
Calor
El apoyo gubernamental ha sido un factor
fundamental en el desarrollo de la
geotermia.
Aún en países con importantes recursos, y
donde la geotermia ha alcanzado
desarrollos significativos, los procesos no
han sido sencillos y muy influenciados por
la disponibilidad de programas de apoyo y
fomento institucional.
(gráficas tomadas de ESMAP, 2016)
Estados Unidos – 3.450 MWe Filipinas – 1.870 MWe
Japón – 519 MWe
Experiencias de desarrollo El caso chileno
• Chile fue pionero en geotermia efectuando las primeras exploraciones en El Tatio en
1921-1923.
• En los años ‘70 el gobierno realizó importantes esfuerzos que culminaron con el
descubrimiento del campo geotérmico de El Tatio.
• En los años ‘90 se reactivó el interés debido al retiro del suministro de gas de Argentina
y al incremento del costo de la energía.
• En 2000 se publicó la Ley de Geotermia y en 2004 su Reglamento, que delinearon un
mercado geotérmico totalmente asignado a la iniciativa privada.
• Durante los últimos 12 años han sido otorgadas más de 80 concesiones de
exploración y 9 concesiones de explotación, sin embargo los resultados han sido
escasos y varias empresas han terminado abandonando o suspendiendo sus proyectos
(algunos en fase muy avanzada) debido a varias dificultades entre las cuales una
sensible reducción del precio en las subastas de energía.
• En 2017 GDN (asociación Enel-ENAP) puso en operación la planta geotérmica Cerro
Pabellón (48 MWe) la cual es un logro muy importante, pero la situación general en el
sector sigue siendo estática.
Experiencias de desarrollo El caso chileno
Toda la información generada por la Mesa de Geotermia está disponible al público en el sitio web del Ministerio de Energía:
http://www.minenergia.cl/mesa-geotermia/
• Para hacer frente a esta situación, el Gobierno de Chile, con la colaboración del Banco
Mundial, está realizando una Mesa de Geotermia con participación de todos los actores
de la industria.
• El objetivo es analizar el impacto de la energía geotérmica en los sistemas eléctricos
interconectados y sus posibilidades de desarrollo en el mercado nacional.
• La Mesa de Geotermia está estructurada en tres etapas:
Desarrollo geotérmico potencial en Perú
Potencial Geotérmico Desarrollable en el Corto-Mediano plazo (5-15 años) por país (fuente: CEPAL, 2016)
• Perú cuenta con un potencial geotérmico estimado en 2860 MWe (MINEM-JICA, 2012).
• Actualmente existen en el país 4 empresas con 16 autorizaciones vigentes de exploración geotérmica.
• El potencial desarrollo en Perú está significativamente limitado por restricciones ambientales, entre
otros aspectos. Los mejores recursos se encuentran al interior del Área de Conservación Regional
Vilacota-Maure.
• Se estima que en potencial desarrollo en el corto-mediano plazo podría alcanzar los 450-600 MWe, pero
de éstos solamente 130-180 MWe son considerados probables.
Calo
r
PAÍS POTENCIAL DESARROLLABLE EN EL CORTO-MEDIANO PLAZO
PROBABLE POSIBLE IMPROBABLE TOTAL
Argentina 30-45 120-150 150-195
Bolivia 120-150 60-80 180-230
Chile 220-300 105-170 330-480 655-950
Colombia 60-80 40-55 40-60 140-195
Ecuador 60-75 20-25 80-100
Perú 130-180 75-90 250-320 455-590
Venezuela 40-50 40-50
Generación Eléctrica con Geotermia
Etapas de un Proyecto Geotérmico
Experiencia Internacional en Desarrollo Geotérmico
Referencias
Referencias Bibliográficas
Capa Sello
Calor
Bertani, 2015 - Geothermal Power Generation in the World, 2010-2014 Update Report. Proceedings World Geothermal Congress 2015.
Melbourne, Australia, 19-25 April, 2015. Documento disponible en:
https://pangea.stanford.edu/ERE/db/WGC/papers/WGC/2015/01001.pdf
CEPAL, 2016 - Valoración y Gobernanza de los Proyectos Geotérmicos en América del Sur. Una Propuesta Metodológica. Abril 2016.
Documento disponible en: https://www.cepal.org/es/publicaciones/40079-valoracion-gobernanza-proyectos-geotermicos-
america-sur-propuesta-metodologica
ESMAP, 2012 - Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. Technical Report 002/12. Documento disponible en:
https://www.esmap.org/sites/esmap.org/files/DocumentLibrary/FINAL_Geothermal%20Handbook_TR002-12_Reduced.pdf
ESMAP, 2016 - Comparative Analysis of Approaches to Geothermal Resource Risk Mitigation. A Global Survey. Knowledge Series
024/16. Documento disponible en: https://esmap.org/node/56863
GEA, 2016 – 2016 Annual US & Global Geothermal Power Production Report. March, 2016. Dcumento disponible en: http://geo-
energy.org/reports/2016/2016%20Annual%20US%20Global%20Geothermal%20Power%20Production.pdf
IGA Geothermal Energy Database:
http://repoigg.services.iit.cnr.it/SpagoBI/servlet/AdapterHTTP?PAGE=LoginPage&NEW_SESSION=TRUE
MINEM-JICA, 2012 - The Master Plan for Development of Geothermal Energy in Peru. Final Report. Report prepared for Japan
International Cooperation Agency and Ministry of Energy and Mines of Peru by West Japan Engineering Consultants, Inc.,
February 2012. Documento disponible en: http://open_jicareport.jica.go.jp/pdf/12048567.pdf
ThinkGeoenergy, 2016 - http://www.thinkgeoenergy.com/latest-top-10-list-of-geothermal-countries-november-2016-power-generation-
capacity/
Video en lámina No 5 – Disponible en Youtube (https://www.youtube.com/watch?v=L_oxOYbQhv4)
Paolo Bona - Consultor Geotérmico
Email: [email protected]