energía de la geotermia - clase wjt 2015

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M.Sc.Wilfredo Jara M.Sc. Ing. Wilfredo Jara Tirapegui (+56-2) 2326 1982 Celular (+56-9) 8920 9519 E-Mail [email protected] [email protected] Energía de la Geotermia

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Page 1: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

M.Sc.Wilfredo Jara

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara Tirapegui

(+56-2) 2326 1982Celular (+56-9) 8920 9519

E-Mail [email protected]@gmail.com

Energía de la Geotermia

Page 2: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La energía geotermal ha sido usada por varias civilizaciones desde tiempos remotos, para fines de baños, lavado o para cocinar.

Historia

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Page 3: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La primera planta geotérmica fue Landerello, Italia en1904

Historia

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Page 4: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Panorama Mundial

Fuente: REN21 Renewables 2015 Global Status Report

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Page 5: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Panorama Mundial

BRICS: An association of emerging national economies including Brazil, Russia, India, China, and South Africa. The use of "European Union," or "EU" throughout refers specifically to the EU-28.

Fuente: REN21 Renewables 2015 Global Status Report

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Page 6: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. Hiriart

Flujo de calor terrestre mW/m2

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Page 7: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Los principales desarrollos mundiales(capacidad en MW)

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Panorama Mundial

Page 8: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Potencia total instalada en América

Latina 200,000 MW (todas las

tecnologías Convencionales y

ERNC)

Geotermia:

1373 MW (0.7%)

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Panorama Mundial

Page 9: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

México: 1,200 MW

Guatemala: 500 MW

Honduras: 200 MW

El Salvador: 500 MW

Costa Rica: 600 MW

Nicaragua: 600 MW

Perú: 100 MW

Colombia: 1000 MW

Panamá: 50 MW

Chile: 2000 MW

Argentina: 50 MW

Ecuador: 800 MW

Bolivia: 1400 MW

TOTAL: 9,000 MW

Potencia Geotérmica

Esperada

Fuente: G. Hiriart

Page 10: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

POTENCIAL ESTIMADO DE ANILLOS GEOTERMOELÉCTRICOS

Anillo Geotermoeléctrico

CentroamericanoGuatemala 400 MW

El Salvador 300 MW

Nicaragua 600 MW

Honduras 100 MW

Costa Rica 500 MW

Panamá 100 MW

Total 2 000 MW

Anillo Geotermoeléctrico

AndinoPerú 200 MW

Bolivia 900 MW

Chile 800 MW

Argentina 100 MW

Total 2000 MW

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Panorama Mundial

Page 11: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Chile está ubicado íntegramente, en lo que se conoce como"Cinturón de Fuego del Pacífico", región del planeta que secaracteriza por su intensa actividad sísmica y volcánica.

Chile posee el 15% de los volcanes

activos del mundo.

Volcán Villarica en Erupción

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia en Chile

Page 12: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Región Comuna Sitios Región Comuna Sitios

Putre 5 Curicó 3

Huara 1 Molina 1

Camiña 1 San Clemente 1

Colchane 6 Linares 2

Pica 9 Longaví 1Pozo Almonte 1 Parral 1

Ollague 1 San Fabián 1

Calama 3 Coihueco 1

San Pedro de Atacama 8 Santa Bárbara 7Antofagasta 1 Quilaco 1

Diego de Almagro 2 Curacautín 2

Copiapó 3 Melipeuco 1Tierra Amarilla 2 Curarrehue 3

Vicuña 1 Pucón 7

Combarbalá 1 Lanco 2

Santa María 2 Futrono 3San Esteban 1 Panguipulli 2

Colina 1 Puyehue 2

Las Condes 1 Puerto Varas 3San José de Maipo 5 Cochamó 3

Cauquenes 1 Chaitén 6San Fernando 1 Hualaihué 4

Cisnes 4Río Ibañez 2

Primera

Total: 23

Séptima

Total: 6

Segunda

Total: 13

Tercera

Total: 5

Undécima

Total: 6

Octava

Total: 10

Novena

Total: 13

Décima

Total: 25

Quinta

Total: 3

RM

Total: 7

Sexta

Total: 2

Cuarta

Total: 2

Catastro de Manifestaciones Termales (Fuente CNE)

El Tatio

ENERGÍA GEOTÉRMICA

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia en Chile

Page 13: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Energía geotérmica es bien del Estado, posible de explotar por medio de concesión

Regula concesiones de exploración y explotación: derechos y obligaciones de los concesionarios

Regula relación entre concesionarios y propietarios de terrenos. Otorga derecho exclusivo para solicitar concesiones de explotación a los

concesionarios de exploración.

Vigencia de las concesiones:Exploración : 2 años prorrogables por 2 adicionales.Explotación : Indefinida si se explota la energía.

Ley Geotermia 19.657

"Sobre Concesiones de Energía Geotérmica" – 07.01.2000

Fuente: Fundación Chile

ENERGÍA GEOTÉRMICA

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia en Chile

Page 14: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Principales Actores ENG ( ENEL 51% + ENAP 49%)

Energía Andina ( Antofagasta Minerals 60% + ENAP 40%)

GGE Chile (!00% GeoGlobal LLC, filial Mighty River Power New Zealand)

Magma ( Filial Chile MAGMA Inc, empresa Canadiense )

Hot Rock S.A. (Filia Chilena Hot Rock Ltd, empresa Australiana)

Estado Concesiones De Explotación :

El Tatio (ENG)

Pampa Apacheta (ENG)

San Gregorio (GGE Chile)

Laguna del Maule ( Magma)

De Exploración

Mas de 40 concedidas 40% de ellas en poder de Energía Andina

Nuevos Actores COLBÚN

EDC (empresa Filipina privada con mas de 500 MW Geotérmicos en operación)

ENERGÍA GEOTÉRMICA

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia en Chile

Page 15: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: Presentación Ministerio de Energía, mayo 2013

ENERGÍA GEOTÉRMICA

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia en Chile

Page 16: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

El proyecto Curacuatín seencuentra aprobado por laautoridad ambiental, ycorresponde a una central paracon capacidad de 70 MW, paraser conectada al SIC, y situadaen los faldeos del volcánTolhuaca, en el límite de lasregiones del Bio Bio y LaAraucanía. La inversiónestimada es de USD 330millones y el propietario delproyecto es Mighty River Power,ex GGE Chile SpA

ProyectoCuracautín

Fuente: CER, Chile

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia en Chile

Page 17: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

El proyecto Cerro Pabellón yacuenta con la aprobación para sucentral de generación, pero aún seencuentra en calificación por laautoridad ambiental lo referente a lalínea de transmisión. Esta centraltendrá una capacidad de 50 MW (40MW en planta de condensación + 10MW en planta binaria), para serconectada al SING, y situada en lascomunas de Ollagüe y Calama, en laregión de Antofagasta. La inversiónestimada es de USD 180 millones y elpropietario del proyecto esGeotérmica del Norte S.

Fuente: CER, Chile

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia en Chile

Page 18: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Geotermia: Ventajas y Desventajas

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Page 19: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

• Industria (secado, generación electricidad)• Agricultura (alimentos)• Habitat (climatización, agua caliente)

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aplicaciones de la Geotermia

Page 20: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Aplicaciones según latemperatura

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aplicaciones de la Geotermia

Page 21: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aplicaciones de la Geotermia

Page 22: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

¿ Cómo funciona la Geotermia ?

Page 23: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Las áreas con mayores recursos geotérmicosaccesibles son aquellas en que el magma (masa

rocosa en estado de fusión que se haya en el interior de la tierra y que

puede afluir a la superficie donde se enfría y solidifica) está muycerca de la superficie terrestre.

Zonas de corteza terrestre delgada o fracturada(Anillo de Fuego).

En Sudamérica, es originado por el choque dela Placa de Nazca con la Placa Sudamericana.

La reserva geotérmica se forma en rocasporosas y permeables ubicadas bajo una capade roca impermeable que atrapan el aguacaliente y vapor en ascenso.

Indicios de una reserva geotérmica son lasfumarolas y las aguas y barros termales.

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 24: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La geotermia aprovecha el calor y el agua que sehan concentrado en ciertos sitios del subsueloconocidos como yacimientos geotérmicos. Estosyacimientos están asociados a fenómenosvolcánicos y sísmicos. La energía geotérmica,como su nombre lo indica, es energía caloríficaproveniente del núcleo de la tierra, la cual sedesplaza hacia la superficie terrestre a través delas fisuras existentes en las rocas sólidas ysemisólidas del interior de la tierra.

Un yacimiento geotérmico típico se compone de una fuente de calor, un acuífero y lallamada capa sello. La fuente de calor es generalmente una cámara magmática enproceso de enfriamiento. El acuífero es cualquier formación con la permeabilidadsuficiente para alojar agua percolada desde la superficie o desde otros acuíferos. Lacapa sello es otra formación, o parte de ella, con una menor permeabilidad, cuyafunción es impedir que los fluidos geotérmicos se disipen totalmente en la superficie.Con el pasar de los años, la cámara magmática irá transfiriendo su calor a los acuíferosque existían en la zona elevándoles la temperatura hasta alcanzar 300° C ó 400° C.

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 25: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Las 3 G:

• Geología (tectónica, vulcanismo, fallas, tipos de rocas)

• Geoquímica (tipo de fluidos, geotermómetros,trazadores, isotopía)

• Geofísica (resistividad eléctrica, magnetismo, gravimetría, sísmica)

¿Existe potencial geotérmico?

Fuente: G. Hiriart

Geotermia

Page 26: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

¿ Invertiría usted ~ 7 millones de dólares enperforar un pozo en este lugar, con base en losestudios superficiales ?

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 27: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Desarrollo del recurso

Etapa de exploración : Definir las características termodinámicas del reservorio

Etapa de explotación : Extracción, manejo y acondicionamiento del fluido geotérmico

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 28: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La exploración suele comenzar con el análisis de fotografíasaéreas y satelitales.

Luego se realizan estudios vulcanológicos.

Estudios geológicos permiten establecer el tipo y edad de lasrocas.

Estudios eléctricos, magnéticos, químicos y sísmicospermiten alimentar modelos con los cuales se recomienda ellugar para perforar.

En algunas ocasiones, se realizan perforaciones de pequeñodiámetro a fin de generar estimaciones de Gradiente deTemperatura.

Se perfora uno o más pozos y, si los resultados son buenos,se pasa a la explotación del recurso.

Etapa de exploración

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 29: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Geología y Geoquímica: MMUSD 0,025 - 0,040

Localización, temperatura, poder calorífico, tasa de descarga, características del fluido.

Estructura geológica.

Geofísica: MMUSD 0,250 - 0,500

Estructura de la parte superior del campo.

Modelo Conceptual: MMUSD 0,025 - 0,050

Estimación del potencial, forma y tipo del campo.

Modelos de desarrollo y riesgo.

Plan de perforación y pruebas.

Perforación exploratoria: MMUSD 12

Perforación de 3 pozos (1 pozo = 2 meses).

Pruebas: MMUSD 0,100 - 0,200

Mediciones de temperatura y presión, análisis químicos.

Etapa de exploración

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 30: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. HiriartM.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Geología

Page 31: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Geoquímica

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 32: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Geofísica

Fuente: G. Hiriart

Geotermia

Page 33: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Definición sobre el potencial estimado en MW del yacimiento

• Con base en estudios superficiales (sin todavía perforar) se hace un estimado del tamaño del yacimiento

• Estima rentabilidad del proyecto

• Busca recursos financieros para los tres primeros pozos exploratorios

• Esquemas para asegurar inversión (seguros de riesgo, del Estado??)

La decisión mas riesgosa y con mucha incertidumbre OK, PERFORO!

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 34: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. Hiriart

Perforación

Page 35: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Perforación Exploratoria

(Para conocer el yacimiento y ojalá salga bueno como productor)

• Técnicas de perforación propias de la Geotermia

• Geología megascópica

• Petrografía

• Minerales de alteración

• Temperatura del lodo

• Química de fluidos

• Permeabilidad

Geotermia

Page 36: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Equipo Perforación

Nucleo Continuo

Autotransportable

Profundidad Max.

1500m

Equipo Perforación

Tricónico

Autotransportable

Profundidad Max.

1800m

Equipo Perforación

Tricónico

Profundidad Max.

4000m

Page 37: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Mejores Técnicas para Perforación

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Perforación

Page 38: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Perforación

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 39: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Productora 7”

Cabezal 13 3/8”

Pozo Slim

Conductor 30”

Casing 20”

Productora13 3/8”

Liner 9 5/8”

Agujero 12 ¼”

Maestra

Cabezal 13 3/8”

Conductor 30”

Casing 20”

Liner 7”

Agujero 8 ½”

Maestra

Productora 9 5/8”

Conductor 14”

Casing 9 5/8”

Liner 4”

Agujero 6”

Maestra

Cabezal 7”

Pozo ProductorTradicional

Pozo ProductorSuper Pozo

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 40: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Efecto de la Temperatura en un Pozo Geotérmico

2000 m

8 m

•El coeficiente deexpansión de un tubo deacero es de 0.0144m/km/°C.

•Calentar 2000m detubería 300°C produceelongación de 8 m.

•Los esfuerzos quesoporta el anclaje sonenormes.

Pozo frío Pozo Caliente

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 41: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Efecto de la Temperatura en una mala cementación de un Pozo Geotérmico

2000 m

Burbuja de agua fría Burbuja de agua Caliente

Una burbuja de agua fríade 10 cm 3 que se calientade 50 a 300°C aumenta supresión a 2000 psi

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 42: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Pruebas de pozo

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 43: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Actividades Principales del Proyecto1. Exploración sin perforación2. Permisos, licencias,..3. Caminos, plataformas, insumos4. Perforación exploratoria (ideal 3 pozos)5. Pruebas de pozos y de reservorio6. Perforación de pozos productores7. Perforación pozos de reinyección 8. Construcción del sistema de acarreo de vapor9. Construcción de la central10. Líneas de transmisión11. Pruebas y puesta en servicio

Sigue o Para

Sigue o Para

?

Sigue o Para

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 44: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La explotación considera el proyecto integral deextracción, manejo y acondicionamiento de fluidosgeotérmicos, por lo cual no sólo incluye la perforacióndel pozo, si no también todas las instalacionessuperficiales, equipos necesarios y ramal devaporductos.

Proceso de Extracción de Vapor: Estaactividad consiste en llevar a la superficie el vaporque se encuentra en el subsuelo, mediante laperforación de pozos productores y construcciónde su infraestructura que proporcione el conductoadecuado para su extracción y control.

Proceso de Manejo y Acondicionamiento deVapor: Esta actividad consiste en separar el vaporde la mezcla extraída y transportarlo a través de lared de tuberías a las centrales generadoras,transportar el agua separada a través de las obrasde conducción y descargarla en las obras decaptación para su inyección al subsuelo, luego deseparar los sólidos contenidos.

La perforación de cada pozo productor toma aprox. 3meses (2.800 m de profundidad) y se puede perforarcon más de un equipo paralelamente. Si la roca tienemucho sílice, la perforación podría tomar más tiempo yse tendrían que reponer varias barrenas.

Etapa de explotación

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 45: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La implementación de las instalaciones superficiales (inducción, calentamiento,desarrollo, equipamiento y construcción de líneas de vapor) toma aprox. 2 mesespor pozo.

Después de la extracción de vapor a través de los pozos productores, en lasuperficie, a boca de pozo, se provoca la expansión del agua caliente extraída delyacimiento y luego se separa el vapor del agua. El vapor, que es el que contienela mayor parte de la energía, se envía a la central de generación mientras que elagua caliente, que contiene muchas sales e impurezas (puede contener boro yarsénico), se reinyecta al propio yacimiento para recargarlo y regresar lasalmuera a su origen sin contaminar otros acuíferos.

Si la cantidad de agua separada es muy abundante, se le suele dar una segundaexpansión, bajando más la presión y aprovechando este vapor de baja presión enla central. También se puede usar el agua a alta temperatura para operar unacentral de ciclo binario, donde se transfiere calor a un fluido secundario paraoperar un ciclo de generación cerrado moviendo una turbina especial.

El vapor producido en los pozos es recolectado mediante una red de vaporductosy llevado hasta la central, donde se purifica y luego entra a las turbinas de vapor.Después de realizar trabajo en la turbina, el vapor puede ser descargado a laatmósfera o a un condensador (más eficiente) dependiendo del tipo de central.Todo el resto del sistema de generación eléctrica, transformación, control ytransmisión, es prácticamente igual al de una central térmica convencional.

Etapa de explotación

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 46: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La Geotermia aplicada a la producción de electricidad

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 47: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La tecnología es simple: son turbinas a vapor. Según lascaracterísticas del vapor, es el tipo de tecnología a emplear:

Vapor seco. La reserva provee vapor (no agua), el que eslimpiado de impurezas e inyectado directamente en laturbina. Hay pocas así, como Larderello y The Geysers.

Flash. La reserva provee vapor húmedo, el que esintroducido en un estanque para separar vapor de agua. Esel tipo más común.

Ciclo Binario. El calor del agua es usado para vaporizarun fluido de trabajo (isopentano), que es el que entra a laturbina. Se emplea en reservas de baja temperatura. (aguageotérmica 130 a 150 °C aprox.) Después de su paso porla turbina, el fluido secundario se condensa, para volver alintercambiador de calor y cerrar el ciclo. Por su parte, elagua geotérmica, ahora más fría (aprox. 80 °C), sereinyecta al yacimiento.

La tecnología

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 48: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Separador

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 49: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 50: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 51: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 52: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Fuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 53: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Costos aproximados

• Planta Geotermoeléctrica de 50 MW, • Consumiendo 400 t/h de vapor• Producción promedio por pozo 50 t/h

Costo de un pozo varía mucho según disponibilidad de equipos en el mercado

M$

Exploración 7

Perforación exploratoria (3 pozos)

12

Pruebas de campo y de pozos 2

Permisos, caminos, terrenos 5

Pozos productores(8+2) 42

Pozos inyectores (3) 9

Sistema de acarreo de vapor y agua

10

Central 100

Línea de transmisión (10 km) 3

Total 190

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 54: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Beneficios “inesperados” Que suba el precio de los combustibles tradicionales

Que escaseen los combustibles

Que escasee el agua de las hidráulicas

Que los pozos produzcan más de lo esperado

Que se gaste muy poco en mantenimiento

Que se transforme la planta en modelo ecológico de generación eléctrica

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 55: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 56: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Campo Geotérmico Cerro Prieto (Baja California)

Ubicado en la frontera con California EEUU

Yacimiento en roca sedimentaria

Capacidad instalada: 720 MW

Generación anual: 5,400 GWh

Producción anual de vapor: 50 millones ton

Pozos productores promedio: 130

Factor de planta promedio : 86%

La primera central de 75 MW entró en operación en Abril de 1973

Cerro Prieto

Fuente: G. Hiriart

Page 57: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Cerro Prieto

Fuente: G. Hiriart

Page 58: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Campo Geotérmico Los Azufres ( Michoacán)

Ubicado a 200 km de la capital,en las montañas de Michoacán a 2800 m sobre el nivel del mar

Capacidad instalada: 193 MW

Generación anual: 1400 GWh

Producción anual de vapor: 13 millones ton

Pozos productores promedio: 30

Factor de planta promedio: 85%

Campo volcánico en roca andesíticaLos Azufres

Fuente: G. Hiriart

Page 59: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Los Azufres

Fuente: G. Hiriart

Page 60: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Campo Geotérmico de Los Humeros ( Puebla)

Ubicado cerca de la ciudad de Puebla

Es una caldera volcánica

7 Unidades a contrapresión de 5 MW

Temperatura máxima del yacimiento 405 °C

Capacidad adicional proyectada: 50 MW

Generación anual: 350 GWh

Producción de vapor: 540 ton/h

Producción de vapor a anual: 4.8 millones ton

Pozos productores promedio:20

Factor de planta promedio: 95%

Los Humeros

Fuente: G. Hiriart

Page 61: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Los Humeros

Fuente: G. Hiriart

Page 62: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Campo Geotérmico Las Tres Vírgenes ( Baja California Sur)

Ubicado en Baja California, alejado de la red eléctrica

Compite con centrales de generación diesel

Tipo de campo: volcánico

Ubicación: Zona de reserva de la biosfera

Capacidad instalada: 10 MW

Producción de vapor: 80 ton/h

Pozos productores promedio: 4

Tres Vírgenes

Fuente: G. Hiriart

Page 63: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Tres Vírgenes

Fuente: G. Hiriart

Page 64: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

M.Sc.Wilfredo Jara T Módulo III Energías Renovables

Page 65: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Ciclo Binario en Guatemala

Fuente: G. Hiriart

Page 66: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Chena, Alaska

Fuente: G. Hiriart

Page 67: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

Salak Field, Java, Indonesia330 MW

Page 68: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

M.Sc.Wilfredo Jara T. Energías Renovables

,

Fang Thailand : 0.3 MW Binary Plant

Page 69: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

100 MW Mokai Geothermal Power

Plant, New Zealand

2000, 2005

14 MW Sao Miguel Geothermal

Power Plant, Azores Islands

1994, 1998

40 MW Heber Geothermal Power

Plant, California,

1992

125 MW Upper Mahiao Geo-

Power Plant, the Philippines

1996

57 MW Ormesa Geothermal

Complex, California

1987

30 MW Puna Geothermal Power

Plant, Big Island, Hawaii

1992

Varios

Fuente: G. Hiriart

Page 70: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 71: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

La capacidad de la unidad de 300 kWh es suficiente para abastecer una población de 2,000 habitantes En poblados aislados se puede emplear en:Uso doméstico

Pozos de agua (riego agrícola)

Pequeñas aplicaciones industrialesFuente: G. Hiriart

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

Page 72: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

ESQUEMA DE UNA ESQUEMA DE UNA

OPERACIOPERACIÓÓN GEOTN GEOTÉÉRMICA RMICA

PARA CALEFACIPARA CALEFACI ÓÓN N

MULTIPLEMULTIPLE

InvernaderoInvernadero

LosaRadianteLosaRadiante

Agua Fría

Pozo de

Inyección

Bomba de

Inyección

Red domiciliaria

IntercambiadorTérmico

Pozo deProducción

Bomba deProducción

Agua

Caliente

(60º - 80ºC)

Agua Fría

Pozo de

Inyección

Bomba de

Inyección

Red domiciliaria

IntercambiadorTérmico

Pozo deProducción

Bomba deProducción

Agua

Caliente

(60º - 80ºC)

PisciculturaPiscicultura

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

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Climatización

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

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Agricultura

Geotermia

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Recreación

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

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Sitios con potencial para geotermia submarina

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M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Geotermia

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En general, se dice que la geotermia esparcialmente renovable y los diseños de unacentral se realizan normalmente para operardurante 25 años, aunque hay casos quellevan operando más de 40 años.

La cantidad de calor almacenado en la rocadel reservorio es tan grande que puedeconsiderarse como una fuente infinita deenergía, en comparación a la consumida porla central.

Por otro lado, el agua caliente, que esfinalmente la que transporta el calor de laroca hasta las propias turbinas, es finita.

De este modo, si el ritmo de extracción delfluido geotérmico es el adecuado,comparado con la recarga natural del propioyacimiento y el apoyo que se le démediante la reinyección, el proceso degeneración puede ser consideradorenovable.

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aspectos Ambientales

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En cuanto a la contaminaciónatmosférica que la generacióngeotermoeléctrica pueda producir, esimportante tener en cuenta que ésta noemite óxidos de nitrógeno (NOx), óxidosde azufre (SOx), ni mercurio, comoocurre en las plantas de combustión.

Las emisiones geotérmicas sólocontienen gases de CO2, aunque muyinferiores comparadas a las de unacentral de ciclo combinado quemandogas natural.

Por otro lado, las pequeñas cantidadesde gas sulfhídrico (H2S) que emite unacentral geotérmica, se controlan coneficacia mediante una adecuadadispersión local y realizando medicionescontínuas para mantenerse dentro de loslímites permisibles.

Geotermia

Gas

natural

Petróleo

Carbón

Geotermia

Gas

natural

Petróleo

Carbón

Comparación de emisiones de CO2 (lbs/MWH)

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aspectos Ambientales

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M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aspectos Ambientales

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Diferentes tipos de plantas, distintos impactos al ambiente

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aspectos Ambientales

Page 82: Energía de La Geotermia - Clase WJT 2015

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

Cic

lo C

om

bin

ad

o

Mayo

r/G

as

Cic

lo C

om

bin

ad

o

Men

or/

Gas

Vap

or

Mayo

r/G

as

Cic

lo C

om

bin

ad

o

Mayo

r/D

est

Tu

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e G

as

Mayo

r

Vap

or

Mayo

r/C

arb

ón

Vap

or

Mayo

r/C

om

bu

stó

leo

Geo

term

ia 1

%

Geo

term

ia 2

%

[To

n/M

Wh

]

Emisiones de CO2

SO2 =0%

NOx =0%

Hg =0%

H2S

Otras emisiones

M.Sc. Ing. Wilfredo Jara

Aspectos Ambientales

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En ningún caso se genera lluvia ácida, ya que ésta proviene del SO2 y el agua.

Para la contaminación acústica, se utilizan silenciadores que abaten el ruido hasta nivelesaceptables, además de cumplir una doble función al eliminar el salpicado de salmuera.

En cuanto al agua separada (salmuera), si se realiza la reinyección de ésta al propio yacimientoen forma adecuada, se eliminan los riesgos de contaminación del suelo, acuíferos superficialesy cursos de agua.

Así, una central geotermoeléctrica bien manejada no contamina ni es peligrosa para su entorno.

• La utilización del suelo, ya que se requieren grandes extensiones y de una considerable infraestructura.

• El manejo del suelo, relacionado con su estabilidad y la influencia sobre las formaciones geológicasprofundas. Entre los impactos negativos podrían estar la erosión, el hundimiento del terreno y lainducción de actividad sísmica.

• El ruido, en especial en la etapa de perforación de los pozos.

• Posible contaminación del aire, debido a flujos de gases contaminantes y no controlados en las distintasetapas del proceso de explotación.

• Posible contaminación de las aguas, debido a los procesos térmicos durante la explotación de la planta.

• Alteración de ecosistemas, debido a un mal manejo del recurso.

….Sin embargo se deberá tener en cuenta:

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Aspectos Ambientales

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Energía de la Geotermia

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