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.

Cómo se genera electricidad?

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

Riesgos del proceso geotérmico

25%

Modificado de ESMAP, 2012

EXPLORACIÓN DESARROLLO OPERACIÓN

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

Perforación de pozos geotérmicos

Plantas geotérmicas

Plantas geotérmicas y su entorno

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: pbona1961@gmail.com