ENERGIA GEOTERMICA
En una hora, el sol suministra a la tierra más energía que la que se consume en un año a nivel mundial.
La energía geotérmica puede emplearse directamente para la calefacción y refrigeración de edificios, como asimismo para fines industriales o agrícolas. Dado que está disponible las 24 horas del día, independientemente de las estaciones, del tiempo o de las condiciones climáticas, resulta especialmente interesante para la generación de electricidad.
Aspectos básicos de la tecnología
Esquema simplificado de funcionamiento sobre el aprovechamiento de la energía geotérmica profunda.
En la explotación geotérmica hidrotermal se extrae agua caliente de las capas acuíferas situadas a gran profundidad. Según su temperatura, puede emplearse para la generación de calor o de electricidad. En la llamada tecnología HDR (hot-dry-rock) se emplea la energía geotérmica de rocas secas y calientes. Para ello, por medio de una perforación profunda se hace circular agua a través de un sistema de grietas y fisuras natural o creado artificialmente. El agua caliente es transportada a la superficie a través de una segunda perforación y acciona, como vapor, una turbina generadora de electricidad, o bien se inyecta a la red de calefacción. Debido a las altísimas temperaturas, una planta de HDR tiene un mayor coeficiente de rendimiento que otros procedimientos geotérmicos. La rentabilidad de estas plantas depende del tipo de roca y de su permeabilidad. Ejemplos de cálculos muestran que con la tecnología HDR es posible bajar los costes de generación de electricidad a alrededor de diez céntimos/ kWh. Esta forma de geotermia se encuentra en parte en la fase de ensayos, y en menor medida se emplea ya en la práctica.
En la geotermia cercana a la superficie se utiliza la energía obtenida de las capas más superficiales de la tierra, hasta una profundidad de 200 metros. A fin de poder utilizar las temperaturas de ocho a doce grados Celsius en el subsuelo plano, se emplean bombas térmicas, colectores geotérmicos, sondas geotérmicas, pilotes energéticos o también piezas de hormigón en contacto con la tierra.
Con la ayuda de bombas térmicas pueden aprovecharse en forma óptima los bajos niveles de temperatura en el sector de la geotermia cercana a la superficie. Las bombas térmicas emplean el calor circundante que, por ejemplo, está difundido en el terreno en las proximidades inmediatas de viviendas.
Representación esquemática de una calefacción de bomba térmica.
En un sistema de circuito estos dispositivos extraen el calor del suelo y lo hacen aprovechable para usos de calefacción y calentamiento de agua. Operándose el sistema en sentido opuesto, en verano también se puede producir frío. Este principio es aplicable asimismo a bajas temperaturas; así, las bombas térmicas se pueden emplear incluso cuando el suelo presente una temperatura de 0 grados. Para el funcionamiento del proceso de bomba térmica se requiere corriente eléctrica. Un medio (agua salina, agua dulce o aire) circula por un sistema de tuberías y, al hacerlo, va extrayendo el calor del entorno mediante la modificación de la presión y el cambio de su estado físico. Un frigorífico, por ejemplo, funciona según este mismo principio, pero en sentido inverso. Él extrae el calor de su interior y lo transmite al entorno, produciendo así el efecto de refrigeración deseado en su cavidad.
Si el sistema se opera en sentido opuesto, en verano también se puede producir frío. Este principio es aplicable asimismo a bajas temperaturas; así, las bombas térmicas se pueden emplear incluso cuando el suelo presente una temperatura de cero grados Celsius. Las bombas térmicas son apropiadas para combinaciones con instalaciones térmicas solares (ver folleto «Renewables made in Germany: energía térmica solar – biogás – biomasa sólida y combustibles biológicos»). Los costes de energía en la operación de la bomba térmica se sitúan, para la misma demanda de calor, hasta un 60 por ciento por debajo de los de otros sistemas de calefacción. Dado que la mayor parte del calor proporcionado por las bombas térmicas proviene de energías renovables, resultan protegidos tanto los recursos energéticos como el medio ambiente.
Colectores geotérmicos se colocan normalmente a 80 – 160 cm de profundidad, en forma horizontal. Por los colectores se hace circular un fluido caloportador, extrayendo de ese modo el calor del suelo. Están supeditados a las influencias atmosféricas imperantes en la superficie. Por eso, al acoplarse una bomba térmica a un colector geotérmico, la misma está obligada a trabajar con temperaturas de la fuente térmica especialmente desfavorables en tiempos de mayor demanda de calor.
Sondas geotérmicas son los tipos de instalaciones más extendidos en Europa central y del norte. Pueden colocarse a una profundidad de 50 a 400 metros. Para el uso doméstico, la profundidad promedio alcanza sin embargo hasta 100 metros. El espacio que requieren es reducido y emplean un nivel de temperatura constante. Se tienden tubos de plástico que se conectan en circuitos y se unen al sistema de refrigeración y calefacción del edificio. En ellos circula un líquido caloportador que absorbe el calor de la tierra y lo transfiere a la bomba térmica.
En el caso de los pilotes energéticos se trata de palos de hormigón o muros cortina enterrados a gran profundidad y recubiertos con tubos de plástico, los que, portando agua como medio conductor, aprovechan el calor o el frío de la tierra. El agua fría se calienta en los pilotes energéticos mediante geotermia. El agua caliente calefacciona el edificio con el auxilio de una bomba térmica interconectada. En el verano, este sistema puede emplearse para una refrigeración suave mediante una sencilla inversión.
Desarrollo en Alemania
Proyectos geotérmicos en fase de planificación en Alemania. A fondo: temperaturas en 2.000 m de profundidad – punto de partida ideal para el aprovechamiento del calor geotérmico.
Actualmente, la geotermia en Alemania contribuye a la generación de energía con 630 megavatios (MW) en forma de energía térmica y 0,23 MW en forma de electricidad. A nivel mundial existen más de 28.000 MW de potencia térmica. En el año 2005 se invirtieron en Alemania alrededor de 250 millones de euros para aumentar el uso de la geotermia. Según la Asociación Federal de Bombas Térmicas (Bundesverband Wärmepumpe), el último año se vendieron alrededor de 44.000 bombas térmicas. Con ello, las ventas experimentaron más que una duplicación en el año 2006. También en 2007 sigue perfilándose en toda Europa un fuerte interés de los consumidores en esta forma de energía económica y no contaminante.
En Alemania, el uso de la energía hidrotérmica para la generación de calor y electricidad se está probando con éxito desde hace varios años en la ciudad de Neustad/Glewe, del Estado de Mecklenburgo-Pomerania Occidental. En Landau, ciudad sureña del Palatinado, se colocó en mayo de este año la piedra fundamental de la primera central industrial de energía geotérmica de Alemania. Ya a partir de octubre deberá generarse electricidad para unos 6000 hogares y calefacción local para 300 hogares. Otros proyectos se encuentran en la fase de planificación o ya en construcción. Actualmente existen alrededor de 100 proyectos de prospección para el suministro de electricidad geotérmica.
Condiciones marco
Los proyectos de investigación en geotermia de profundidad requieren para su materialización de un continuo fomento en el marco de condiciones políticas estables.
En Alemania, la generación de electricidad a partir de la geotermia es fomentada por la Ley de Energías Renovables (EEG), dependiendo de las dimensiones de las plantas. Junto con esta remuneración por la energía inyectada, el constructor de la instalación puede también acogerse a ayudas estatales en forma de un crédito a bajo interés.
El gobierno alemán apoya el montaje de bombas térmicas no contaminantes en viviendas, en el marco del Programa de Estímulo de Mercado. La Ley de Calor Renovable que planea el gobierno significará un impulso adicional para las inversiones en el sector. Mediante un sistema de bonificación, con el cual a través de un pequeño recargo en el precio de fuel oil y gas se pague una subvención por la generación de calor sin impacto ambiental, mucho más ciudadanos podrían decidirse a montar bombas térmicas. A nivel de la UE se está negociando sobre una directiva para el fomento del calor renovable.
En muchos países, desde el ámbito político se financian campañas informativas y se apuesta exitosamente por un apoyo ideológico de la tecnología de bombas térmicas. También la ampliación de la geotermia de profundidad deberá ir acompañada de una intensa labor de relaciones públicas, a fin de esclarecer a la población sobre eventuales efectos, ya que las perforaciones de prueba pueden desencadenar sacudidas sísmicas inofensivas pero perceptibles.
