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Luis C.A. Gutiérrez Negrín Asociación Geotérmica Mexicana Octubre de 2011.

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Presentación del tema: "Luis C.A. Gutiérrez Negrín Asociación Geotérmica Mexicana Octubre de 2011."— Transcripción de la presentación:

1 Luis C.A. Gutiérrez Negrín Asociación Geotérmica Mexicana Octubre de 2011

2 - Definición - Origen del calor: Decaimiento radiactivo (52%) y calor residual de la formación del planeta (48%). - Energía calorífica del interior de la tierra: 12.6 x EJ. - Energía calorífica de la litósfera (~50 km de profundidad): 5.4 x 10 9 EJ. - - Flujo térmico anual: 1,388 EJ/año (~315 en continentes y 1073 en océanos). - Usos directos e indirectos Producción mundial de energía primaria (TPES) en 2008: 492 EJ/año

3 T °C AGUA CALIENTE VAPOR SATURADO Acondicionamiento de espacios (calefacción) Procesos de secado: de madera, alimentos, etc. Acuacultura, bombas de calor (GHP) Balneología Generación de energía eléctrica con ciclo unitario Ciclo binario, concentración de sales

4 Tipo Fluidos naturales SubtipoTemperatura Uso ActualPotencial Convectivo (Hidrotermal) Sí ContinentalA, I, BEléctrico, usos directos SubmarinoANingunoEléctrico ConductivoNo Somero (<400 m)BDirectos (y GHP) Roca seca caliente (EGS) A, IPrototipos Eléctrico, directos Cuerpos de magma ANinguno Eléctrico, directos Sistemas acuíferos profundos Sí Acuíferos hidrostáticos A, I, BDirectos Eléctrico, directos Geopresurizados Notas: Temperatura: A (alta): >180°C, I (intermedia): °C, B: Baja: <100°C. EGS: Sistemas geotérmicos mejorados (Enhanced or Engineered Geothermal Systems). GHP: Bombas de calor geotérmico (Geothermal Heat Pumps).

5 Potencial teórico: Límite físico superior de la energía recuperable. Potencial técnico: Producción de energía obtenible con completa implementación de tecnologías y prácticas demostradas, independientemente de costos, barreras o políticas públicas. Estimación del potencial técnico Para generación de energía eléctrica - Estimación del potencial para recursos hidrotermales (Stefansson, 2005) - Estimación del potencial para recursos de roca seca caliente aprovechable con sistemas tipo EGS (estimación original del capítulo 4) Para usos directos (Stefansson, 2005)

6 Vulcanismo Fusión de la corteza oceánica Probables yacimientos geotérmicos

7

8 Estimación de Stefansson (2005) para recursos de tipo hidrotermal - Identificados: 50 a 200 GW (equivalentes a EJ/año con FP de 90%. - Ocultos: 1000 a 2000 GW (equivalentes a EJ/año con FP 90%).

9 Depth range (km) Technically accessible stored heat from EGSEstimated technical potential (electric) for EGS (EJ/yr) (10 6 EJ)Source 0–10403Rowley, – Tester et al., – Interpolation between values from Rowley (1982) and EPRI (1978) –555.9 Interpolation between values from Tester et al. (2005) and EPRI (1978) –334.1EPRI, Trabajo de Tester et al. (2006) - Cálculo del calor almacenado bajo la superficie continental de EUA a menos de 10 km de profundidad (sin Alaska. Hawai y Yellowstone: 13.4 x 10 6 EJ. - Premisas: recuperación del 2%, pérdidas en conversión de energía térmica en eléctrica, vida útil de 30 años. - Capacidad eléctrica instalable: 1249 GW (equivalente a 35.4 EJ/año con FP de 90%). - Equivalencia aproximada para EUA: 1 x 10 6 EJ de calor almacenado ~ 2.61 EJ/año de energía eléctrica.

10 Estimación de Stefansson (2005) para recursos hidrotermales (menores de 130°C) - Mínimo de 1000 GW t, máximos de 22,000 a 44,000 GW t (promedio superior: 33,000 GW t ). - Asumiendo un FP promedio de 30%, se obtiene un mínimo de 9.5 EJ/año y un máximo de EJ/año. Cálculo del potencial técnico de usos directos (calor) Estimación total del potencial técnico de los recursos geotérmicos en el mundo Máx. Mín.

11 Capacidad geotermoeléctrica mundial en 2010 PAÍSMW 1. Estados Unidos3, Filipinas1, Indonesia1, México Italia Nueva Zelanda Islandia Japón El Salvador Kenya Costa Rica Nicaragua Rusia Turquía Papúa-Nueva Guinea (Isla Lihir) Guatemala Portugal (Islas Azores) China (incluye Tibet) Francia (Isla Guadalupe y Alsacia) Etiopía Alemania Austria Tailandia Australia0.1 TOTAL10,715.4 ~0.2% de la capacidad eléctrica mundial

12 Estados Unidos Filipinas Indonesia México Italia Islandia Japón NZ América Central Rusia Caribe África Oriental Canadá Chile Turquía Hungría China India Australia Líderes del crecimiento mundial a corto plazo Mercados geotérmicos emergentes con crecimiento potencial relevante Recursos convencionales limitados, pero con actividad exploratoria en recursos de baja temperatura y EGS Capacidad geotermoeléctrica instalada Tipo de recurso geotérmico Hidrotermales de alta temperatura Hidrotermales de baja temperatura EGS Alemania

13 CFE (México) 1, MW ENEL Green Energy First Gen/PNOC/EDC Calpine Ormat Pertamina Alterra (Magma) Terra Gen Contact Energy Tohoku Electric Power PLN Northern California Power Agency Kyushu Electric Power MidAmerican TransAlta ICE (Costa Rica) KenGen Mighty River LaGeo (El Salvador) Chevron Principales compañías propietarias de plantas geotermoeléctricas en el mundo

14 AplicaciónMWt Bombas de calor33,760 Calefacción13,130 Balnearios 4,760 Invernaderos 3,620 Acuacultura 1,400 Usos industriales 1,300 Usos agrícolas 250 Otros 350 Total58,580

15 Componentes del costo de inversión % éxito en perforación: 20-25% en pozos de exploración 50-60% en pozos de desarrollo

16 Altos costos iniciales debido a la perforación de pozos. En proyectos de expansión los costos de inversión pueden ser 10 a 15% menores. Amplias variaciones regionales. 1, ,560 2,130 – 5,200 Cifras en dólares a precios de 2005

17 Estimación de costos de O&M O&M incluyen costos fijos y variables Los pozos de reposición deben considerarse como costos de O&M Promedio mundial: 152 a 187 USD/kW/año (dólares de 2005) Casos especiales: NZ: 83 a 117 USD/kW/año (dólares de 2005) Parámetros relevantes Tiempo de vida útil: 25 a 30 años (casos con más de 30 años) Factor de planta: Promedio mundial en 2009: 74.5%. Plantas nuevas >90%.

18 Tasas de descuento de 5, 7 y 10% anual, vida útil de 27.5 años, costo promedio de O&M. Rango completo: USD¢/kWh (condensación) USD¢/kWh (ciclo binario)

19 -No hay cálculos para proyectos tipo EGS, pero de acuerdo con los modelos van de un mínimo de 100 a un máximo de 370 USD/MWh. - El costo de generación es muy dependiente del factor de planta y el tiempo de vida útil. 33 – – 130


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