: Daldrup & Söhne AG)
Alexander Richter 6 de abril 2020 Con algunas limitaciones geográficas basadas en la economía del desarrollo geotérmico, hay un mayor énfasis y oportunidades que se ven en las oportunidades «no tan profundas» de utilizar la energía geotérmica para el calor, como se describe en un artículo de la casa de software basada en Nueva Zelanda Seequent.
de poco o mejor «menor» – la energía geotérmica es abordado en un interesante artículo de NZ software basado en casa Seequent. Como proveedor de software de geociencia, la compañía ha tomado una posición interesante en el mundo geotérmico al que sirve, al impulsar también la narrativa de lo que la energía geotérmica tiene para ofrecer.
Lo hizo recientemente en un artículo sobre» Not so deep Heat » publicado en marzo de 2020. Por lo tanto, al describir la geotermia superficial, en el contexto del sector geotérmico profundo, el artículo se refiere a los recursos geotérmicos que no son tan calientes y no están situados a las profundidades que necesitamos para la generación de energía a partir de recursos geotérmicos calientes. Tradicionalmente, hemos estado hablando de geotermia superficial como en «cerca de la superficie» para el sistema de intercambio geográfico (bombas de calor, de unos pocos metros a 50/ 100 metros), mientras que geotermia profunda (utilizada en Alemania para diferenciar) se refiere a cualquier cosa que perfore para temperaturas calientes (o cada vez más no tan calientes). Pero las líneas entre el desarrollo geotérmico dirigido a la energía geotérmica basada en reservorios (esencialmente derivando el calor a través del agua como portador) y los enfoques de intercambio de calor directo que utilizan cualquier cosa, desde sistemas cercanos a la superficie hasta sistemas súper profundos en granito (derivando calor a través de un sistema de intercambio que puede usar agua u otra cosa).
El uso tradicional de la energía geotérmica ha sido para generar energía eléctrica, y eso generalmente requiere fluidos de muy alta temperatura para entregar las diferencias de temperatura necesarias. Desafortunadamente, tales aplicaciones están extremadamente limitadas geográficamente; solo tienden a operar en áreas donde hay volcanes o temperaturas muy altas/bajas, por ejemplo, Nueva Zelanda, Indonesia e Islandia.
La geotermia superficial se puede alcanzar con una plataforma de perforación mucho más pequeña y menos costosa que las necesidades geotérmicas de alta temperatura. También es menos engorroso y requiere tecnología menos compleja y costosa.
Jeremy O’Brien: Director Global de Energía, Seequent
Pero lo que la geotermia también ofrece es la capacidad de proporcionar calor. Eso puede ser útil a temperaturas mucho más bajas, y este recurso geotérmico de baja temperatura se puede encontrar en muchos más lugares, sin perforar tan profundamente. Si bien este enfoque puede no tener la capacidad de generar grandes cantidades de electricidad, puede desempeñar un papel importante para desplazar la necesidad de crear electricidad a partir de otra fuente.
» El mayor valor de la energía geotérmica superficial es que reemplaza la energía de carga base», dice Jeremy O’Brien, Gerente de Negocios de Energía de Seequent. «Alrededor del 40% de toda la energía que se utiliza en Europa es para calefacción y refrigeración, por lo que si se puede obtener la mitad de ese 40% perforando algunos agujeros en el suelo, eso es un beneficio enorme.»
La geotermia también ofrece una ventaja particular sobre otras fuentes renovables. Siempre está ahí. «Si el sol no brilla o el viento no sopla, sigue funcionando. Es energía limpia 24/7 y no va a desaparecer.»
La carga de base es un objetivo clave para los controles de emisiones
Gran parte de la energía de carga de base de la que depende nuestra sociedad proviene en el pasado de la generación de carbón o gas, y esas son las fuentes que actualmente están siendo restringidas por los acuerdos de CO2. (En 2020, el uso mundial de electricidad a carbón está en camino de su mayor caída anual jamás registrada, después de cuatro décadas de crecimiento casi ininterrumpido.)
Si bien la energía solar y eólica también tienen un papel fundamental que desempeñar en la reducción de nuestras emisiones de CO2, por lo general no se centran en reemplazar puramente la carga base. La geotermia superficial no necesita una batería para almacenar la energía que crea. Está ahí, en el suelo, esperando a que lo golpeen. La huella de una planta geotérmica también suele ser mucho más pequeña que la de una matriz de energía solar o un parque eólico, ya que todo el trabajo pesado se realiza bajo tierra.
Todo esto significa que la geotermia superficial, especialmente las aplicaciones de bombas de calor, tiene la capacidad de ser altamente «local». (Un buen ejemplo es la tendencia de los supermercados a extraer calor de sus propias tiendas y usar intercambiadores de calor para compensar su energía de refrigeración.) O puede ser en toda la ciudad. Copenhague es una de las ciudades europeas que exploran el potencial de la geotermia de poca profundidad para apoyar su calefacción urbana para los residentes.
» A menudo, solo busca temperaturas en el rango de 50 a 80 grados centígrados», dice Jeremy O’Brien, » pero en muchos casos eso es todo lo que necesita para reemplazar la carga base.»La idea tampoco es tan nueva. «Mucha gente no se da cuenta de que París ha tenido calefacción geotérmica desde la década de 1970
Abajo en las profundidades no tan
Entonces, ¿qué tan profundo es poco profundo? «Supongo que en nuestro idioma diríamos cualquier cosa menos de 1.000 metros, mientras que en un sentido geotérmico normal, la profundidad media de un pozo sería de 2.000 metros.
«Lo importante es que todo dentro de esos 1000 metros de la superficie se puede alcanzar con una plataforma de perforación mucho más pequeña y menos costosa que las necesidades geotérmicas de alta temperatura. También es menos engorroso y requiere tecnología menos compleja y costosa.»
Y en muchos casos, las bombas de calor simples pueden ser eficaces en mucho menos que eso. La Tate Modern gallery de Londres optó por una solución geotérmica que desciende a solo cinco metros de un lecho de grava fluvial. Utiliza el pozo para satisfacer parte de las demandas de calefacción del edificio en invierno y las necesidades de refrigeración en verano, manteniendo la invaluable colección de Picassos, Dalis, Rothkos y más a un nivel cómodo (y requerido internacionalmente) de 18 a 25 grados.
De nuevo en el Reino Unido, los investigadores están explorando cómo el legado del país de minas de carbón abandonadas podría usarse para crear una segunda vida de generación de calor, esta vez utilizando las temperaturas ligeramente elevadas (alrededor de 30 grados) de las millas de vacíos vacíos que se encuentran allí dentro de la tierra.
Cómo se revela el potencial geotérmico poco profundo
Una clave para hacer un trabajo geotérmico poco profundo es localizar las formaciones particulares y las unidades estratigráficas que tienen fluidos de buena temperatura en ellas, y que se pueden emplear de manera efectiva. Los estudios pueden incluir datos sísmicos, gravitacionales, telúricos magnéticos, pero puede ser invaluable incorporarlos con lo que ya se sabe sobre la ubicación, señala Jeremy O’Brien.
» ¿Hay pozos antiguos de exploración de petróleo y gas o tal vez pozos antiguos de aguas subterráneas donde los datos se pueden integrar con la geofísica? ¿Cuáles son los caudales de los pozos existentes? ¿Qué te dice eso sobre las áreas que podrían ser más interesantes de explorar? ¿Dónde están las temperaturas más altas y cuál es la geología?»
El buen trabajo de detective puede venir de muchas formas. Por ejemplo, un recorrido en Google Earth por Almería, en el sureste de España, revela un paisaje brillante de invernaderos que cubren casi toda la península. Es la colección más grande de Europa. Al buscar áreas de alto potencial geotérmico, los investigadores razonaron que los agricultores tal vez sabían algo que no sabían
«Solo en el interior se pueden ver las líneas de falla que atraviesan la topografía, y los agricultores estaban perforando para obtener agua en estas colinas. La falla canaliza los fluidos profundamente hacia abajo y vuelve a subir de una manera muy eficiente para que se calienten en relación con las aguas subterráneas benignas. No era bueno para las plantas, ya que había recogido demasiadas sales, pero para la energía geotérmica era ideal….»
ESTUDIO DE CASO-Evaluación del potencial geotérmico de poca profundidad en zonas urbanas; Cataluña, España
Las zonas urbanas europeas se están descarbonizando y el mercado de la energía se está desplazando hacia las energías renovables. La popularidad de la energía geotérmica superficial está creciendo. La Cataluña de España es una región que explora las posibilidades, y es un estudio de caso para el proyecto MUSE (Managing Urban Shallow-geothermal Energy). El área urbana de Girona fue elegida como la primera área piloto, no sin sus desafíos.
Son las propiedades térmicas del subsuelo las que determinan cuánta energía se puede extraer a través de intercambiadores de calor, y alrededor de Girona las propiedades geológicas e hidrogeológicas de cada unidad estratigráfica son complejas y varían significativamente. Se necesitaba un modelo 3D detallado, y se utilizó el software Leapfrog para preparar ese modelo a partir de todos los datos disponibles, que eran sustanciales.
En total, alrededor de 1400 perforaciones, 4 mapas geológicos a escala 1:25000, 5 mapas geológicos a escala 1:5000, 2 mapas hidrogeológicos a escala 1:25000 y una gran cantidad de datos geofísicos se utilizaron para preparar un modelo geológico detallado de un área de 10 km de ancho, 9 km de largo y 300 m de profundidad. Un volumen total del modelo de 29km3. También se vigilaron las temperaturas medias de las aguas subterráneas.
Para interpretar y presentar la geología del subsuelo de la mejor manera posible, fue necesario construir un modelo base que definiera los períodos Paleógeno-Paleozoico, Neógeno y Cuaternario. De hecho, se modelaron 31 unidades geológicas en total, entre el Ordovícico y el Cuaternario. La atención se centró en determinar la profundidad y la expansión espacial de la cuenca sedimentaria de La Selva de Girona (es probable que el relleno sedimentario de la cuenca sea el medio principal a través del cual se utilicen los recursos geotérmicos). La investigación está en curso y, en última instancia, contribuirá al proyecto Geoenergía SGE, que proporcionará una plataforma para evaluar el potencial geotérmico a escala regional y local y ayudará a Girona a decidir qué áreas son más viables para instalar sistemas de calefacción de circuito abierto y cerrado.
Usando Leapfrog para perseguir el calor
Cada vez más los gobiernos buscan filtrar y tamizar todos los datos que han recopilado en áreas, como Almería, donde sospechan que podría haber gradientes de calor utilizables debido a acuíferos sedimentarios con fallas o presionados, etc.
» Creo que Leapfrog puede hacer una contribución real a eso», considera Jeremy O’Brien. «Es una herramienta muy intuitiva para combinar todos esos conjuntos de datos diferentes en un solo lugar. Puede crear una imagen del subsuelo que identifique puntos potenciales que de otro modo no habrían sido intuitivos.
» Si está iniciando un proyecto, es posible que tenga una sección transversal geológica antigua que cubra una región masiva y necesite integrar todos esos datos en un solo lugar. Leapfrog puede acelerar eso enormemente, creando rápidamente una imagen y generando visualizaciones. En comparación, puede tomar días dibujar explícitamente contornos de temperatura a mano o utilizando otro paquete.
» El cribado de muchos datos lo convierte rápidamente en una herramienta poderosa para identificar áreas con potencial de geotermia superficial. Luego, una vez planificada la campaña de perforación, se pueden introducir los datos nuevos para actualizar el modelo y mostrar lo que está sucediendo en el subsuelo. Debido a que Leapfrog se conecta con otro software de simulación, también puede observar el flujo de agua en el suelo o los cambios de temperatura. El software puede guiar a los equipos sobre dónde debe realizarse la perforación y, a continuación, ayudar a comprender y administrar el recurso con el tiempo.
» Significa que Leapfrog puede apoyar un proyecto de principio a fin, a lo largo de toda la cadena de valor.»