Cómo funciona la energía geotérmica
Alemania no es un país puntero en energía geotérmica, ni en Europa ni en el mundo, a pesar de que cuenta con abundantes reservas de agua caliente bajo su superficie. Y hasta hace poco, Alemania no se había dedicado a explotar este enorme potencial. Las plantas geotérmicas profundas representan sólo el 0,1% de la calefacción y refrigeración del país. Y las unidades geotérmicas superficiales, que suelen instalarse en viviendas y edificios, apenas representan el 1,2%.
El Instituto Leibniz de Geofísica Aplicada (LIAG) calcula que Alemania tiene potencial para aumentar la producción de energía geotérmica profunda desde los 1,2 teravatios hora (TWh) actuales de calor neutro para el clima al año hasta 100 TWh de calor al año en 2050. Y el grupo de reflexión Agora Energiewende sostiene que el número de unidades geotérmicas superficiales, que utilizan calor de origen terrestre, debería aumentar de 420.000 a 2,5 o 3 millones. La Agencia Alemana de Medio Ambiente (UBA) calcula escenarios para el sector de la calefacción en Alemania que muestran que la geotermia superficial y profunda cubrirá aproximadamente la mitad del suministro de calor del país en 2050.
La energía geotérmica en Estados Unidos
La energía geotérmica es el calor derivado del subsuelo de la tierra. El agua y/o el vapor transportan la energía geotérmica a la superficie de la Tierra. Dependiendo de sus características, la energía geotérmica puede utilizarse para calefacción y refrigeración o aprovecharse para generar electricidad limpia. Sin embargo, para la electricidad se necesitan recursos de generación de alta o media temperatura, que suelen estar situados cerca de regiones tectónicamente activas.
Esta fuente renovable clave cubre una parte importante de la demanda de electricidad en países como Islandia, El Salvador, Nueva Zelanda, Kenia y Filipinas, y más del 90% de la demanda de calefacción en Islandia. Las principales ventajas son que no depende de las condiciones meteorológicas y tiene factores de capacidad muy elevados; por estas razones, las centrales geotérmicas son capaces de suministrar electricidad de carga base, así como de proporcionar servicios auxiliares para la flexibilidad a corto y largo plazo en algunos casos.
Existen diferentes tecnologías geotérmicas con distintos niveles de madurez. Las tecnologías para usos directos, como la calefacción urbana, las bombas de calor geotérmicas, los invernaderos y otras aplicaciones, se utilizan ampliamente y pueden considerarse maduras. La tecnología para la generación de electricidad a partir de yacimientos hidrotérmicos con alta permeabilidad natural también es madura y fiable, y lleva funcionando desde 1913. Muchas de las centrales eléctricas que funcionan hoy en día son plantas de vapor seco o plantas flash (simples, dobles y triples) que aprovechan temperaturas superiores a 180°C. Sin embargo, los campos de temperatura media se utilizan cada vez más para la generación de electricidad o para la producción combinada de calor y electricidad gracias al desarrollo de la tecnología de ciclo binario, en la que el fluido geotérmico se utiliza a través de intercambiadores de calor para calentar un fluido de proceso en un circuito cerrado. Además, se están desarrollando nuevas tecnologías como los sistemas geotérmicos mejorados (EGS), que están en fase de demostración.
Eficiencia energética geotérmica
La energía geotérmica es una energía renovable que se aprovecha del calor del interior de la Tierra. Podemos utilizar esta energía no sólo para obtener electricidad, sino también para calentar y refrigerar edificios y para balnearios y aguas termales.
¿Pero de dónde procede este calor? El calor en el centro de la Tierra es un subproducto de las reacciones químicas y nucleares que se producen en las profundidades del núcleo terrestre, reacciones que han estado ocurriendo durante miles de millones de años. Un subproducto común de estas reacciones es el calor, que luego migra lentamente hacia arriba a través de la Tierra hasta que podemos llegar a él mediante la perforación del suelo. Dado que estas reacciones en las profundidades de la Tierra seguirán produciéndose, todo el calor que utilicemos será reemplazado o renovado. La energía geotérmica, junto con la solar, la eólica y la hidroeléctrica, se considera una fuente de energía renovable porque podemos utilizarla para siempre.
Aunque el calor del centro de la Tierra migra a la superficie por todas partes, el calor se concentra en los bordes de las placas tectónicas. Las placas tectónicas son piezas de la superficie de la Tierra que encajan como un rompecabezas y se mueven lentamente, más o menos como crecen las uñas. Estas placas pueden chocar entre sí o deslizarse por debajo de otras, por lo que sus bordes están muy calientes y se consideran lugares dinámicos. De hecho, los bordes de las placas tectónicas están marcados por muchos terremotos, como en California, y volcanes, como en Japón.
Pros y contras de la energía geotérmica
La energía geotérmica es la energía térmica de la corteza terrestre que se origina en la formación del planeta y en la desintegración radiactiva de materiales en proporciones actualmente inciertas[1] pero posiblemente iguales[2]. La alta temperatura y la presión en el interior de la Tierra hacen que algunas rocas se fundan y que el manto sólido se comporte de forma plástica. El resultado es que partes del manto convectan hacia arriba, ya que es más ligero que la roca circundante. Las temperaturas en el límite entre el núcleo y el manto pueden alcanzar más de 4000 °C[3].
La calefacción geotérmica, que utiliza el agua de las fuentes termales, por ejemplo, se ha utilizado para el baño desde el Paleolítico y para la calefacción de espacios desde la época romana. Más recientemente, la energía geotérmica, término utilizado para la generación de electricidad a partir de la energía geotérmica, ha ganado en importancia. Se calcula que los recursos geotérmicos de la Tierra son teóricamente más que suficientes para abastecer las necesidades energéticas de la humanidad, aunque actualmente sólo se explota de forma rentable una fracción muy pequeña, a menudo en zonas cercanas a los límites de las placas tectónicas.
