¿Qué es la energía geotérmica?
La Energía originada por el calor de la Tierra
La etimología griega del nombre nos da muchas pistas: geō, Tierra, y thermós, calor. La geotermia es, de hecho, una forma de energía renovable que se origina a partir del calor natural del subsuelo.
Este calor se utiliza para producir electricidad o calefaccionar edificios: las centrales geotérmicas lo extraen a través de pozos profundos, transformándolo en energía térmica o eléctrica.
Al ser una fuente limpia y constante, la energía geotérmica ofrece importantes ventajas medioambientales, con emisiones muy bajas en comparación con los combustibles fósiles.
Calor geotérmico
El calor geotérmico se genera, principalmente, del calor almacenado en el núcleo y el manto terrestre, y de la descomposición de materiales radiactivos en el manto de la Tierra.
Según la profundidad, este calor se manifiesta a diferentes temperaturas y puede captarse mediante distintas técnicas:
- sistemas de baja entalpía (hasta 100 °C),
- sistemas de entalpía media (entre 100 °C y 150 °C)
- sistemas de alta entalpía (por encima de 150 °C).
Las aplicaciones de baja entalpía utilizan el calor cerca de la superficie, normalmente a unas decenas de metros de profundidad, para la calefacción directa de edificios y sistemas de agua mediante bombas de calor (o precisamente sistemas geotérmicos de baja entalpía).
En las de media y alta entalpía, el calor se extrae de reservas más profundas y se utiliza para accionar turbinas para la producción de electricidad.
Además de la producción de electricidad, el calor de media y alta entalpía también puede utilizarse para la calefacción directa de edificios (calefacción de espacios), para proporcionar calor a invernaderos o para aplicaciones industriales de calor.
Las centrales geotérmicas, sobre todo las de alta entalpía, se ubican en zonas ricas en actividad geotérmica, como fallas o zonas volcánicas.
La historia de la energía geotérmica
Una cuestión de literatura, medicina y tecnología
Cómo funciona la energía geotérmica
Viaje al centro de la Tierra
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Las centrales geotérmicas están diseñadas para aprovechar el calor de la Tierra y convertirlo en electricidad o calefacción.
Para producir electricidad, se perforan pozos de hasta 3000 metros de profundidad en zonas con importantes recursos geotérmicos.
El calor subterráneo, en forma de vapor a alta presión, asciende desde el subsuelo y se dirige a una turbina.
Existen varios ciclos de utilización del calor:
- en los ciclos de vapor seco, el vapor natural procedente directamente del suelo acciona la turbina;
- en el ciclo flash, el calor del suelo se utiliza para vaporizar agua a alta presión, y parte de ella pasa a estado gaseoso y alimenta la turbina;
- en el ciclo binario, en cambio, el calor se transfiere a un fluido de bajo punto de ebullición que se evapora e impulsa la turbina, lo que permite aprovechar los recursos geotérmicos a temperaturas más bajas. A continuación, el vapor se condensa y se transforma en agua, a menudo a través de un intercambiador de calor o condensador. El agua puede volver a introducirse en el subsuelo para completar un ciclo cerrado, sosteniendo todo el proceso.
Además de la producción de electricidad, el calor geotérmico también puede utilizarse para la calefacción directa. Esto se hace esencialmente de dos maneras:
- Donde el recurso tiene un alto contenido energético (geotermia de media-alta entalpía), el calor proveniente de aguas calientes o vapor extraídos de pozos geotérmicos puede ser dirigido a sistemas de intercambio térmico para usos domésticos o industriales.
- En el caso de los sistemas de baja entalpía, se utilizan bombas de calor geotérmicas instaladas a profundidades relativamente bajas, que transfieren el calor del subsuelo a edificios o viviendas, manteniéndolos calientes en invierno y frescos en verano. Su funcionamiento se basa en un circuito cerrado donde un fluido circula, calentándose bajo tierra y liberando el calor dentro de los edificios.
Las ventajas del calor verde
Un impresionante potencial
Desde 2006, un informe del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) destaca que el potencial geotérmico de la Tierra podría proporcionar energía verde al planeta durante 4000 años.
Ininterrumpida y constante
Día, noche, sol, lluvia: ninguna de estas situaciones afecta a la producción de la energía geotérmica. El calor de la Tierra siempre está totalmente disponible.
Gestión de bajo coste
Una vez construida, una central geotérmica tiene unos costes operativos significativamente más bajos que otras tecnologías.
Preguntas frecuentes sobre la energía geotérmica
Gracias a un potencial inesperado, la cantidad de energía que puede encontrarse bajo tierra es enorme, una energía que optimiza los recursos: el calor que no se puede utilizar inmediatamente se puede reutilizar favoreciendo el ahorro. A continuación, todas las respuestas a tus inquietudes sobre esta fuente renovable.
¿Lo sabías?
El posible desafío de la Toscana: energía geotérmica, cultura y gastronomía
¿Cómo puede un enjambre de pequeñas localidades en las colinas toscanas atraer a más de 60 000 visitantes al año, con una tendencia en aumento? Con una variada oferta cultural, capaz de despertar la curiosidad de jóvenes y no tan jóvenes, una producción gastronómica sin parangón, con la energía geotérmica como protagonista de diferentes maneras. En Larderello se encuentra el sugerente Museo de la Geotermia (con más de 30 000 visitantes al año), gran estandarte de la zona, mientras que en el interior de la central de Larderello 3 se construyó un escenario para espectáculos teatrales y musicales en 2017. Los senderos y recorridos en las zonas del Parque Biancane de Monterotondo Marittimo o el Parque de Fumarolas de Sasso Pisano complementan la rica oferta de turismo sostenible.
Además, en 2009 nació en la Toscana la primera Comunidad Gastronómica con energía renovable del mundo, una asociación agroalimentaria que reúne a varios empresarios del sector. ¿Qué tienen en común? Una rica producción de alimentos y vinos de una excelente calidad, que incluye productos lácteos, albahaca, cerveza artesanal, aceite y vino, producidos gracias a la energía geotérmica.
La energía geotérmica en el mundo
En 2021, según el último informe de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés), la capacidad geotérmica mundial instalada era de 16 gigavatios, es decir, el 0,5 % del total de energías renovables, y más de 30 países producían electricidad geotérmica.
Estados Unidos, líder mundial del sector, tiene una capacidad instalada de más de 3,7 GW.
Filipinas, con unos 1,9 GW, cubre casi una quinta parte de su demanda de electricidad con energía geotérmica.
Indonesia ha instalado casi 2,2 GW, y aspira a una expansión significativa.
En Asia también tenemos a Japón con sus 576 MW.
México también es un actor importante, con casi 1 GW de capacidad instalada, principalmente en la región de Cerro Prieto.
Nueva Zelanda cuenta con 1042 MW.
Islandia tiene una capacidad instalada menor (unos 0,7 GW), pero utiliza la energía geotérmica principalmente para la producción de calor, con la que cubre casi el 90 % de las necesidades de calefacción doméstica del país.
Turquía, por su parte, con 1,7 GW de capacidad, está experimentando un rápido crecimiento gracias a nuevos proyectos geotérmicos.
África, en particular Kenia, está desarrollando mucho la producción geotérmica que, actualmente, asciende a 985 MW de capacidad instalada. En la clasificación de las 10 principales naciones productoras de energía geotermoeléctrica también está Italia, con una capacidad instalada de 916 MW.
Innovaciones y futuro
Las innovaciones tecnológicas en el campo de la energía geotérmica están haciendo que el sector sea cada vez más eficiente y versátil. Una de las principales innovaciones es la introducción de técnicas avanzadas de perforación, como la perforación por láser o plasma, que permiten alcanzar mayores profundidades al tiempo que reducen los costes de exploración.
Además, los sistemas geotérmicos mejorados (Enhanced Geothermal Systems, EGS) utilizan inyecciones de fluidos para aumentar la permeabilidad de rocas calientes pero secas, lo que amplía las posibilidades de uso incluso en zonas no ricas naturalmente en recursos.
Otra innovación importante se refiere a la mejora de los ciclos binarios, que permiten explotar las fuentes de calor a temperaturas más bajas mediante el uso de fluidos de bajo punto de ebullición. Además, la integración con redes de calefacción urbana y sistemas de almacenamiento de energía está optimizando el uso del calor geotérmico para usos térmicos y para equilibrar la generación de electricidad a partir de fuentes renovables no programables, como la solar y la eólica.
En algunos países –como Canadá, Colombia y Hungría– se están llevando a cabo varios proyectos piloto para utilizar o reutilizar pozos existentes en yacimientos de petróleo y gas para recuperar energía geotérmica, con costes significativamente reducidos.
En los últimos años se ha intensificado la investigación sobre la recuperación de minerales de las fuentes geotérmicas. Proyectos de demostración realizados con éxito en Francia, Alemania, Islandia, Nueva Zelanda, Reino Unido y Estados Unidos han demostrado que la producción de litio y dióxido de silicio es técnicamente viable. Los proyectos comerciales a gran escala siguen dependiendo de nuevos avances para que el proceso sea económicamente y medioambientalmente sostenible.
