Energía geotérmica: ¿qué es y para qué sirve?

¿Qué es la energía geotérmica?

La energía geotérmica es un recurso energético renovable, que aprovecha el calor proveniente del centro de la tierra para generar electricidad. Las centrales geotérmicas extraen la energía térmica del interior de la tierra en forma de agua caliente y vapor. Según National Geographic, se trata de una fuente confiable, segura y económica de producir energía, y varios países la aprovechan para cubrir sus necesidades energéticas.

A pesar de que es una gran alternativa a los combustibles fósiles, y que con ella se puede obtener energía, agua caliente y calefacción, no es una tecnología ampliamente conocida.

En Islandia, por ejemplo, el 70.38% de la energía utilizada en el país proviene de fuentes geotérmicas, sobre todo, porque tienen abundantes fuentes de agua subterránea que facilitan el proceso. En otros países, la actividad geotérmica es mucho menor, y el costo de las perforaciones para la producción de este tipo de energía es más alto.

Tipos de energía geotérmica

Las fuentes o tipos de energía geotérmica son muy variadas, y su clasificación se hace tomando en cuenta algunos factores como la temperatura que se alcanza y el nivel de profundidad de las perforaciones. Además, hay que tener en cuenta que cada uno de estos tipos de energía se utiliza con un propósito muy específico.

Energía geotérmica superficial

Tal como se puede deducir por su nombre, este tipo de energía geotérmica se caracteriza por aprovechar las capas superficiales de la tierra, en donde las temperaturas son de entre 50 y 70 °C.

En ella las perforaciones van de los 150 a los 200 metros de profundidad, y generalmente la energía que se produce se utiliza para la calefacción de edificios residenciales y comerciales, y para generar agua caliente sanitaria.

Energía geotérmica profunda

La energía geotérmica profunda implica perforaciones de hasta 4 km de profundidad, donde se consiguen temperaturas que van desde los 70 hasta los 150 °C. La mayor parte de esta energía se utiliza para abastecer de calefacción y agua caliente sanitaria a grandes complejos como hospitales y zonas residenciales, aunque también se puede utilizar para producir electricidad mediante turbinas de vapor de alta eficiencia.

Energía geotérmica de grandes profundidades

La energía geotérmica de grandes profundidades o de altas temperaturas, como también se le conoce, se utiliza para producir electricidad a gran escala. La extracción de este tipo de energía requiere de perforaciones de hasta 6 km de profundidad, donde las temperaturas pueden llegar hasta los 400 °C.

Para resaltar la importancia que tiene este tipo de energía renovable, se puede mencionar la planta de generación de energía geotérmica Hellisheiði, en Islandia, que tiene una capacidad de generación de energía de 303 MW. Esta planta cubre una gran parte de las necesidades energéticas del país, lo que reduce la huella ambiental y contribuye a combatir el cambio climático.

Usos de la energía geotérmica

A continuación se profundiza en los usos de la energía geotérmica y se explica cuál es su importancia. Este tipo de energía es muy versátil, y se puede adaptar para cubrir las necesidades de diferentes sectores de la población.

Según la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable de los Estados Unidos, dependiendo de la tecnología que se utilice, la energía geotérmica puede ser útil para:

• Calentar y enfriar edificios a través de bombas de calor geotérmicas.
• Generar electricidad a través de plantas de energía geotérmica.
• Utilizarse de forma directa para calentar el agua o el aire que se utiliza en los edificios.

En algunos países la energía geotérmica se utiliza en la agricultura, ya que con ella se pueden generar las condiciones que necesita un invernadero para el crecimiento de ciertos cultivos.

Ventajas e inconvenientes de la energía geotérmica

Para entender el impacto de la energía geotérmica, y tener un punto de comparación con otros tipos de energías renovables, es necesario ver detalladamente cuáles son algunas de sus principales ventajas y desventajas.

En cuanto a las ventajas se puede señalar que:

• La energía geotérmica es renovable, lo que significa que se puede utilizar sin riesgo de agotar las fuentes subterráneas de calor. Los especialistas resaltan que se puede utilizar durante miles de millones de años.
• Está disponible de forma global, aunque no en todos los países es rentable su explotación.
• Su impacto ambiental es mínimo, ya que la mayoría de las plantas solo emiten vapor.
• No depende de factores climáticos, por lo que está disponible de forma permanente.

Por otro lado, sus desventajas más importantes son:

• En algunos casos, las perforaciones pueden afectar la estabilidad del terreno, y afectar carreteras, edificios y tuberías.
• Si no se toman las precauciones necesarias, algunas sustancias tóxicas que están presentes en las profundidades de la tierra pueden contaminar las fuentes de agua.
• El costo inicial para la producción de energía geotérmica es muy alto.
• No todos los países tienen los mismos recursoss.

A pesar de las desventajas importantes, la verdad es que los beneficios de la energía geotérmica son más relevantes. Precisamente por eso, para muchos es una fuente de energía renovable que puede permitir que el mundo tenga un futuro más sostenible.

La energía geotérmica para uso doméstico

Cuando se trata de energía geotérmica para uso doméstico, hay que hablar de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria. Esto es posible gracias a una bomba de calor que durante el invierno extrae el calor del suelo para calentar el aire o el agua; y que durante el verano hace lo inverso, y desvía el calor presente en el ambiente hacia el suelo con el objeto de enfriarlo.

De esta manera, se puede ahorrar mucho en el uso de sistemas de calefacción y refrigeración en comparación con los sistemas convencionales. Aunque hay que tener en cuenta que la instalación de este tipo de sistemas para uso doméstico también requiere de una fuerte inversión inicial de dinero.

La energía geotérmica para la producción de electricidad

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable de los Estados Unidos señala que la mayoría de las plantas de energía geotérmica utilizan el vapor proveniente de los depósitos de agua caliente para producir electricidad. Este vapor sirve para impulsar turbinas que están conectadas a generadores eléctricos, y producir cientos de megavatios hora de energía.

Los costes de la energía geotérmica

Aunque se trata de un tipo de energía renovable que ofrece muchos beneficios, hay que tener presente que sus costos suelen ser muy altos. Según el portal de estadísticas Statista, el coste promedio de instalación de la energía geotérmica, durante el año 2021, en todo el mundo, fue de 3.991 dólares por kilovatio instalado.

La perforación y la instalación de toda la infraestructura que se necesita para producir energía geotérmica representa un desafío económico para muchos países. Sin embargo, este tipo de energía renovable también destaca por tener bajos costos operativos y de mantenimiento a largo plazo.

¿Cómo funciona técnicamente la energía geotérmica?

El funcionamiento de la energía geotérmica se puede dividir en tres fases, que inician con la localización y la perforación de las zonas geotérmicas activas. Es decir, en esta primera fase se excavan pozos que pueden variar en profundidad según el tipo de planta que se desee instalar.

Posteriormente, viene la fase de extracción y conversión del calor en energía. Esto implica utilizar el vapor que se extrae o se genera para producir energía mecánica a través de una serie de turbinas que están conectadas a un generador de electricidad.

Por último, se cierra el ciclo inyectando el agua y el vapor condensado en la reserva del suelo, para garantizar la sostenibilidad del proceso.

Las centrales geotérmicas

Las plantas de generación de energía geotérmica se diferencian por la forma en la que se aprovecha y se convierte el calor en energía eléctrica. Hay tres tipos de plantas geotérmicas:

• Plantas de vapor seco: extraen vapor geotérmico en estado puro para producir energía mecánica en las turbinas de un generador eléctrico.
• Plantas de vapor flash: liberan agua geotérmica a alta temperatura en un ambiente de baja presión.
• Plantas de ciclo combinado: utiliza el calor del agua caliente para hacer hervir un fluido que tiene un punto de ebullición más bajo, con el propósito de generar vapor y generar energía mecánica en las turbinas de un generador eléctrico.

La elección de uno u otro tipo de planta o central geotérmica depende de factores como el tipo de yacimiento geotérmico, las necesidades energéticas de la población, y algunas consideraciones técnicas como la temperatura del recurso geotérmico, la ubicación geográfica y la tecnología disponible.