Campos de roca seca PDF

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trabajo de investigación sobre campos de roca seca y su uso en energía geotérmica...

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Programa Institucional de Licenciatura en Ingenier´ıa en Energ´ıa y Sustentabilidad

Energ´ıa geot´ermica Modelo de roca seca

Alejandra Sarai Guti´errez Ch´avez Ilse Ver´ onica Moreno Huante Edwin Eduardo Rico Mar´ın 02 de mayo del 2018

´Indice

´Indice

´ Indice 1. Introducci´ on

2

2. Campos de roca seca 2.1. ¿C´omo funcionan? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Redes fracturadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Tipo de basamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5. Caracter´ısticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6. Proyectos de roca seca en M´exico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Costos

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2 Campos de roca seca

1.

Introducci ´on

La energ´ıa geot´ermica es una de las energ´ıas renovables que desde hace unos a˜nos busca implementar el uso y desarrollo de fuentes renovables para tener un menor impacto en la producci´on de energ´ıa el´ectrica que para el estilo de vida actual es sumamente importante y cada d´ıa m´as demandada. La energ´ıa geot´ermica como su nombre lo sugiere es la utilizaci´on de la temperatura de la tierra para distintos fines de uso y consumo del ser humano. Existen distintas actividades para las cuales se utiliza la geotermia, por ejemplo: la balneolog´ıa, atracci´on tur´ıstica, sistemas de refrigeraci´on, calefacci´on y generaci´on de energ´ıa el´ectrica. Existen cuatro modelos de campos geot´ermicos. Campos hipert´ermicos. Campos geopresurizados. Campos de roca seca. Campos de c´amara magm´atica.

2.

Campos de roca seca

Para que un campo geot´ermico sea denominado como potencial y se clasifique en alguno de estos cuatro tipo requiere caracter´ısticas espec´ıficas. Las requeridas en un campo de roca seca son las siguientes: Alta temperatura. Que no haya fluido. Roca impermeable o casi impermeable. Que se pueda fracturar.

2.1.

¿C ´omo funcionan?

Este tipo de campos geot´ermicos requiere de dos pozos, uno en el cual se inyecta agua fr´ıa que al pasar por una roca caliente fracturada se calienta y que es extra´ıda a trav´es del segundo pozo con una temperatura adecuada para seguir al siguiente paso de la generaci´on de electricidad, en la figura 2.1 se puede observar el funcionamiento a grandes rasgos.

2.2.

Temperatura

La temperatura es el factor principal en estos yacimientos debido a que es esta la que determinar´a la profundidad de los pozos, buscando una temperatura m´ınima inicial de 200o C si es para generaci´on el´ectrica. Para el an´alisis de la transferencia de calor en el subsuelo, es necesario hacer estudios geol´ogicos para determinar el tipo de rocas y los minerales del lugar, as´ı como la porosidad, dureza, resistividad de las rocas. Los perf´ıles de temperatura son importantes puesto que con estos se puede determinar si la transferencia de calor es por conducci´on o si exitse convecci´on y/o radicaci´on. P´agina 2 de 6

2.3 Redes fracturadas

2 Campos de roca seca

Figura 2.1: Energ´ıa geot´ermica

2.3.

Redes fracturadas

Las rocas pueden tener fracturas naturales por lo que se hace un estudio sobre las mismas, determinando el n´umero, la conexi´on y la distribuci´on. Para estos estudios se utilizan distintos m´etodos como: observaci´on de fracturas en afloramientos, muestras de cortes de roca, tomogr´afia de rayos X con un trazador y prueba de permeabilidad en muestras de rocas.

2.4.

Tipo de basamiento

Lo ideal ser´ıa el basamiento de roca cristalida ya que se busca la p´erdida de fluidos del sistema de circulaci´on. En M´exico este tipo de proyectos pueden ser caracterizados por sus condiciones tect´onicas y su ´ambito geol´ogico regional.

2.5.

Caracter´ısticas

Se encuentran com´unmente a una profundidad de 5000 m de profundidad. Regularmente las fracturas naturales no son suficientes para que el fluido extraiga el calor suficiente para que el proyecto se econ´omicamente viable, por lo que se hace una red de grietas artificiales en roca impermeable o poco permeable para que extraer major el calor.

2.6.

Proyectos de roca seca en M´exico

Acoculco, Puebla es el u ´nico proyecto que se conozca que esta intentando establecer esta tecnolog´ıa en M´exico, sin embargo con los pozos exploratorios han mostrado que las rocas no alcanzan una temperatura suficiente para que sea un pozo productivo por lo que se pretende mejorarlo con fracturaci´on artificial o qu´ımicamente. En la tabla 2.2 se observan los datos generales de este proyecto. P´agina 3 de 6

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Costos

Figura 2.2: Energ´ıa geot´ermica

3.

Costos

Para determinar la inversi´on necesaria para la construcci´on de una planta geot´ermica con estas caracter´ısticas se deber´a tomar en cuenta que se necesitara mayor inversi´ on en maquinaria para la inseci´on de agua en los pozos perforados. Actualmente no existen plantas comerciales con estas caracter´ısticas, de manera que, aun se esta sujeto a una incertidumbre y depender´an de la profundidad y temperaturas que tengan los pozos de la planta. Al igual que los otros modelos de platas el costo de la central es el de mayor inversi´on si se es comparado con los dem´as par´ametros por los que tiene que pasar el proyecto y se puede observar en la figura 3.1. De

Figura 3.1: Costos de proyecto manera que la mayoria del presupuesto es destinado, naturalmente, a la infraestructura y construcci´on tanto de la central, como para infraestructura de caminos. Como se puede ver en [4] ”Los modelos LCOE obtenidos por el MIT modelan costos de 100 a 175 P´agina 4 de 6

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Exploraci´on Permisos Infraestructura caminos Perforaci´on exploratoria Estudios Perforac´on producci´on Vapor ductos Perforaci´on reinyecci´on Central Lineas transmisi´on Operaci´on y mant. fijo Op. y mant. Variable TOTAL

Costos

Precio (USD) 3,000,000.00 1,000,000.00 10,000,000.00 6,000,000.00 640,000.00 17,260,425.00 1,409,848.20 49,000.00 46,000,000.00 1,500,000.00 4,139,100.00 176,541,52 92,674,914.72

Cuadro 3.1: Costos aproximados del diagrama 3.1

USD/MWh para recursos EGS de alta calidad(230◦ C a 300◦ C, en pozos de 5km de profundidad) suponiendo una base de productividad actual de 20 kg/s por pozo”. Aunque existen otros modelos para el uso de este tipo de yacimientos no se puede considerar una evaluaci´on de costes debido a que no se ha podido estandarizar pues depende mucho de las variables que el modelo presente.Se sugiere que si la productividad de l pozo aumenta a 80 kg/s es posible que el precio de estos baje a un rango de entre 36 y 52 USD/MWh para recurso de baja temperatura (180◦ C a 220◦ C, a una profundidad de 5 a 7 km). En la grafica 3.1 y el cuadro 3.1 es posible observar que la inversi´ on para iniciar el proyecto es grande, puesto que se necesita realizar estudios, pues al obtener unos mejores estudios de exploraci´on se puede tener mayor informaci´ on que aportara de manera importante para poder calcular la potencia instalable de el lugar. A esto se debe la incertidumbre en la realizaci´on del calculo de costos, pues de aqu´ı partir´an las necesidades del proyecto. Para poder determinar costo de generaci´on se deben analizar los siguientes criterios: Remuneraciones y prestaciones al personal Energ´eticos y fuerza comprada Mantenimiento y servicios generales por contrato Impuestos y derechos Otros gastos Costo de obligaciones laborales Depreciaci´on Indirectos del corporativo Aprovechamiento y costo financiero

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Referencias

Referencias

Referencias [1] Caracterizaci´on de un yacimiento de roca seca caliente en la zona geot´ermica de Acoculco, Pue. C. Lorenzo; M. Flores; G. Ram´ırez (2011). Recuperado de http://132.248.9.34/hevila/Geotermia/2011/vol24/no1/6.pdf [2] ¿Qu´e es un yacimiento geot´ermico? Tipos de yacimientos t´ermicos. Recuperado http://www.icgc.cat/es/Ciudadano/Informate/Recursos-geologicos/Geotermia/Que-es-unyacimiento-geotermico-Tipos-de-yacimientos-geotermicos

de

[3] Roca caliente seca y sistemas geot´ermicos estimulados http://www.igme.es/geotermia/yacimientos-rocacalienteseca.htm

(s.f.).

Recuperado

de

[4] Costos Geot´ermica, Vi˜ nuela O. Vecente, Nu˜ nez F. Ignacio http://hrudnick.sitios.ing.uc.cl/alumno12/costosernc/C.-Geo.html

(s.f.).

Recuperado

de:

[5] Factibilidad de un proyecto Geotermoel´ectrico para la zona de San Marcos Jalisco. God´ınez H. C´esar (2013). Recuperado de: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/5413/Tesis.pdf?sequence=1

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