Direct use of Geothermal Energy in Chile: a review and...
Transcript of Direct use of Geothermal Energy in Chile: a review and...
Direct use of Geothermal Energy
in Chile: a review and update
Dr. Diego Morata
Dpto Geología & CEGA
Fac. Cs Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile
Tercera Jornada Técnica 2018
ALHSUD Santiago, 30 Mayo 2018
Classification of Geothermal systems
Instalado Construcción
SIC (MW)
Mini-hidro 576 70
Solar PV 1566 106
Eólica 1330 615
Biomasa 482
SING (MW)
Mini-hidro 16
Solar PV 680 108
Eólica 202
Geotermia 48
CSP 110
TOTAL CHILE
5013 1020
Fuente: Newsletter ACERA Marzo 2018
ERNC Instaladas en Chile
(Marzo 2018)
South America @ 2015: the only continent in the world
without any geothermal power plant….
Installed geothermal capacity in 2015 worldwide (Bertani, 2015)
Different countries, different
societies, different comunnities!!!
Cerro Pabellón (N. Chile):
First power plant in South America (48 MW, in operation in
2017; two binary power plants). 4500 m.a.s.l., in the Atacama
Desert, 100 km far away Calama city
Geotérmica del Norte S.A.
(2006)
51.4% 48.6%
81.7% 18.3%
En 2006
Hoy…
“Prehistory” of the geothermal
development in Chile:
Chile: high geothermal anomaly!!
Heat flow in South America
(from Hamza et al, 2005)
Tolhuaca Geothermal Field (S Chile, MRP) El Tatio Geothermal Field (N Chile)
• Close relation between recent volcanism and high-T geothermal systems
• High geothermal potential (unexploited!)
• No real estimation about geothermal potential
• Abundant medium and low-enthalpy systems
• Different exploration programs in most of the Andean countries (private companies in Chile)
• Andean countries: mostly used for bathing and spa (≈ 340 MWt; Lund et al., 2011)
• Incipient low-T direct use in Chile (≈ 9 MWt)
• Geological, economical and social barriers
Usos directos de la geotermia:
la gran desconocida
(y quizá…el futuro)
• Uso residencial y comercial: – Calefacción, bombas de calor – Balnearios y calentamiento de agua – Refrigeración – Deshielo
• Usos de agricultura y relacionados: – Ganadería – Acuicultura – Invernaderos – Procesos de productos agrícolas;
secado, etc. • Uso industrial:
– Procesamiento de pulpa de madera y papel
– Tratamiento de aguas
Capacidad total instalada (2015): 70.885 MWt (en 82 países en el mundo)
País Principal contribución del uso directo de la geotermia
Islandia 90% de las casas calefaccionadas mediante calefacción distrital.
Japón 5000 baños públicos, 1500 hoteles con spa termales que han sido visitados
por 15 millones de huéspedes/año.
Suecia 20% de construcciones calefaccionadas mediante bombas de calor
geotermales.
Suiza 90.000 bombas de calor geotermales instaladas (~3 unidades/km2)
Túnez 244 hectáreas de invernaderos calefaccionados
Turquía 90.000 apartamentos calefaccionados en residencias de 16 ciudades
(~30% del total)
EEUU 1.4 millones de bombas geotermales instaladas (con un 7% anual de
crecimiento).
Some data…
CEGA synergy projects
• High- & medium-enthalpy
geothermal systems – The LOFS geothermal
domain
– Geothermal systems in
Northern Chile
• Low-enthalpy systems
and direct use – Identification of favorability
areas
– Implementation of
successful experiences
Direct uses in Chile:
• Mostly for recreational and touristic purposes • Only four spas with shallow wells (spas mostly using
directly hot water) • Total “calculated” capacity installed of 11.31 MWt
(but precise quantitative information is not available!!)
• 51 informed Geothermal Heat Pumps installed from 1996 up today: ≈70% closed-loop (ground-coupled), rest open-loop (water source)
• Installed heat pump capacity of 8.6 MWt (only 17% installed in houses and apartments, rest instaled in commercial, industrial and institutional buildings)
• TOTAL GEOTHERMAL DIRECT-USE IN CHILE (@ 2015): 19.91 MWt & 186.12TJ/year
Data from Lahsen et al (2015), WGC Melbourne 2015 and Lund & Lloyd (2016), Geothermics
Usos directos
Blue Lagoon (geothermal spa)
Planta geotérmica Svartsengi, Islandia •Generación eléctrica •Calefacción distrital •Balneología y recreación
El ESTADO y el desarrollo histórico
de la GEOTERMIA en Chile
• Mayo 2014: “Agenda de Energía” Ministerio de
Energía. ENERGIA: Confiable + Sustentable +
Inclusiva + Precios Razonables. 20%ERNC al
2015. Se propone una Modificación a la Ley de
Geotermia (Ley de Impulso a la Geotermia, Cuarto
Trimestre 2015 (??)) y una Propuesta de
programa para el uso térmico directo de la
geotermia (??).
• Agenda de Energía EJE 3: “Promoveremos el
desarrollo de la Geotermia para Desarrollo Local”
• Año 2016-2017: colapso compañías explorando
geotermia en Chile
• Año 2017: Mesa de Geotermia: Ministerio
Energia + Privados + Academia
• Mayo 2018: Ruta Energética: Ministerio de
Energía (se abre la puerta a la geotermia tanto
para electricidad como uso térmico)
District heating and individual space heating…
Arcilla impermeable Caliza Arenisca Granito Terreno superficial
Lo que nos convoca….
District heating in Europe…
v
Geotermia: una alternativa
energética para Aysén
Dr. Diego Morata
Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes
Departamento de Geología
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas,
Universidad de Chile
www.cega.ing.uchile.cl
Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile
Teléfono: (56 2) 29784885
Uso de los recursos
geotermales de la Región
de Aysén (S. Chile)
Apoyo de
Gobiernos
Regionales al uso
directo….
Usos directos: bombas de
calor geotermales
Calefacción distrital con
geotermia….(no es un sueño)
Un día de inverno cualquiera
en Coyhaique….
Calefacción con geotermia….
(no es un sueño)
Some other Chilean examples…..
Colegio Voipir de Ñancul (Villarrica)
Ejemplos de gran escala:
10 intercambiadores verticales
cerrados de 70-80 m.
Sistema de climatización, para 1.675m2. Potencia frigorífica de 101,6 kW. Potencia Calorífica de 135,8 kW.
Bomba de Calor y sistema de distribución Colector Geotérmico
Parque Científico Tecnológico de la Universidad Católica del Maule
Parque Científico Tecnológico de la Universidad Católica del Maule
contacto: David Zamora B. <[email protected]>
Indicadores económicos
Ejemplos de gran escala
Hotel y Cabañas del Lago (Puerto Varas): 10.000 m2 Potencia Térmica 460 KW Calefacción (agua sobre 60ºC) y Agua Caliente Sanitaria Sistema geotérmico con pozo profundo Inversión: MM$90,7.- Costo Operación: MM$ 1,4.-/mes Ahorro: MM$ 5,5.-. /mes TRI: 16 meses
www.geotermika.cl
Indicadores económicos
Ejemplos de gran escala
Colegio San Javier Puerto Montt 22.000 m2 Calefacción y Agua Caliente Sanitaria Sistema geotérmico con pozo de agua Inversión: MM$320.- Costo Operación: MM$1,6.-/mes Ahorro: MM$7,2.-/mes TRI: 38 meses (alternativa caldera petróleo MM$45)
www.geotermika.cl
But…many more applications:
Greenhouse heating
Usos directos: invernaderos C.E.T. Valle Verde, Puerto Aysén (Chile)
Proyecto FAE
(Fondo de Acceso a la
Energía)
Proyecto PNUMA
Programa Naciones Unidas
Medio Ambiente)
Fish farming
“Granja” de cocodrilos en Colorado
(agua calentada con geotermia).
New Mexico geothermal energy
(piscifactoría de Tilapia)
…and why not in S. Chile?
A multidisciplinary “integrated”
low-enthalpy CEGA project
Outreach: communication, education
and difussion
http://www.cega.ing.uchile.cl/
Comunicación y
Difusión!!
• Chile:
• geothermal country
• need to updated direct use installed experiences in the
country
• need of an specific regulation
• need to enhance the international cooperation in R & D
• good opportunities for reducing air pollution in some
cities
• In agreement with COP21
• Possibility for using in many other applications
• Education, social impact & future
• A Chilean Low-T geothermal network?
Conclusions
www.cega.ing.uchile.cl