El Imedea CSIC-UIB muestra limitaciones de los sistemas geotérmicos de circuito cerrado para generar electricidad limpia

PALMA 4 Ago. (EUROPA PRESS) -

Un estudio de investigadores del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (Imedea, CSIC-UIB) pone de manifiesto las limitaciones técnicas y económicas de los sistemas geotérmicos de circuito cerrado, señalando que no son adecuados para generar electricidad de forma "eficiente y sostenible".

El trabajo, según ha informado el Imedea CSIC-UIB este lunes, ha sido publicado en la revista 'Communications Engineering' y alerta de que estos sistemas sufren una rápida pérdida de temperatura, lo que reduce "drásticamente" su rendimiento al poco tiempo de empezar a funcionar.

La energía geotérmica --el calor almacenado bajo la superficie terrestre-- se presenta como una opción renovable con gran potencial. Sin embargo, los investigadores sostienen que su uso para producir electricidad sigue siendo "muy limitado". En concreto, apenas representa el 0,56 por ciento de la capacidad mundial, frente al 30 por ciento de la solar y la eólica.

En este sentido, advierten que la generación de electricidad a partir de energía geotérmica comenzó en 1906 pero que después de más de un siglo de desarrollo su aprovechamiento se limita a los recursos hidrotermales, que se encuentran en lugares muy determinados, como los límites de las placas tectónicas y los puntos calientes.

Según explica el estudiante de doctorado en el Imedea CSIC-UIB y primer autor del estudio, Sri Kalyan Tangirala, para utilizar el inmenso potencial de la energía geotérmica más allá de los límites de las placas, se propuso el desarrollo de sistemas geotérmicos mejorados (EGS por sus siglas en inglés) en los que se estimulan cientos o miles de fracturas naturales, lo que induce microsismos.

"Una vez estimuladas las fracturas, se hace circular agua entre los pozos de inyección y producción, extrayendo calor en su recorrido. Un par de estos sistemas, concretamente el de Basilea, en Suiza, y el de Pohang, en Corea del Sur, indujeron terremotos de magnitud 3,4 y 5,5, respectivamente, provocando la cancelación de los proyectos", subraya.

Así, los sistemas geotérmicos de circuito cerrado se diseñaron como una alternativa que evita la fracturación de la roca, extrayendo el calor del subsuelo mediante múltiples conductos laterales, del tamaño de un pozo, que conectan los pozos de inyección y producción.

Los investigadores señalan que varias empresas han promovido estos sistemas como una solución escalable y universal para la generación de electricidad, obteniendo millones de dólares en financiación.

Para que el sistema funcione eficientemente, es necesario disponer de una gran superficie de intercambio térmico entre el fluido y la roca, lo que requiere perforar ramales horizontales de varios kilómetros de longitud a profundidades también de varios kilómetros.

Sin embargo, argumenta Tangirala, las simulaciones realizadas en el marco del estudio muestran que, si el caudal del fluido en estos pozos laterales es elevado, el calor de la roca se agota rápidamente en las zonas cercanas al pozo.

"El calor procedente de regiones más alejadas no se transfiere lo suficientemente rápido como para compensar esa pérdida, lo que provoca una caída significativa de la temperatura a los pocos días de iniciar la circulación del fluido", expone.

El estudio muestra que para mitigar este efecto, los caudales de fluido en los ramales deben mantenerse bajos, lo que reduce las pérdidas térmicas. Sin embargo, para generar electricidad o calor de forma significativa, el caudal total del sistema debe ser alto.

Esta cuestión, según el investigador del instituto y coautor del estudio, Víctor Vilarrasa, obliga a perforar decenas de ramales laterales para repartir el caudal, lo que implica unos costes técnicos y económicos muy elevados.

En consecuencia, los sistemas de circuito cerrado "no resultan viables para la generación de electricidad", concluye el coautor del estudio.

El Imedea ha destacado que los autores han modelizado escenarios con un gradiente geotérmico relativamente alto (41,25 °C/km) y han realizado una evaluación tecnoeconómica detallada.

Sus resultados confirman que las pérdidas térmicas son proporcionales a los caudales en los pozos laterales y que, para mantener temperaturas de producción aceptables, sería necesario perforar decenas de kilómetros de ramales en profundidad, lo que es extremadamente caro. Estos sistemas, sin embargo, podrían ser rentables si se combinan con aplicaciones que aprovechan calor, como la calefacción urbana.

Este hallazgo, concluyen, "pone en cuestión las afirmaciones sobre la supuesta escalabilidad de los sistemas geotérminos de circuito cerrado para la generación eléctrica y sugiere que deben evaluarse con mayor cautela".

El trabajo forma parte del proyecto GEoREST, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, y ha contado también con el apoyo del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, a través del proyecto HydroPoreII.