manejo ambiental del campo miravalles - CEAC

La geotermia es una rama de la ciencia
geofísica que se dedica al estudio de las
condiciones térmicas de la Tierra. Uno de
los frutos de la técnica más notables, es la
extracción de la energía geotérmica.
La energía geotérmica es aquella energía
que puede
obtenerse mediante
el
aprovechamiento del calor del interior de la
Tierra. El calor del interior de la Tierra se
debe a varios factores, entre los que caben
destacar el gradiente geotérmico, el calor
radiogénico, etc. Geotérmico viene del
griego geo, "Tierra", y thermos, "calor";
literalmente "calor de la Tierra".
En muchos países en desarrollo, la demanda de energía crecerá
exponencialmente durante las próximas décadas.
Estos países pueden verse beneficiados al utilizar fuentes de energía geotérmica
en comparación con países altamente industrializados, siendo una fuente que no
ha sido lo suficientemente explotada.
Los recursos geotérmicos pueden dividirse en dos grupos: recursos de alta
temperatura (arriba de 150°C, que son apropiadas para producción de
electricidad utilizando técnicas convencionales y recursos de baja temperatura
con temperaturas menores a 100°C que pueden ser usadas para aplicaciones
directas o si su temperatura es arriba de 100°C, para generación de electricidad
usando la técnica de fluido binario.
Países en desarrollo están considerando la
explotación de fuentes de energía renovables,
debido al incremento en la demanda de
energía en las próximas décadas y la
disponibilidad y costos de combustibles fósiles.
Una opción es la utilización de recursos
geotérmicos
de
alta
entalpía,
que
generalmente se encuentran localizados en
regiones volcánicas jóvenes.
En Latinoamérica, los campos de alta
temperatura están relacionados con el
vulcanismo de la Cordillera del Andes y su
prolongación en Centro América, así como en
varias de las islas del Mar Caribe.
África es la región con el menor potencial
geotérmico.
En Asia y las islas del Pacífico, los más
grandes recursos geotérmicos de alta
temperatura se encuentran en Indonesia y las
Filipinas.
Capacidad Instalada (MW)
Europa
998.20
13%
África
53.50
1%
América
3 389.90
42%
Asia y Pacífico
3 542.50
44%
Generación (GWh/año)
Europa
5 744.60
12%
Asia y Pacífico
19 779.40
40%
África
396.50
1%
América
23 341.00
47%
A
pesar
de
que
en
Centroamérica existe un alto
potencial de energía geotérmica,
en la actualidad solo se explota
el
16%.
El
país
que
proporcionalmente más ha
explotado este recurso es
Guatemala con
un 22%. El
Salvador y Costa Rica utilizan
alrededor de un 18% y
Nicaragua un 8%. En el caso de
Honduras, a pesar de que tiene
un potencial estimado de 116
MWe aun no ha iniciado su
explotación comercial.
De la totalidad de la energía
geotérmica
instalada
en
Centroamérica, El Salvador y
Costa Rica tienen alrededor
del 73 %.
Guatemala y
Nicaragua el 27% restante.
Con respecto a la generación
El Salvador y Costa Rica
generan el 83% y el restante
17% lo producen Guatemala
y Nicaragua.
Rincón de la Vieja
Miravalles
Los primeros estudios
se realizaron en los años
setenta, los cuales
concluyeron con el
descubri‐miento
del
campo
geotérmico
Miravalles.
Tenorio
1987‐1991, con la ayuda del
gobierno de Italia y de las Naciones
Unidas se hicieron dos campañas de
estudios.
1‐“Estudios de Reconocimiento y
Prefactibilidad Geotérmica de la
República de Costa Rica”, la cual se
dividió en 2 fases:
Primera fase:
“Estudio de
Reconocimiento”.
Objetivos primordiales fueron:
‰ Subdividir el país en zonas
interés geotérmico.
‰ Delimitar las áreas más
favorables y
‰ Seleccionar una de ellas
para realizar un estudio de
pre‐factibilidad
2‐“Evaluación del Potencial Geotérmico de Costa
Rica“.
Tomando como base
los estudios de
reconocimiento se realizo la evaluación del
potencial geotérmico de Costa Rica, lo cual
permitió:
‰ Subdividir el país en provincias y en áreas
geotérmicas homogéneas.
‰ Estimar los recursos y reservas de acuerdo
a diferentes rangos de temperatura para
separar aquellos que pueden ser usados en
la generación de electricidad de los que
solamente
pueden
dar
lugar
a
aprovechamientos de tipo directo
Capacidad Geotermoeléctrica Instalable en
Costa Rica
Área
1 Separación
Miravalles
164
Rincón de la Vieja
137
Irazú-Turrialba
101
Tenorio
97
Platanar
97
Poas
90
Barba
85
Fortuna
61
Orosí-Cacao
33
TOTAL
865
‰ Estimar la capacidad eléctrica de los recursos de alta entalpía que pueden abastecer
la operación de una planta por períodos no inferiores a 25 años.
POTENCIAL ENERGETICO
EN MW
CUADRO COMPARATIVO DEL POTENCIAL SEGUN LA FUENTE
ENERGETICA
Situación Actual
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
TOTAL
Hidroeléctrico
Geotérmico
Eólico
Biomasa
6535
865
600
300
APROVECHADO
1790
166
116
53
POR DESARROLLAR
4745
699
484
247
APROVECHAMIENTO ACTUAL SEGÚN FUENTE
DISTRIBUCION DEL POTENCIAL ENERGETICO
DE COSTA RICA EN MW
Geotérmico,
865, 10%
Hidroeléctrico,
6535, 79%
Hidroeléctrico
84%
Eólico , 600,
7%
Biomasa, 300,
4%
8%
Geotérmico
Eólico
5%
3%
Biomasa
1 SEPARACIÓN
2 SEPARACIONES
PROMEDIO
Miravalles
164
213
189
Rincón de la Vieja
137
177
157
Irazú‐ Turrialba
101
130
115
Tenorio
97
123
110
Platanar
97
122
109
Poás
90
116
103
Barva
85
109
97
Fortuna
61
77
69
Orosi‐Cacao
33
41
37
865
1108
986
TOTAL
A excepción de Miravalles y parcialmente
Pailas, los demás recursos de alta
temperatura están ubicados dentro de
Parques Nacionales.
Potencial geotérmico instalable
estimado:
‰ para plantas de una etapa de
vaporización: 865 MW
‰ para plantas dos etapas de
vaporización: 1108 MW.
De
ese
potencial,
se
ha
desarrollado el campo Miravalles
(163,5 MW) y parcialmente el
campo Pailas (se está instalando
una planta de 35 MW), para un
total de 198,5 MW que equivale al
23% del potencial estimado para
plantas
de
una
etapa
de
vaporización y al 18 por ciento para
planta
de
dos
etapas
de
vaporización.
Del total de la energía
eléctrica instalada en Costa
Rica,
la
geotérmica
representa aproximadamente
un 8%. Esto se debe a que el
país cuenta con un recurso
hídrico muy abundante y que
aun se mantienen instaladas
algunas plantas térmicas .
A pesar de que se mantienen
algunas unidades térmicas
instaladas, la geotermia se
ha
venido
aprovechando
como sustituto de este tipo de
energía y como energía base.
Ubicación: extremo sur del
istmo centroamericano.
Extensión: 51100 km2.
Resultado de la subducción de
la placa Cocos debajo de la del
Caribe a lo largo de la fosa
mesoamericana.
Atravesada de NO a SE por una
cadena de montañas. Sectores
NO y Central son en parte
resultado de numerosas etapas
de actividad volcánica de edad
Cuaternaria y Reciente.
Norte V. R. de la Vieja
(Reconocimiento concluido)
No rte V. Tenorio
(Reconocimiento)
Bo rinquén
(p r e-factib. avanzada
Pailas II
(p r e-factibilidad.)
Miravalles
(Explotación)
Pailas
(Desarrollo)
Po co Sol
(Reconocimiento)
El Campo Geotérmico Miravalles está ubicado en las faldas sur y oeste del volcán
Miravalles.
Pozos perforados = 52
Pozos productores = 30
Pozos re‐inyectores = 12
Pozos exploratorios = 6
Pozos fallidos = 4
Pozos productores
Caudal másico entre 40 y 245 kg/s
Entalpía entre 980 y 1150 KJ/kg
Potencia entre 3 y 15 MW
Pozos re‐inyectores aceptación variable entre
100‐150 l/s los del sur y 250‐350 l/s los del
margen occidental
Zona amarilla: fluidos neutros.
Zona rosada: fluidos ácidos.
Zona café: fluidos neutros bicarbonatados.
Zona azul: área de re‐inyección.
Sistema de inhibición: Fluidos neutros
Sistema de neutralización: Fluidos ácidos.
Unidad III, 29 MWe
Unidades I y II, 55 MWe c/u
Unidad contra presión, 5 MWe
Unidad V, 19 MWe
Fase : desarrollo
Puesta en operación: mediados
del 2011.
Planta binaria de 41,5 MW de
potencia bruta.
Requerimientos:
Vapor: 89 kg/s a una presión de
6 bar.
Líquido: 378 kg/s a una
temperatura de 159°C.
La temperatura de los fluidos a
inyectar será de 140 °C.
Los fluidos producidos tienen
una composición cloruro sódica,
pH neutro, bajo contenido de
gases incondensables.
Temperatura máxima 250°C.
Ubicación: Flanco sur‐oeste del
volcán Rincón de la Vieja.
Estado actual:
Pre‐factibilidad avanzada
Pozos perforados: 2.
Plataformas : 4
PGB‐01:
‰ Clase: productor.
‰ Profundidad: 2594 m.
‰ T máx medida.: 275°C.
‰ Potencia: 4 MWe.
‰ Fluido: Clorurado sódico.
‰ pH : neutro.
PGB‐03:
‰ Clase: re‐inyector.
‰ Profundidad: 2082 m.
‰ Permeabilidad: baja.
MANEJO AMBIENTAL DEL CAMPO
MIRAVALLES
ACTIVIDADES DE GESTION
1.
2.
3.
4.
5.
Calidad del Aire
Acuíferos Superficiales
Calidad de las Lluvias
Educación Ambiental
Manejo Ambiental en Obras Superficiales
Calidad - Aire
Acuiferos S.
Control - lluvia
GUAYABAL
NE-01
304 000
303 000
AS-13
302 000
PUEBLO NUEVO
NW-03
301 000
58
CA-PGM 14
AS-31
37
14
NW-01
300 000
Miravalles III
AS-14 AS-16
11
05
S-1
CA-02
AS-15
299 000
AS-24
GUAYABO
AS-06
AS-25
L
42
LOS CHANCHOS
07
01
CA-PGM 07
31
22
CA-01
AS-27
AS-17
10
15
02
09
08
AS-08
00-00
23
298 000
17
43
NW-02
45
Miravalles I y II
SAT-2
AS-05
03
LAG.A
19
46
297 000
47
LAG.B
25
20
SAT-3
LA G.12
CA-06
296 000
LAG.3
49
24
AS-02
AS-07
AS-23
04
AS-18
AS-09
AS-22
SW-02
PEJE
AS-11-12
29
28
AS-19
CA-04
59
16
27
26
Lag Estero Blanco
SAN PEDRO
L
AS-10
SW-01
AS-21
294 000
AS-04
AS-03
AS-01
CA-05
FORTUNA
295 000
21
12
Lag Sainosa
CUIPILAPA
L
Lag. Los Juncos
56
AS-20
51
SE-01
50
52
Lag. Espabelosa
293 000
Lag. Martinete
292 000
SW-03
410 000
409 000
408 000
407 000
405 000
404 000
403 000
402 000
290 000
401 000
MONITOREO AMBIENTAL
406 000
SAN BERNARDO
291 000
Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos
Positivos
Baja producción de CO2,.
Muy baja producción de SOx
No genera emisiones de NOx
Estos efectos positivos ayudan a reducir los impactos sobre la
calidad de las lluvias (lluvia ácida) y reducen el efecto invernadero
por la cantidad de emisiones que se reducen al no tener que utilizar
hidrocarburos para generar energía eléctrica. Por cada tonelada de
CO2 que produce un proyecto geotérmico, una planta térmica
produce 33 toneladas.
Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos
Positivos
No genera contaminación de acuíferos superficiales
Los sistemas geotérmicos están diseñados de manera tal que los
fluidos extraídos regresan al reservorio, esto permite evitar la
contaminación del medio y adicionalmente asegura una mayor vida
del campo.
Baja contaminación sónica
Los impactos por ruido únicamente se generan durante actividades de
mantenimiento de los sistemas, en condiciones de operación normal
el ruido generado en los pozos y estructuras del campo son mínimos
y fácilmente son superados por el ruido ambiente (viento, etc)
Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos
Positivos
Bajo impacto visual
Por la configuración de las instalaciones y su diseño, el impacto
visual de estos proyectos es muy bajo y fácilmente controlable, de
hecho en muchos países y no tiene Costa Rica que ser la excepción,
este tipo de proyectos son un atractivo desde el punto de vista
turístico, por lo que puede significar un gran beneficio para las
comunidades dedicadas al turismo.
Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos
Positivos
Coexiste y es compatible con otras actividades como
turismo, ganadería, agricultura, conservación, etc.
Dado la forma en la que se distribuyen los elementos del proyecto, es
totalmente compatible con cualquier tipo de actividad agrícola,
ganadera o como se indicaba anteriormente turística. Miravalles es
también un ejemplo claro de que este tipo de proyectos son
compatibles con la conservación y recuperación del ambiente, ya que
a la fecha todas las propiedades del ICE en Miravalles se encuentran
recuperadas y ya son bosques de importante desarrollo.
Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos
Positivos
Los efectos
reversibles.
sobre
el
medio
son
puntuales
y
Las instalaciones superficiales ocupan áreas reducidas y en caso de
que no se requiera su uso pueden ser fácilmente removidas y
recuperarse las áreas en donde se ubican.
Contribuye al enriquecimiento de la biodiversidad por
efecto de la recuperación de áreas (reforestación).
Dado que las áreas ocupadas son reducidas, la mayoría de los
terrenos pueden ser recuperados o conservados sin ninguna
alteración, un claro ejemplo de esto es Miravalles, en donde se han
recuperado todos los terrenos aledaños a las estructuras del campo.
Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos
Positivos
Desarrollo socioeconómico
cercanas al proyecto.
para
las
comunidades
El campo Geotérmico Miravalles es un vivo ejemplo de cómo la
actividad de explotación de un campo geotérmico contribuye con el
desarrollo social y económico de las comunidades vecinas. Para las
comunidades de Guayabo, Fortuna, San Bernardo, Aguas Claras, etc,
la existencia del campo a significado un gran aporte que ha influido en
el desarrollo de infraestructura, comercio, turismo y ha significado un
incentivo para que los jóvenes se preocupen por estudiar y superarse
en parte gracias a la influencia de saber que existen oportunidades de
empleo.
Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos
Positivos
Beneficio económico para el País.
La explotación geotérmica al ser energía de
base, se usa como un sustituto de la
producción térmica y por lo tanto significa
un gran ahorro de dinero para el país. La
actual crisis mundial por el precio de los
hidrocarburos obliga a los países a buscar
alternativas
de
generación
utilizando
recursos internos y en este caso Costa Rica
cuenta con un gran potencial geotérmico que
debe aprovecharse.
Otros
600
Carbon
Energía geotérmica
Bunker
1200
Gas Natural
Lardarello
400
Tiwi
33
59
Cerro Prieto
20
Krafla
200
Miravalles
1000
The Geysers
13
Las Pailas
Wairakel
(kg/MWh)
Emisiones de CO2 (kg/MWh)
1042
906
800
453
380
272
175
96
0
Emisiones de CO2 (kg/MWh)
49,830
80,000
1,100
3,245
7,205
25
35
55
1,500
4,425
9,825
31,710
700
2,065
4,585
22,650
500
1,475
3,275
20,000
300
885
1,965
40,000
13,590
60,000
2,700
7,965
17,685
100,000
67,950
Las Pailas
Miravalles
Geotermia (prom)
Bunker
120,000
(kg)
122,310
140,000
0
15
MWh
75
135
Emisiones de H2S (kg/MWh)
1458
1600
1400
Miravalles
Bunker
810
1200
594
800
59
33
25
24
15
15
11
200
270
162
400
378
600
7
(kg)
1000
0
35
55
MWh
75
135
Manejo ambiental de obras
Satélite I inicio de
proyecto
Satélite I
actualmente
RECUPERACION AMBIENTAL EN ZONAS DE
INFLUENCIA DIRECTA
ANTES
ACTUAL
Vista panorámica desde casa de máquinas de la unidad #1 en 1990 y actualmente.
MANEJO AMBIENTAL DEL CAMPO
MIRAVALLES
El Instituto Costarricense de Electricidad planifica
y ejecuta sus actividades con fundamento en el
principio de desarrollo sostenible; su gestión se
realiza con una actitud de conservación,
protección, recuperación y uso responsable del
medio ambiente.
E m is io n e s
d e
C O
k g /M W h
2
1 4 0 0 0 0
H id r o c a r b u r o s
1 2 0 0 0 0
G e o t e r m ia
1 0 0 0 0 0
M ir a v a lle s
P a ila s
kg CO2
8 0 0 0 0
6 0 0 0 0
4 0 0 0 0
2 0 0 0 0
M W
Fuente: Reed and Renner 2005
E m is io n e s d e H
2
13
5
12
5
11
5
10
5
95
85
75
65
55
45
35
25
15
5
0
h
S k g /M W h
1800
1600
H id ro c a rb u ro s
1400
M ir a va lle s
1000
800
600
400
200
M W h
13
5
12
5
11
5
10
5
95
85
75
65
55
45
35
25
15
0
5
2
kg H S
1200
RECUPERACION AMBIENTAL EN ZONAS DE INFLUENCIA DIRECTA
Vista del satélite #1 durante su construcción en 1991 y en la actualidad.
RECUPERACION AMBIENTAL EN ZONAS DE INFLUENCIA DIRECTA
Vista panorámica desde casa de máquinas de la unidad #1 en 1990 y actualmente.
CONCLUSIONES
1) Costa Rica dispone de varias zonas con alto potencial
geotérmico comercialmente explotable para la
producción de electricidad.
2) La electricidad producida con vapor geotérmico como
alternativa a la generación con derivados del petróleo
es aproximadamente 10 veces más barata.
3) En la actualidad debido a la existencia de numerosas
zonas protegidas por Ley, las posibilidades de llevar a
cabo exploraciones y explotación en esas zonas son
muy reducidas.
4) La energía geotérmica es amigable con el ambiente y
genera bajos niveles de contaminación.