Presentació sobre l'energia g

1. ENERGIAENERGIA
GEOTÈRMICAGEOTÈRMICA
Centrals geotèrmiquesCentrals geotèrmiques
Tecnologia IndustrialTecnologia Industrial
IES Frederic MompouIES Frederic Mompou
Mónica JimenoMónica Jimeno

3. ENERGIA GEOTÈRMICAENERGIA GEOTÈRMICA
L'energia geotèrmica té el seu origen immediat en unaL'energia geotèrmica té el seu origen immediat en una
sèrie desèrie de reaccions químiquesreaccions químiques naturalsnaturals (desintegració(desintegració
d’elements radioactius) que tenen lloc a l'interior de lad’elements radioactius) que tenen lloc a l'interior de la
Terra i que produeixen grans quantitats de calor.Terra i que produeixen grans quantitats de calor.
Aquesta energia renovable es manifesta per mitjà deAquesta energia renovable es manifesta per mitjà de
processos geològics com ara volcans, guèisers,… queprocessos geològics com ara volcans, guèisers,… que
expulsen aigua calenta i aigües termals.expulsen aigua calenta i aigües termals.

4. ► A mida que s’aprofundeix a l'interior de la Terra la calorA mida que s’aprofundeix a l'interior de la Terra la calor
augmentaaugmenta..
► Aquest increment conegut com aAquest increment conegut com a gradient geotèrmicgradient geotèrmic,,
és de l'ordre de 1ºC per cada 30 o 35 metres deés de l'ordre de 1ºC per cada 30 o 35 metres de
profunditat (o 3ºC cada 100m). Aquest gradient varia aprofunditat (o 3ºC cada 100m). Aquest gradient varia a
grans profunditats.grans profunditats.
► La temperatura del nucli es calcula en uns 6000ºCLa temperatura del nucli es calcula en uns 6000ºC

5. ► El calor es transmet per conducció fins a la superfície de la Terra, peròEl calor es transmet per conducció fins a la superfície de la Terra, però
a causa de la baixa conductivitat de les roques que formen l’escorçaa causa de la baixa conductivitat de les roques que formen l’escorça
terrestre, molta resta emmagatzemada al seu interior.terrestre, molta resta emmagatzemada al seu interior.
► D’altra banda, existeixen una sèrie d’indrets on el flux calorífic arriba aD’altra banda, existeixen una sèrie d’indrets on el flux calorífic arriba a
ser molt elevat:ser molt elevat: anomalies geotèrmiquesanomalies geotèrmiques . Segons aquest fenomen. Segons aquest fenomen
a profunditats entre els 1000 i 2000m es troben temperatures de 200 aa profunditats entre els 1000 i 2000m es troben temperatures de 200 a
400ºC (quan el més normal fóra de 40 a 80ºC)400ºC (quan el més normal fóra de 40 a 80ºC)
► LaLa utilització de l'energia geotèrmicautilització de l'energia geotèrmica consisteix senzillament enconsisteix senzillament en
efectuar sondejos suficientment profunds que arribin fins a zones on laefectuar sondejos suficientment profunds que arribin fins a zones on la
temperatura sigui suficientment elevada, per aprofitar la seva energiatemperatura sigui suficientment elevada, per aprofitar la seva energia
tèrmica.tèrmica.

6. Camp geotèrmicCamp geotèrmic
Es requereixen varis paràmetres per a queEs requereixen varis paràmetres per a que
existeixi unexisteixi un camp geotèrmiccamp geotèrmic::
► un sostre compost d'una cobertura de roquesun sostre compost d'una cobertura de roques
impermeables;impermeables;
► un dipòsit, o aqüífer, de permeabilitat elevada,un dipòsit, o aqüífer, de permeabilitat elevada,
entre 300 i 2000 m de profunditat;entre 300 i 2000 m de profunditat;
► roques fracturades que permeten una circulacióroques fracturades que permeten una circulació
convectiva de fluid, i per tant, la transferència deconvectiva de fluid, i per tant, la transferència de
calor de la font a la superfície,calor de la font a la superfície,
► i una font de calor magmàtica, entre 3 i 10 Km dei una font de calor magmàtica, entre 3 i 10 Km de
profunditat a 500ºC i 600ºC.profunditat a 500ºC i 600ºC.

7. Condicions geològiques que determinen l’existència d’un jaciment geotèrmic:
Roca porosa i
permeable a una
profunditat de
1000 a 2000m

8. Tipus de jaciments geotèrmicsTipus de jaciments geotèrmics
► Podem trobar bàsicament quatre tipus de campsPodem trobar bàsicament quatre tipus de camps
geotèrmics depenen de la temperatura a la quegeotèrmics depenen de la temperatura a la que
surt l'aigua:surt l'aigua:
 L'energia geotèrmica d'alta temperatura.L'energia geotèrmica d'alta temperatura.
L'energia geotèrmica d'alta temperatura existeix aL'energia geotèrmica d'alta temperatura existeix a
les zones actives entreles zones actives entre 150ºC i 400ºC150ºC i 400ºC, es produeix, es produeix
vapor a la superfície que enviat a les turbinesvapor a la superfície que enviat a les turbines
produeix electricitat. L'explotació d'un campprodueix electricitat. L'explotació d'un camp
d'aquestes característiques es fa per mitjans ded'aquestes característiques es fa per mitjans de
perforacions segons tècniques gairebé idèntiquesperforacions segons tècniques gairebé idèntiques
a les de l'extracció del petrolia les de l'extracció del petroli

9.  L'energia tèrmica de temperatures mitges.L'energia tèrmica de temperatures mitges.
L'energia tèrmica de temperatures mitges esL'energia tèrmica de temperatures mitges es
aquella en que els fluids dels aqüífers estan aaquella en que els fluids dels aqüífers estan a
temperatures normalment entre 70ºC i 150ºC. Pertemperatures normalment entre 70ºC i 150ºC. Per
conseqüència, la conversió vapor-electricitat esconseqüència, la conversió vapor-electricitat es
realitza a un menor rendiment i té que ser utilitzatrealitza a un menor rendiment i té que ser utilitzat
com a intermediari un fluid volàtil. Petites centralscom a intermediari un fluid volàtil. Petites centrals
elèctriques poden explotar aquest recurs.elèctriques poden explotar aquest recurs.

10.  L'energia geotèrmica de baixa temperatura.L'energia geotèrmica de baixa temperatura.
L'energia geotèrmica de baixa temperatura ésL'energia geotèrmica de baixa temperatura és
aprofitable en zones més amples que lesaprofitable en zones més amples que les
anteriors; per exemple, en totes les conquesanteriors; per exemple, en totes les conques
sedimentàries. Es degut al gradient geotèrmic.sedimentàries. Es degut al gradient geotèrmic.
Els fluids estan a temperatura de 60ºC a 80ºC.Els fluids estan a temperatura de 60ºC a 80ºC.
S'utilitza per a la calefacció de les vivendes,S'utilitza per a la calefacció de les vivendes,
principalment a Islàndia i a França.principalment a Islàndia i a França.

11.  L'energia geotèrmica de molt baixa temperatura.L'energia geotèrmica de molt baixa temperatura.
Es consideraEs considera energia geotèrmica de molt baixaenergia geotèrmica de molt baixa
temperaturatemperatura quan els fluids es troben aquan els fluids es troben a
temperatures compreses entre els 20ºC i 60ºC.temperatures compreses entre els 20ºC i 60ºC.
Aquesta energia s'utilitza per utilitats domèstiques,Aquesta energia s'utilitza per utilitats domèstiques,
urbanes o agrícoles.urbanes o agrícoles.

12. Centrals geotèrmiquesCentrals geotèrmiques
LesLes centrals elèctriques que aprofitencentrals elèctriques que aprofiten
l'energia d'origen geotèrmicl'energia d'origen geotèrmic es trobenes troben
enclavades enenclavades en zones de vulcanismezones de vulcanisme
secundarisecundari, on l'aigua calenta o el vapor afloren a, on l'aigua calenta o el vapor afloren a
la superfície (guèisers) o es trobin a pocala superfície (guèisers) o es trobin a poca
profunditat. No obstant, en les regions noprofunditat. No obstant, en les regions no
volcàniques, l'aprofitament de l'energia geotèrmicavolcàniques, l'aprofitament de l'energia geotèrmica
xoca amb l'inconvenient dels elevats costos dexoca amb l'inconvenient dels elevats costos de
perforació.perforació.
S’utilitzen diferents cicles de transformació deS’utilitzen diferents cicles de transformació de
l’energia geotèrmica en elèctrica, en funció dell’energia geotèrmica en elèctrica, en funció del
tipus de fluid que s’obté en el jaciment, que pot sertipus de fluid que s’obté en el jaciment, que pot ser
vapor sec o vapor humit, la qual cosa determinaràvapor sec o vapor humit, la qual cosa determinarà
un tractament diferent abans de ser introduït a laun tractament diferent abans de ser introduït a la
turbina que acciona l’alternador.turbina que acciona l’alternador.

13. Un cop es disposa de pous d'explotacióUn cop es disposa de pous d'explotació s'extreu el fluid geotèrmics'extreu el fluid geotèrmic,,
que consisteix en unaque consisteix en una combinació de vapor, aigua i altrescombinació de vapor, aigua i altres
materialsmaterials. Aquest es condueix a la planta a geotèrmica on ha de. Aquest es condueix a la planta a geotèrmica on ha de
ser tractat.ser tractat.
Primer passa per unPrimer passa per un
separador d'on surt elseparador d'on surt el
vapor i la salmorra ivapor i la salmorra i
líquids delíquids de
condensació, que escondensació, que es
una combinacióuna combinació
d'aigua i materials.d'aigua i materials.
Aquesta últimaAquesta última
s'envia a pous des'envia a pous de
reinjecció perquè noreinjecció perquè no
s'esgoti el jaciments'esgoti el jaciment
geotèrmic.geotèrmic.
El vapor continua cap a unes turbines que amb la seva rotació mou unEl vapor continua cap a unes turbines que amb la seva rotació mou un
generador que produeix energia elèctrica. Després de la turbina elgenerador que produeix energia elèctrica. Després de la turbina el
vapor es condensat i refredat en torres.vapor es condensat i refredat en torres.

16. Esquema de funcionament d’una central geotèrmicaEsquema de funcionament d’una central geotèrmica

18. Tipus de centrals de generacióTipus de centrals de generació
elèctricaelèctrica
Les centrals geotèrmiques generen electricitat a partir de la perforacióLes centrals geotèrmiques generen electricitat a partir de la perforació
de pous, d’un quilòmetre o més de profunditat, per explotar dipòsitsde pous, d’un quilòmetre o més de profunditat, per explotar dipòsits
subterranis geotèrmics, de vapor d’aigua i aigua molt calenta. Ensubterranis geotèrmics, de vapor d’aigua i aigua molt calenta. En
l’actualitat, funcionenl’actualitat, funcionen tres tipus de centrals de generació elèctricatres tipus de centrals de generació elèctrica::
► Centrals de vapor secCentrals de vapor sec::
 Utilitzen el vapor geotèrmic directament per fer girar les turbines de laUtilitzen el vapor geotèrmic directament per fer girar les turbines de la
central.central.
► Centrals de transmissió de vaporCentrals de transmissió de vapor::
 Reserves geotèrmiques que produeixen aigua calenta. S’aprofita la partReserves geotèrmiques que produeixen aigua calenta. S’aprofita la part
que es converteix en vapor a l’arribar a la superfície.que es converteix en vapor a l’arribar a la superfície.
► Centrals de cicle binariCentrals de cicle binari::
 Utilitzen l’aigua subterrània per transferir la calor a un segon líquid que téUtilitzen l’aigua subterrània per transferir la calor a un segon líquid que té
una temperatura d’evaporació més baixa. Quan aquest líquid s’evaporauna temperatura d’evaporació més baixa. Quan aquest líquid s’evapora
mou les turbines. Posteriorment es condensa aquest vapor i es reutilitzamou les turbines. Posteriorment es condensa aquest vapor i es reutilitza
el líquid de nouel líquid de nou

19. L'aprofitament de l'energia geotèrmica.L'aprofitament de l'energia geotèrmica.
Avantatges i inconvenients.Avantatges i inconvenients.
► Les plantes geotèrmiquesLes plantes geotèrmiques, com les eòliques o solars,, com les eòliques o solars, nono
cremen combustiblecremen combustible per produir vapor que giri les turbines.per produir vapor que giri les turbines.
La generació d'electricitat amb energia geotèrmica ajuda aLa generació d'electricitat amb energia geotèrmica ajuda a
mantenir els combustibles fòssils no renovables, i amb elmantenir els combustibles fòssils no renovables, i amb el
menor ús d'aquests combustiblesmenor ús d'aquests combustibles reduïm les emissionsreduïm les emissions
que embrutenque embruten l'atmosferal'atmosfera. Hi ha aire sense fum al voltant. Hi ha aire sense fum al voltant
de les centrals geotèrmiques, de fet, algunes estande les centrals geotèrmiques, de fet, algunes estan
construïdes en mig de granges de cereals o boscos, iconstruïdes en mig de granges de cereals o boscos, i
comparteixen terra amb els animals i la vida silvestre local.comparteixen terra amb els animals i la vida silvestre local.
► L'àrea de terreny que requereix les plantes geotèrmiquesL'àrea de terreny que requereix les plantes geotèrmiques
per MW es menor que qualsevol altre tipus de centralper MW es menor que qualsevol altre tipus de central. Les. Les
instal·lacions geotèrmiques no necessiten intervenir rius oinstal·lacions geotèrmiques no necessiten intervenir rius o
talar boscos, i no hi ha instal·lacions mineres, túnels,talar boscos, i no hi ha instal·lacions mineres, túnels,
piscines de residus ni fugues de combustible.piscines de residus ni fugues de combustible.
AVANTATGESAVANTATGES

20. ►Les plantes geotèrmiquesLes plantes geotèrmiques estan dissenyades per funcionar les 24estan dissenyades per funcionar les 24
hores del dia durant tot l'anyhores del dia durant tot l'any. La central geotèrmica és resistent a les. La central geotèrmica és resistent a les
interrupcions de generació d'energia degudes al temps, desastresinterrupcions de generació d'energia degudes al temps, desastres
naturals o esdevenimements polítics que puguin interrompre elnaturals o esdevenimements polítics que puguin interrompre el
transport de combustibletransport de combustible
►Aquestes centralsAquestes centrals poden tenir dissenys modularspoden tenir dissenys modulars, amb unitats, amb unitats
addicionals instal·lades en increment quan sigui necessari degut aaddicionals instal·lades en increment quan sigui necessari degut a
un creixement en la demanda d'electricitat.un creixement en la demanda d'electricitat.
►Els diners no tenen que ser exportats per poder importar elEls diners no tenen que ser exportats per poder importar el
combustible. El combustible, com el sol o el vent, està sempre oncombustible. El combustible, com el sol o el vent, està sempre on
està la central;està la central; els beneficis econòmics es mantenen a la regió i noels beneficis econòmics es mantenen a la regió i no
hi ha col·lapses per el preu del combustible.hi ha col·lapses per el preu del combustible.
► Estudis recents afirmen que amb la construcció de centralsEstudis recents afirmen que amb la construcció de centrals
geotèrmiques es podria obtenir anualment l’energia equivalent ageotèrmiques es podria obtenir anualment l’energia equivalent a
1000 milions de barrils de petroli. La central més gran del món és a1000 milions de barrils de petroli. La central més gran del món és a
Geisers (Califòrnia), amb una potència instal·lada de 1792 MW.Geisers (Califòrnia), amb una potència instal·lada de 1792 MW.

21. ► ElsEls inconvenientsinconvenients que tenim són:que tenim són:
 per un costat, laper un costat, la injecció d'aiguainjecció d'aigua a pressió podriaa pressió podria
provocar esfondraments en el terreny,provocar esfondraments en el terreny,
 per un altre, laper un altre, la duració limitada d'aquest tipus deduració limitada d'aquest tipus de
instal·lacionsinstal·lacions (uns quaranta anys), encara que es veu(uns quaranta anys), encara que es veu
compensat per la rapidesa de posta a punt de lacompensat per la rapidesa de posta a punt de la
instal·lació (un o dos anys).instal·lació (un o dos anys).
 Per últim, elPer últim, el perill que suposa les obstruccionsperill que suposa les obstruccions quanquan
es fa servir un tipus d'aigua que no hagi estates fa servir un tipus d'aigua que no hagi estat
tractada amb anterioritat, ja que aquesta contétractada amb anterioritat, ja que aquesta conté
dissoltes una gran quantitat de sals.dissoltes una gran quantitat de sals.
INCONVENIENTSINCONVENIENTS

22. Principals àrees geològiquesPrincipals àrees geològiques
► AquestesAquestes zoneszones anomenadesanomenades calentescalentes se situarien onse situarien on
col·lideixen la placa oceànica de la terra i de l'escorça. Éscol·lideixen la placa oceànica de la terra i de l'escorça. És
el denominatel denominat Anell de FocAnell de Foc, àrees que voregen l'Oceà, àrees que voregen l'Oceà
Pacífic: els Andes de Sud-amèrica, Amèrica Central,Pacífic: els Andes de Sud-amèrica, Amèrica Central,
Mèxic, les serralades dels Estats Units i el Canadà, laMèxic, les serralades dels Estats Units i el Canadà, la
serralada Aleutiana d'Alaska, la península de Kamchatka aserralada Aleutiana d'Alaska, la península de Kamchatka a
Rússia, el Japó, les illes Filipines, Indonèsia i NovaRússia, el Japó, les illes Filipines, Indonèsia i Nova
Zelanda.Zelanda.

23. ►Pel que fa a Espanya,Pel que fa a Espanya, AlmeriaAlmeria destaca per la sevesdestaca per la seves
nombroses zones amb un elevat gradient geotèrmic positiu,nombroses zones amb un elevat gradient geotèrmic positiu,
és a dir, propícies per a instal·lar-hi plantes geotèrmiques,és a dir, propícies per a instal·lar-hi plantes geotèrmiques,
encara que de moment l'únic ús que s'ha explotat en estaencara que de moment l'únic ús que s'ha explotat en esta
província és el de la balnoteràpia. En l'illa canària deprovíncia és el de la balnoteràpia. En l'illa canària de LaLa
PalmaPalma també s'estudia la possibilitat d'instal·lar-hi unatambé s'estudia la possibilitat d'instal·lar-hi una
planta d'energia geotèrmica que podria cobrir el 15% de laplanta d'energia geotèrmica que podria cobrir el 15% de la
demanda elèctrica de l'illa. Tindria un cost entre 16 i 19demanda elèctrica de l'illa. Tindria un cost entre 16 i 19
milions d'euros, i una potència instal·lada de 5,5 MW. Enmilions d'euros, i una potència instal·lada de 5,5 MW. En
aquests moments, l'illa, amb una demanda energètica totalaquests moments, l'illa, amb una demanda energètica total
d'entorn uns 35 MW, es veu obligada a cobrir el 95%d'entorn uns 35 MW, es veu obligada a cobrir el 95%
d'aquestes necessitats per mitjà de la importació ded'aquestes necessitats per mitjà de la importació de
combustibles fòssils.combustibles fòssils.