La geotermia se define como «la energía almacenada en forma de calor en el interior de la corteza terrestre». Los recursos geotérmicos se encuentran a profundidades diversas (desde cientos de metros a varios kilómetros) y pueden utilizarse para generar tanto energía térmica como eléctrica en función de la temperatura de los mismos. La geotermia de alta entalpía o alta temperatura está asociada a anomalías térmicas de la corteza terrestre donde el gradiente geotérmico en lugar de ser el normal (30 °C/km) es mucho más elevado (hasta 200 °C/km). Estos gradientes geotérmicos relativamente altos normalmente se encuentran en áreas con elevada actividad tectónica y zonas con volcanismo activo, entre otras.
¿Cómo podemos extraer esta importante cantidad de energía (calor) almacenado en la corteza terrestre? (a) Fomentando la exploración en aquellas zonas donde las condiciones de subsuelo son las más apropiadas para la producción geotérmica, (b) realizando sondeos en este tipo de sistemas geotermales mediante el uso de metodologías de perforación cada vez más efectivas y económicas posibles y (c) favoreciendo el desarrollo de métodos cada vez más eficientes para fortalecer el aprovechamiento de los recursos geotermales para usos directos, generación de electricidad y producción de combustibles como el hidrógeno geológico.
Una vez identificado el recurso geotérmico en profundidad y verificar que su explotación es técnica y económicamente viable, este se aprovecha mediante tecnologías maduras en centrales termoeléctricas en las cuales el vapor asociado al recurso geotérmico de forma directa o indirectamente se inyecta en una turbina para generar electricidad que se exporta a la red eléctrica aportando estabilidad al sistema eléctrico como carga base verde. Al poder controlar en todo momento la producción del recurso geotérmico y ser centrales eléctricas con un elevado factor de capacidad (cociente entre la energía real generada y la energía que hubiera generado a plena carga), entre el 80% y el 90% (IRENA, 2021), la electricidad geotérmica se convierte en una gran aliada renovable del sistema eléctrico (Fig. 1), papel que resulta especialmente estratégico en territorios insulares al poder actuar como respaldo renovable para el resto de renovables interrumpibles (fotovoltaica, eólica) y facilitar de esta forma la evolución hacia un mix energético 100% renovable.
La geotermia se distingue de otras renovables fundamentalmente por la incertidumbre asociada a la identificación del recurso geotérmico en la fase inicial de los proyectos; dígase la exploración geotérmica de superficie y de profundidad (costo relativamente bajo y riesgo relativamente alto). Sin embargo, una vez se encuentra recurso geotérmico explotable y la central geotermoeléctrica se encuentra en producción, el coste de la electricidad generada es uno de los más competitivos de todas las renovables (LCOE entre 0,04 – 0,07 €/kWh) según la Agencia Internacional de Energías Renovables, IRENA (Fig. 2).
Una ventaja adicional de la geotermia respecto otras fuentes renovables como la fotovoltaica y la eólica lo representa la intensidad de ocupación territorial para la generación eléctrica (LUIE). En el caso de la geotermia, está refleja el valor más bajo de la mediana del parámetro LUIE (ha/TWh/año) en comparación con la fotovoltaica y eólica (Fig. 3).E
Por otro lado, habría que resaltar que la huella de carbono de la energía geotérmica es generalmente baja en comparación con otras fuentes de energía (Tabla 1).
Estos factores diferenciales de la geotermia frente a otras fuentes de energía ponen de manifiesto la importancia de desarrollar mecanismos que faciliten la mitigación del riesgo inicial existente para el desarrollo de la geotermia, como lo representan los costes de la exploración geotérmica de superficie y profundidad (Fig. 4), tal y como se ha hecho en otros países europeos en los cuales la geotermia se está implementando con éxito.
El potencial geotérmico en España es similar o incluso superior al de países vecinos, pero en la actualidad España presenta un nivel nulo de desarrollo de la geoelectricidad mientras que Alemania, Francia y Portugal cuentan con una capacidad geotérmica instalada para generación eléctrica de 40, 16 y 29 MW respectivamente en 2021. En el caso de Portugal, esta se encuentra instalada en las Azores; la región volcánicamente activa del territorio Portugués (Fig. 5).
Sin duda, en España, la región mejor posicionada para generar electricidad a partir de geotermia son las Islas Canarias dada la naturaleza volcánica de las mismas. Si bien las manifestaciones geotérmicas superficiales en Canarias no son tan evidentes como en otros sistemas volcánicos insulares activos a escala global, el archipiélago canario presenta un importante potencial geotérmico. En el documento «Evaluación del potencial de energía geotérmica en España para la elaboración del PER 2011-2020» editado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) en el 2011 se estimaba un potencial de generación eléctrica para Canarias en el horizonte 2020 de 255 MW de potencia instalada. El impacto de este desarrollo induciría beneficios energéticos al contribuir a descarbonizar el mix y a reducir los elevados costes energéticos extrapeninsulares. Además de inducir importantes beneficios medioambientales al sustituir a centrales eléctricas fósiles y, lo más relevante, induciría beneficios socioeconómicos en los territorios al efectuarse inversiones que implicarían la generación y el mantenimiento de empleos.
La investigación geotérmica en Canarias se encuentra un paso por delante en comparación con el resto de la investigación geotérmica en la península y esta se ha desarrollado fundamentalmente a través de proyectos de I+D que han sido liderados por el Instituto Volcanológico de Canarias (Involcan) y el Instituto Tecnológico y de Energías Renovables (ITER) durante los últimos 15 años y sus respectivos productos de I+D generados (publicaciones científicas internacionales y comunicaciones presentadas en congresos científicos internacionales). Una prueba adicional de esta realidad es que 106 de los 120 millones de euros de ayuda para el desarrollo de la geotermia en España lanzada por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico del Gobierno a través del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) se han asignado para Canarias; más concretamente para las islas de Gran Canaria, La Palma y Tenerife.
El éxito del desarrollo geotérmico en las Azores
La generación eléctrica total en las Azores experimentó un aumento de 289,6 GWh en 1990 a 794,6 GWh en 2018, y este incremento conllevó aparejada una importante disminución del uso de combustibles fósiles para la generación eléctrica del 95% en 1990 a 61% en 2018. Esta importante diminución del orden del 34% en el uso de combustibles fósiles fue principalmente motivado por un incremento de la generación eléctrica gracias al incremento del los recursos geotérmicos en un 24% desde 1990 hasta el 2018 (Franco & Ponte, 2019).
Mensajes claves sobre Geotermia
Un recurso renovable y sostenible. Un recurso renovable y económico bajo nuestros pies que aprovecha las altas temperaturas de las capas internas de la Tierra para producir calor y electricidad de forma sostenible.
Estabilidad y disponibilidad. La energía geotérmica está disponible las 24 horas y tiene un rendimiento predecible.
Flexibilidad. La energía geotérmica opera continuamente para cumplir con el nivel mínimo de demanda de energía y puede adaptarse para satisfacer niveles variables de demanda de energía favoreciendo la penetración de otras fuentes de energías renovables.
Crecimiento. La producción a partir de recursos geotérmicos sin explotar tiene el potencial de convertirse en un impulsor del desarrollo económico local.
Optimización. La geotermia es una energía versátil, cuyas múltiples aplicaciones se optimizan mediante usos en cascada de calor a temperaturas progresivamente más bajas.
Sostenibilidad. La huella ambiental geotérmica es mucho menor que la de otras fuentes de energía.
Referencias
Lovering J. Swain M., Blomqvist L. and Hernandez R. R. (2022). Land-use intensity of electricity production and tomorrow’s energy landscape. PLoS One, 17(7), doi: 10.1371/journal.pone.0270155
IRENA (2021), Renewable Power Generation Costs in 2020, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.
Franco A., Vieira N., Ponte C. and Rangel G. (2019). A decade of geothermal commercial production from the Pico Vermelho power plant, São Miguel Island, Azores. In European Geothermal Congress 2019, Den Haag, The Netherlands.
IRENA (2017), Geothermal Power: Technology Brief, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.
Gehringer M. and Loksha V. (2012). Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation, SMAP Technical Report 002/12,
IDAE (2011). Evaluación del potencial de energía geotérmica en España para la elaboración del PER 2011-2020, 232 páginas.
