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Energía geotérmica en Turquía

Mucho vapor se eleva por encima de tuberías de metal y cilindros verticales, con un edificio bajo y montañas al fondo.
Planta de energía geotérmica de Kızıldere en la provincia de Denizli . Todas las plantas geotérmicas de Turquía se encuentran en el oeste del país.

La energía geotérmica es una parte importante de la energía renovable en Turquía : se utiliza para la calefacción geotérmica y genera el 3% de la electricidad del país . [1] Turquía es el segundo mayor usuario de calefacción geotérmica del mundo, después de China . [2] : 51  Muchos invernaderos, spas y hogares se calientan con agua subterránea; y muchos más edificios podrían calentarse de esta manera.

La gente se ha estado bañando en aguas termales desde la antigüedad. En Turquía, la electricidad a partir del vapor subterráneo se generó por primera vez a fines del siglo XX y, en 2022 , funcionan en Turquía 63 plantas de energía geotérmica . [3] Turquía tiene casi 2 GW de energía geotérmica instalada, la cuarta más grande del mundo. [4] Todas las plantas geotérmicas se encuentran en Anatolia occidental , [1] debido a su geología favorable. [5] Existe potencial para 5 GW de energía geotérmica en total, [5] incluidos los sistemas geotérmicos mejorados . [6] [7]

Las emisiones de dióxido de carbono de las nuevas plantas de energía geotérmica son altas en Turquía, ya que las rocas metamórficas pueden liberar carbono, pero la tasa de emisión disminuye en unos pocos años. La opinión pública a veces se opone a la energía geotérmica debido a las emisiones de sulfuro de hidrógeno con mal olor . Para reducir la emisión tanto de dióxido de carbono como de sulfuro de hidrógeno, a veces el fluido se reinyecta por completo en el yacimiento. [8]

Historia

El agua caliente geotermal se ha utilizado en balnearios desde al menos el siglo II a. C. en Hierópolis , [9] por ejemplo los baños romanos . [10] Miles de estas fuentes termales y cientos de balnearios se han utilizado para el turismo y la salud (como la balneoterapia para enfermedades reumáticas [11] ) desde la antigüedad, incluso por los romanos . [12] En 2007, el gobierno publicó un plan maestro para el turismo termal. [13]

En 1965, la Dirección de Investigación y Exploración Mineral del gobierno comenzó los primeros estudios geológicos y geofísicos en el suroeste de Turquía. En 1968, se descubrió que el depósito geotérmico de Kızıldere, en la rama occidental del Graben Büyük Menderes , era adecuado para la generación de electricidad. En 1974 se construyó una pequeña planta piloto de energía de 500 kW, [14] y se distribuyó electricidad gratuita a los hogares cercanos. La Compañía de Generación de Electricidad de propiedad estatal amplió la planta en 1984, [14] para promediar alrededor de 10 MW. En 2008, la planta fue privatizada a Zorlu Energy con un contrato de arrendamiento operativo de 30 años , y continuaron aumentando la potencia, de modo que a partir de 2022 la Planta de Energía Geotérmica de Kızıldere sigue siendo la más grande de Turquía. [15] [16] A principios del siglo XXI se construyeron más plantas de energía, principalmente en Aydın . [17]

En 2007, Turquía aprobó la Ley de Recursos Geotérmicos y Aguas Minerales Naturales, que aceleró la exploración geotérmica al facilitar la inversión para el sector privado. Por ejemplo, la ley redujo el número de licencias necesarias a dos. [18] [19]

Para las plantas iniciadas entre 2010 y 2021, la tarifa de alimentación del Plan de Apoyo a las Energías Renovables fue de 10,5 centavos de dólar estadounidense por kWh, garantizada por diez años. [18] En 2021, la tarifa de alimentación se cambió a liras y se redujo. [20]

En 2010, la capacidad instalada de generación de electricidad geotérmica era de 100 MW, mientras que las instalaciones de uso directo eran de casi 800 MWt. [21] Para 2017, la capacidad de generación de electricidad se había multiplicado por diez, a más de 1 GW; y de 2009 a 2019, el número de plantas de energía geotérmica aumentó de 3 a 49. [22] [18]

Geología

Hasta unos pocos kilómetros bajo la superficie (se han realizado perforaciones hasta casi 5 km [23] : 4  ) la mayoría de las rocas son más frías que el punto de ebullición del agua, pero hay algunos recursos de alta temperatura en el macizo de Menderes, [14] hasta casi 300 °C. [24] : 2  Debido al tectonismo extensional, las temperaturas más altas están en el oeste. [23] : 2  Hay 16 campos más calientes que 130 °C, uno en la región de Mármara y el resto en la región del Egeo . [25] : 5  El alto potencial geotérmico se debe a la geología de Turquía , como los granitos radiogénicos de Anatolia occidental [26] y los sistemas de Graben de Anatolia occidental (Büyük Menderes y Gediz Grabens [25] : 5  ). El calor generado por la radiactividad de estos granitos, que cubren una superficie de más de 4.000 km2, oscila entre 5 y 16 μW /m3 . [ 26]

Sin embargo, el contenido de carbono de los gases no condensables en los fluidos geotérmicos es alto en muchas plantas, [27] por lo tanto, se debe tener cuidado para evitar emisiones excesivas de carbono .

Emisiones de dióxido de carbono

La geología de las rocas metamórficas de los fosas de Buyuk Menderes y Gediz es inusual: especialmente en condiciones ácidas, la calcita de las rocas puede liberar una gran cantidad de CO2 al agua muy caliente circundante. [28] Las emisiones de CO2 de las nuevas plantas geotérmicas en Turquía son algunas de las más altas del mundo, oscilando entre 900 y 1300 g/kWh [29] (similar a la energía del carbón ), pero disminuyen gradualmente. [30] [31] [32] Según un informe de 2020, estas altas emisiones de CO2 a corto plazo se pueden abordar. [33] [nota 1] Las medidas podrían incluir la reinyección en el yacimiento o métodos de eliminación como CarbFix . [33] [35] Debido a que las emisiones disminuyen con el tiempo, el Banco Mundial ha estimado que las emisiones de por vida serán similares al promedio geotérmico mundial. [36] No se espera el problema fuera de estos dos fosas. [37] : 24 

Uso directo del calor

Bañistas en una gran piscina al aire libre
Balneario con calefacción geotérmica en Keramet, Orhangazi [38]

Aunque en la mayoría de los lugares las rocas no están lo suficientemente calientes como para producir vapor para generar electricidad, casi todas las regiones tienen posibilidades de calefacción, [5] con un potencial total teórico de 60 gigavatios térmicos (GWth, es decir, gigavatios de energía térmica que indican la velocidad a la que se produce el calor [39] ). [24] : 1  Se utiliza una temperatura tan baja como de 40 a 45 °C. [23] : 5  Turquía es el segundo país después de China en uso directo, [40] con casi 4 GWth, incluidos 1120 MWt de calefacción urbana , 855 MWt de calefacción de invernadero y muchos spas y hoteles. [41] Se espera que los spas extiendan la temporada de turismo en Turquía . [42]

La calefacción de uso directo es principalmente calefacción urbana que abastece a más de 125.000 hogares. También hay 4,5 millones de m2 de invernaderos calentados y 520 spas, piscinas y baños (1400 MWth). [24] : 5  A veces se extrae más calor de las aguas residuales, por ejemplo para calentar las casas. [24] : 5  Con estos invernaderos calentados se pueden cultivar cultivos incluso en las zonas más frías; [43] se exportan tomates [44] y se secan las frutas. [45]

Sin embargo, en 2021 la Agencia Internacional de la Energía dijo que todavía había potencial sin explotar para calentar edificios, [46] y en 2022 Ufuk Senturk, presidente de la Asociación de Inversores de Plantas de Energía Geotérmica, dijo que el número de hogares calentados podría aumentar de 160 mil a un millón. [5] Según la Asociación de Inversores y Fabricantes de Invernaderos, hay 5.400 decáreas de invernaderos calentados geotérmicamente (los primeros en el mundo) a partir de 2022 con una recuperación de la inversión en 4 a 7 años, pero esta cifra podría aumentar a 30 mil decáreas. [47] La ​​calefacción urbana a veces se combina con la generación de electricidad y puede ahorrar dinero en comparación con la calefacción a gas. [48]

Centrales eléctricas en funcionamiento

Plantas de energía geotérmica en Turquía (commons:Data:PowerPlant/Turkey/geothermal-operational.map)
La generación de electricidad geotérmica (rojo), que se muestra como parte de la generación total de electricidad en Turquía (2015-2021), ha aumentado lentamente.

En 2022 había 63 plantas [3] en 27 campos geotérmicos. [24] : 4  Turquía ocupa el cuarto lugar en el mundo en energía geotérmica; con aproximadamente la mitad que Estados Unidos , y un poco menos que Indonesia y Filipinas . [4] El regulador es la Autoridad Reguladora del Mercado de la Energía .

Casi todas las plantas de energía geotérmica están al sur o al este de Esmirna , la tercera ciudad más grande de Turquía. [49] Kızıldere es la más potente, seguida de Efeler. [50] El potencial de generación de electricidad a partir de energía hidrotermal (geotermia convencional en lugar de mejorada) se estimó en 4 GW en 2020, más del doble de la capacidad real. [26]

Dos tercios de la capacidad instalada utiliza tecnología binaria (el agua caliente del suelo evapora un fluido con un punto de ebullición más bajo que impulsa las turbinas) mientras que el resto utiliza el ciclo flash (parte del agua a alta presión y muy caliente del suelo "se evapora" hasta convertirse en vapor que impulsa las turbinas directamente). [51] [23] Los proveedores de tecnología de ciclo binario, como Atlas Copco, Exergy y Ormat, son destacados en el mercado. [40] A alta entalpía y alta temperatura, las plantas combinadas flash-binarias son más eficientes. [14] A veces, los pozos propiedad de empresas competidoras interfieren entre sí. [14]

Impacto ambiental y opinión pública

Existen plantas tanto existentes como planificadas en áreas con vulnerabilidades, [33] : 100, 103  como los valiosos suelos de Buharkent . [52]

En 2019, Enel patrocinó el Instituto 88KEYS para realizar una encuesta de opinión pública en Aydın , la provincia con mayor potencial geotérmico. [53] En ese momento, más de una quinta parte de las personas mayores de 45 años creían que la energía geotérmica era perjudicial para la salud. [54] Aproximadamente la mitad de ese grupo de edad también creía que no es dañina si se gestiona adecuadamente, al igual que aproximadamente dos tercios de las personas más jóvenes. [54] En la década de 2010, existían preocupaciones sobre la posibilidad de que se liberaran metales pesados ​​​​al agua o al suelo, pero a partir de 2022 no se ha encontrado contaminación por metales pesados ​​​​de las centrales eléctricas, aunque se encontró boro en el agua de riego en 2017 que puede dañar los cultivos. [55] Sin embargo, se ha encontrado arsénico en aguas grises del calentamiento directo y se ha sugerido que dicha agua podría filtrarse con biocarbón . [56]

En 2020, el Ministerio de Medio Ambiente y el Banco Europeo de Reconstrucción y Desarrollo publicaron una guía que recomendaba diversas buenas prácticas sociales, ambientales y técnicas, incluida la recomendación de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de que la concentración de H
2El gas S en el aire no debe superar los 7 μg/m3 en un promedio de 30 minutos. La OMS dice que debido a la fuerte reacción pública contra el olor de las plantas de energía geotérmica y las percepciones sociales resultantes, el problema del olor debe tomarse muy en serio y deben implementarse soluciones. La OMS recomendó tecnologías que garanticen la reinyección de toda la fuente (líquido + gases no condensables) durante la operación como el método más eficaz para evitar que los gases se liberen a la atmósfera. [31] La OMS también recomendó que el H
2El S podría reinyectarse junto con el CO 2 , como se hace a veces en Islandia . [31] Sin embargo, el precio del carbono en Islandia es el mismo que el permitido por la UE (alrededor de 80 euros por tonelada a mediados de 2022), [57] mientras que en Turquía no hay una penalización financiera inmediata por liberarlo porque no hay precio del carbono. [58] :  16 

Financiación

La energía geotérmica tiene unos costes iniciales elevados [59] y es financieramente arriesgada [60], pero si se invierte dinero público en una fase temprana de un proyecto, eso da a los inversores privados la confianza para completar la financiación [27] . En 2022, el Banco Mundial prestó 300 millones de dólares para energía geotérmica [61], algunos a empresas privadas a través del banco estatal de desarrollo industrial Türkiye Sınai Kalkınma Bankası [37] [25] Según la Asociación de Inversores en Plantas de Energía Geotérmica, el coste de un pozo de un kilómetro de profundidad es de aproximadamente 1 millón de dólares [5] . Sin embargo, puede ser posible utilizar los pozos de exploración petrolera existentes en el sudeste de Anatolia [5 ]. La tarifa de alimentación está en liras y se ajusta trimestralmente, pero tiene un tope de 8,6 céntimos de dólar/kWh. [62] En 2021, la Asociación de Energía Geotérmica dijo que los costos de desarrollo (medidos en liras) estaban aumentando un 70% anualmente (la inflación oficial de la economía de Turquía también era de alrededor del 70% a mediados de 2022 [63] ), pero que los aumentos trimestrales de las tarifas de alimentación no seguían el mismo ritmo; por lo que pidieron aumentos mensuales. [64]

Investigación y desarrollo

Cada año se celebran en Turquía conferencias internacionales sobre energía geotérmica, como la conferencia Mujeres en Geotermia en Estambul [65] y el Congreso y Exhibición Internacional de Energía Geotérmica en Esmirna. [66] Los campos geotérmicos de roca caliente seca en el este de Turquía no se han explorado por completo [67] y dicha geotermia mejorada presenta costosos desafíos de ingeniería. [59] También se ha estimado que el 30% de las residencias turcas podrían calentarse mediante energía geotérmica. [68] Los estudios muestran que la energía geotérmica también podría usarse para la desalinización o para producir hidrógeno por electrólisis ; pero a partir de 2022 esto no se ha aplicado en la práctica. [26] [69] Como Turquía es propensa a terremotos, la investigación sobre el riesgo sísmico inducido también es un tema importante, y el mayor número de plantas geotérmicas puede haber causado el aumento de grietas superficiales observadas en el área. [70] La construcción es una parte importante de la economía turca , y se ha sugerido que la tecnología utilizada para producir hielo seco (dióxido de carbono sólido) en las plantas de energía geotérmica de Kızıldere y Tuzla podría adaptarse para capturar las emisiones de CO2 de la producción de cemento. [71] El hielo seco producido también se puede utilizar para combatir incendios forestales en Turquía . [71] Se está investigando la extracción de litio del agua geotérmica, [42] para satisfacer parte de la demanda de la creciente producción de baterías . [72]

El desarrollo cuenta con el apoyo del Banco Mundial [61] y del Banco Europeo de Reconstrucción y Desarrollo a través del Mecanismo de Financiación de la Economía Verde. [73] A partir de 2021 se necesitan más investigaciones sobre las emisiones de CO 2 , pero no se financiarán proyectos con emisiones anuales promedio estimadas superiores a 540 gCO 2 /kWh (esto es más o menos similar a una central eléctrica a gas ). [37] : 31 

Notas

  1. ^ Un estudio europeo que no mostró un aumento neto del CO2 no incluyó a Turquía. [34]

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