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Energía geotérmica en Turquía

Mucho vapor se eleva por encima de tuberías metálicas y cilindros verticales, con un edificio bajo y montañas al fondo.
Central 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 calefacción geotérmica y genera el 3% de la electricidad del país . [1] Turquía es el segundo mayor usuario del mundo de calefacción geotérmica, 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 baña en aguas termales desde la antigüedad. En Turquía, la electricidad a partir de vapor subterráneo se generó por primera vez a finales del siglo XX, y en 2022 funcionan 63 plantas de energía geotérmica en Turquía . [3] Turquía tiene casi 2 GW de energía geotérmica instalada, la cuarta mayor 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 centrales geotérmicas son elevadas 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 geotermia debido a las emisiones de sulfuro de hidrógeno, que huele mal . Para reducir la emisión tanto de dióxido de carbono como de sulfuro de hidrógeno, a veces el fluido se reinyecta completamente en el yacimiento. [8]

Historia

El agua caliente geotérmica se ha utilizado en los balnearios desde al menos el siglo II a. C. en Heirópolis , [9] por ejemplo en las termas romanas . [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 de Minerales del gobierno inició los primeros estudios geológicos y geofísicos en el suroeste de Turquía. En 1968 se descubrió que el embalse geotérmico de Kızıldere, en el ramal occidental del Büyük Menderes Graben , era adecuado para la generación de electricidad. En 1974 se construyó una pequeña central eléctrica piloto de 500 kW [14] y se distribuyó electricidad gratuita a los hogares cercanos. La empresa estatal de generación de electricidad amplió la planta en 1984, [14] hasta alcanzar una potencia media de unos 10 MW. En 2008, la planta fue privatizada a Zorlu Energy con un arrendamiento operativo de 30 años , y continuaron aumentando la potencia, de modo que a partir de 2022 la planta de energía geotérmica de Kızıldere siga siendo la más grande de Turquía. [15] [16] A principios del siglo XXI se construyeron más centrales eléctricas, principalmente en Aydın . [17]

En 2007, Turquía aprobó la Ley sobre 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 requeridas a dos. [18] [19]

Para las plantas iniciadas entre 2010 y 2021, la tarifa de alimentación del Plan de Apoyo a las Energías Renovables era de 10,5 céntimos de EE.UU./kWh, garantizada durante diez años. [18] En 2021, la tarifa de alimentación se cambió a liras y se redujo. [20]

En 2010 la capacidad instalada de generación eléctrica geotérmica fue de 100 MW mientras que las instalaciones de uso directo ascendieron a casi 800 MWt. [21] En 2017, la capacidad de generación de electricidad se había multiplicado por diez, hasta 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 mayor parte de la roca es más fría 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 se encuentran en el oeste. [23] : 2  Hay 16 campos con temperaturas superiores a 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 Graben de Anatolia occidental (Büyük Menderes y Gediz Grabens [25] : 5  ). El calor generado por la radiactividad de estos granitos, que cubren más de 4.000 kilómetros cuadrados, oscila entre 5 y 16 µW /m 3 . [26]

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

Emisiones de dióxido de carbono

La geología de las rocas metamórficas de los grabens de Buyuk Menderes y Gediz es inusual: especialmente en condiciones ácidas, la calcita de las rocas puede liberar mucho CO 2 al agua muy caliente circundante. [28] Las emisiones de CO 2 de las nuevas plantas geotérmicas en Turquía se encuentran entre 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 elevadas emisiones de CO 2 a corto plazo se pueden abordar. [33] [nota 1] Las medidas podrían incluir la reinyección en el depósito 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 durante toda la vida serán similares al promedio geotérmico mundial. [36] El problema no se espera fuera de estos dos grabens. [37] : 24 

Uso directo del calor.

Bañistas en una gran piscina al aire libre
Spa 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 significa la rapidez con la que se produce el calor). [39] ). [24] : 1  Se utiliza una temperatura tan baja como 40 a 45 °C. [23] : 5  Turquía ocupa el segundo lugar después de China en uso directo, [40] con casi 4 GWt, incluidos 1120 MWt de calefacción urbana , 855 MWt de calefacción de invernaderos y muchos spas y hoteles. [41] Se espera que los balnearios extiendan la temporada turística 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 con calefacción; y 520 spas, baños y piscinas (1400 MWth). [24] : 5  A veces se bombea 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] los tomates se exportan [44] y los frutos se secan. [45]

Sin embargo, en 2021 la Agencia Internacional de 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 con calefacción podría aumentar de 160 mil a un millón. [5] Según la Asociación de Inversores y Fabricantes de Invernaderos, en 2022 hay 5.400 decares de invernaderos con calefacción geotérmica (los primeros del mundo) con una recuperación de la inversión en 4 a 7 años, pero esta cifra podría aumentarse a 30.000 decares. [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-operativeal.map)
La generación de electricidad geotérmica (rojo), que se muestra como parte de la generación eléctrica total 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 los 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 centrales geotérmicas se encuentran al sur o al este de Esmirna , la tercera ciudad más grande de Turquía. [49] Kızıldere es el más poderoso, seguido por Efeler. [50] El potencial de generación de electricidad a partir de energía hidrotermal (geotérmica 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 " "destellos" al vapor que impulsa directamente las turbinas). [51] [23] Proveedores de tecnología de ciclo binario; como Atlas Copco, Exergy y Ormat; son prominentes en el mercado. [40] A alta entalpía y alta temperatura, las plantas binarias flash combinadas son más eficientes. [14] A veces, los pozos propiedad de empresas competidoras interfieren entre sí. [14]

Impacto ambiental y opinión pública

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

En 2019, Enel patrocinó al Instituto 88KEYS para realizar una encuesta de opinión pública en Aydın , la provincia con mayor potencial geotérmico. [53] En aquel 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 dañino si se maneja adecuadamente, al igual que aproximadamente dos tercios de los más jóvenes. [54] En la década de 2010 existía preocupación por 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 en 2017 se encontró boro en el agua de riego, lo que puede dañar los cultivos. . [55] Sin embargo, se ha encontrado arsénico en aguas grises provenientes 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 varias mejores prácticas sociales, ambientales y técnicas, incluido el hecho de que la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que la concentración de H maloliente
2El gas S en el aire no debe exceder los 7 μg/m3 en un promedio de 30 minutos. La OMS dice que debido a la fuerte reacción pública contra los olores de las plantas de energía geotérmica y las percepciones sociales resultantes, el problema de los olores debe tomarse muy en serio y se deben implementar soluciones. La OMS recomendó tecnologías que garantizan la reinyección de toda la fuente (líquido + gases no condensables) durante la operación como el método más eficaz para evitar la liberación de gases a la atmósfera. [31] La OMS advirtió además que 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 permiso de la UE (alrededor de 80 euros por tonelada a mediados de 2022), [57] mientras que en Turquía no existe una sanción financiera inmediata por liberarlo porque no hay un precio del carbono. [58] :  16 

Financiación

La geotermia tiene altos costos iniciales [59] y es financieramente riesgosa, [60] pero si se invierte dinero público en una etapa temprana de un proyecto, eso da a los inversores privados confianza para completar la financiación. [27] En 2022, el Banco Mundial prestó 300 millones de dólares para energía geotérmica, [61] algunos de ellos a empresas privadas a través del banco estatal de desarrollo industrial Türkiye Sınai Kalkınma Bankası. [37] [25] Según la Asociación de Inversores de Plantas de Energía Geotérmica, el costo de un pozo de un kilómetro de profundidad es de aproximadamente 1 millón de dólares. [5] Sin embargo, es 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 límite de 8,6 centavos de dólar estadounidense/kWh. [62] En 2021, la Asociación de Energía Geotérmica dijo que los costos de desarrollo (medidos en liras) aumentaban un 70% anual (la inflación oficial de la economía de Turquía también era de alrededor del 70% a mediados de 2022 [63] ), pero que la alimentación en los aumentos trimestrales de tarifas no seguían el ritmo; por lo que pidieron aumentos mensuales. [64]

Investigación y desarrollo

La mayoría de los años se celebran conferencias internacionales sobre energía geotérmica en Turquía, como la conferencia Mujeres en la Geotermia en Estambul [65] y el Congreso y Exposición Internacional de Energía Geotérmica en Izmir. [66] Los campos geotérmicos de roca caliente seca en el este de Turquía no se han explorado completamente [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 demuestran que la energía geotérmica también podría utilizarse para la desalinización o para producir hidrógeno por electrólisis ; pero a partir de 2022 esto no se ha aplicado prácticamente. [26] [69] Como Turquía es propensa a los 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 CO 2 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 derivada del aumento de la producción de baterías . [72]

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

Notas

  1. ^ Un estudio europeo que no muestra ningún aumento neto de CO 2 no incluyó a Turquía. [34]

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