Puna Geothermal Venture (PGV) es una planta de energía geotérmica en la isla de Hawái , la isla más grande del estado de Hawái . La planta se cerró poco después del inicio de la erupción de la Puna inferior en mayo de 2018 y reanudó la generación de energía en noviembre de 2020. [1] La erupción había provocado que la lava fluyera sobre una subestación eléctrica de PGV, un almacén y al menos tres pozos geotérmicos que se habían apagado y tapado de manera preventiva cuando estallaron fuentes de lava cerca, lo que finalmente también cortó el acceso por carretera. [2] [3]
PGV es la primera y única planta de energía geotérmica comercial de Hawái. Construida en un sitio adyacente a pozos experimentales fallidos perforados y operados por el Proyecto Geotérmico de Hawái en los años 70 y 80, la construcción de la instalación generadora comenzó en 1989 y se completó en 1993.
Antes del daño causado por la lava, la planta tenía una capacidad de generación instalada de 38 MW [4] proveniente de seis pozos de producción y cinco pozos de inyección a lo largo de la zona de rift oriental de Kilauea . Su producción se vendió a Hawaiian Electric Industries (también conocida como HELCO). [5] La planta generó hasta el 10% de la energía eléctrica de la isla en 2018. [6]
Los primeros pozos geotérmicos exploratorios en Kapoho se perforaron en 1961-62. [7] : 9 El esfuerzo fue encabezado por el terrateniente local Richard Lyman después de un viaje a Japón, donde se enteró de un proyecto para tender cables eléctricos submarinos entre las islas del país. Al regresar a Hawái, Lyman promovió la generación de energía geotérmica en Puna, distribuida a Oahu y otros centros de población por cables submarinos, como una forma de desarrollar la economía. Encontró socios comerciales para establecer Hawaii Magma Power en 1961. Se perforaron pozos exploratorios antes de que la empresa validara su potencial insuficiente, aunque Lyman afirmó al Honolulu Advertiser que la empresa "tuvo dificultades mecánicas y se dio por vencida". [8] : 12–13
En la década de 1970, se formó el Proyecto Geotérmico de Hawái para realizar investigaciones financiadas por el gobierno federal y estatal. [8] : 13–15 Después de que se completaron los estudios de la geología y el potencial geotérmico del área, se eligió un sitio para el primer pozo en 1975. La perforación comenzó sin estudios de impacto ambiental ni un período para la participación del público. En ese momento, el área alrededor del sitio de perforación era rural y no perturbada, pero se planearon subdivisiones cerca. [8] : 14–15 Ocasionalmente se permitió que el pozo descargara gas y fluido del pozo, lo que creó un ruido fuerte y liberó contaminantes al aire. Para 1976, se habían establecido tres subdivisiones cercanas y estaban comenzando a albergar a los residentes, incluidas doce familias que vivían a una milla del pozo. La continua contaminación acústica y las descargas de gases tóxicos comenzaron a causar preocupación y oposición por parte de los residentes. Se aseguraron fondos de los gobiernos federal y estatal para convertir la energía geotérmica del pozo en electricidad. [8] : 15–19 Aunque HELCO estaba entre los interesados en el proyecto, aseguró a los accionistas que no invertirían el capital de la empresa en el proyecto debido al riesgo volcánico y sísmico en el sitio. [8] : 19
En 1981 se completó un generador experimental de 3 MW y permaneció operativo durante la década de 1980. Sin embargo, las familias continuaron construyendo y mudándose a las subdivisiones cercanas, lo que resultó en varios intentos y una demanda fallida para detener el ruido y la contaminación. [8] : 20–29 Dado que el sitio estaba dentro de una zona de peligro de lava, el generador se construyó sobre patines y se alojó en un edificio que incluía una grúa para que el generador pudiera retirarse si los flujos de lava amenazaban la instalación. Además, la boca del pozo estaba alojada en un búnker de hormigón que podía sellarse para evitar que la lava dañara la boca del pozo. [9] : 13 A pesar de la oposición y las pérdidas operativas incurridas por la operación y el mantenimiento del generador, hubo suficiente apoyo para mantener el generador en funcionamiento. En abril de 1989, los funcionarios del condado expresaron su preocupación por el estado de la instalación después de una pequeña explosión y consideraron revisar y posiblemente revocar el permiso de operación para el sitio. Después de varios incidentes adicionales en el sitio en 1989, se ordenó el cierre de la instalación, lo que ocurrió el 11 de diciembre . [8] : 30–32 Durante su vida útil, el generador HGP produjo entre 15 y 19 millones de kilovatios hora de electricidad al año. [9] : 13
En 1980, HELCO solicitó una propuesta para generar 25 MW de electricidad geotérmica. Ese año se formó una empresa conjunta entre dos de las empresas de Lyman y otras dos empresas para producir energía geotérmica en una parcela de 500 acres (200 ha) arrendada a la familia Lyman. La empresa conjunta pasó a llamarse Puna Geothermal Venture en 1981. Durante los años siguientes, PGV perforó tres pozos, pero todos sufrieron fallas mecánicas en la carcasa del pozo y quedaron inutilizables. [8] : 39–41
En 1986, PGV consiguió un contrato con HELCO para suministrar 25 MW de electricidad en 1993. PGV prometió que adoptaría una tecnología que daría como resultado cero emisiones y que funcionaría con un nivel de ruido drásticamente menor. En 1989, cuando la instalación de HGP se enfrentaba a problemas crecientes, la instalación propuesta por PGV logró superar suficiente oposición local para que la comisión de planificación local le otorgara un permiso . [8] : 41–45
La planta generó inquietudes locales como resultado de emisiones tóxicas ocasionales. [10] En 1991, el pozo KS-8 sufrió una explosión , lo que provocó que el estado suspendiera los permisos para la planta. [11] [12] En 2016, se descubrió que los propietarios de la planta violaban las normas de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. con respecto a las emisiones de sulfuro de hidrógeno y fueron multados con $ 76,500 por dos incidentes en 2013. [13] [14] Los nativos hawaianos plantearon preocupaciones adicionales y se opusieron a la planta , ya que veían todas las formas de actividad volcánica como manifestaciones del semidiós Pele . Declararon que los pozos geotérmicos y la producción de energía eran una profanación. [7] : 7
En 2005, durante la perforación del pozo KS-13, se encontró magma a una profundidad de 2488 m (8163 pies). El pozo tuvo que volver a perforarse varias veces a medida que el magma fluía por el pozo, enfriándose hasta convertirse en un vidrio transparente e incoloro. El magma, a una temperatura de aproximadamente 1050 °C (1922 °F), era dacítico (similar a la roca granítica que forma los continentes) y estaba compuesto aproximadamente por dos tercios de sílice , lo que contrasta con la roca basáltica oscura y rica en hierro que forma la mayoría de las islas hawaianas . Se encontró después de perforar una capa de 73 m (240 pies) de roca ígnea diorita , lo que sugirió a los investigadores que el magma se había separado químicamente al permanecer allí durante un largo período. [15] [16] [17] [18] Como se cita en Nature , el equipo dijo que posiblemente era la primera vez que "el proceso real de diferenciación de la roca de tipo continental del basalto oceánico primitivo se ha observado in situ ". [15] El especialista en magma Bruce Marsh de la Universidad Johns Hopkins describió la singularidad del encuentro: "Antes, todo lo que teníamos que hacer eran flujos de lava; pero son el final de la vida de un magma. Están ahí en la superficie, se han desgasificado. No es el hábitat natural. Es la diferencia entre mirar huesos de dinosaurio en un museo y ver un dinosaurio real, vivo, vagando por el campo". [18]
PGV tenía una capacidad de generación de 25 MW cuando se inauguró en 1993, creciendo a 30 MW en 1995 y 38 MW en 2012. [7] : 9 En 2015, HELCO anunció que Ormat fue el ganador de una licitación para agregar 25 MW de capacidad de generación geotérmica en el distrito de Puna. [19] [10] [7] : 25 En marzo de 2018, Ormat anunció su plan para aumentar la producción en la planta en 8 MW, de 38 MW a 46 MW, para 2020. [20]
El 3 de mayo de 2018, se abrieron fisuras en la tierra dentro y alrededor de la subdivisión Leilani Estates cerca de la planta PGV, luego de cientos de terremotos durante los primeros dos días de mayo. Las preocupaciones por posibles liberaciones de gas de sulfuro de hidrógeno tóxico y explosiones en la instalación de energía geotérmica llevaron a paradas preventivas de equipos e inventariar sus reservas de pentano altamente inflamable . La frecuencia de los terremotos comenzó a aumentar y las primeras grietas aparecieron en Leilani Estates el 1 y 2 de mayo; la planta se desconectó aproximadamente tres horas después de recibir el primer informe de que la lava había comenzado a fluir el 3 de mayo. [21] Todo el pentano almacenado en PGV, aproximadamente 60,000 galones estadounidenses (230,000 L; 50,000 imp gal), se eliminó en la mañana del 10 de mayo. [22]
Durante las semanas siguientes, los pozos se estabilizaron con agua fría (el peso del agua era suficiente para evitar que subiera el vapor) y se pudieron tapar. Un pozo, el KS-14, posiblemente sobrecalentado por la proximidad al magma, no pudo apagarse y se llenó con lodo de perforación en un intento de estabilizarlo. Luego, los pozos se sellaron con tapones metálicos, que llegaron al sitio el 22 de mayo y que, según afirmaron los funcionarios de PGV, podían soportar lava a 2000 °F (1100 °C). [23] [24] [25] [26] [27] [28] Tom Travis, de la Agencia de Gestión de Emergencias de Hawái, afirmó que investigó y no pudo encontrar ningún precedente de lava que inundara un pozo geotérmico que había sido cerrado como los pozos de PGV. El equipo de PGV había hablado con científicos en Islandia que han operado pozos dentro de campos de lava y les proporcionaron información sobre cómo la lava podría afectar la boca del pozo. [28] : 8:03–9:26
El 27 de mayo, la lava se acercó a varios de los pozos tapados. [2] Los pozos tapados KS-5 y KS-6 se inundaron con la lava de las fisuras 7 y 21 el 27 y 28 de mayo. [29] [30] Este evento fue la primera vez que la lava cubrió un pozo geotérmico. [31] [32] El 30 de mayo, una subestación y un almacén que contenía una plataforma de perforación fueron invadidos y destruidos por roca fundida, cortando el camino de acceso principal a la instalación. [33] Un tercer pozo se inundó después. [3]
A pesar del cierre, Hawaii Electric Light no esperaba que los apagones en la Gran Isla fueran causados por una generación de energía insuficiente a medida que se ponían en funcionamiento generadores más antiguos alimentados con diésel. [34] [35] [25]
Los trabajos de perforación comenzaron a fines de 2019. [36] La planta reanudó sus operaciones de forma reducida en noviembre de 2020. [1]
A principios de 2022, se informó que la planta de energía Puna Geothermal Venture producía aproximadamente 25,7 MW de energía eléctrica para la Isla Grande.
En julio de 2022 se anunció que se proponía ampliar la producción de energía de PGV. [37] El plan, llamado Proyecto Repower, tiene un objetivo de 46 MW en la Fase 1 y luego a 60 MW en la Fase 2, e implementaría el aumento en la generación de energía reemplazando 12 unidades generadoras de energía operativas con hasta cuatro unidades generadoras de energía mejoradas, operando en los terrenos existentes de la instalación actual.
PGV publicó un Aviso de Preparación de Declaración de Impacto Ambiental en la edición del 23 de julio de 2022 de “The Environmental Notice”. [38] En febrero de 2024, se anunció que se había obtenido un nuevo acuerdo de compra de energía, que permite un máximo de 46 MW y un mínimo de 30 MW. Esto se lograría reemplazando las unidades antiguas por tres unidades nuevas en un plazo de tres años. [39]
PGV está ubicado en la zona de falla oriental del volcán Kilauea , que forma la isla de Hawái . El depósito de energía geotérmica que se encuentra allí se conoce como depósito geotérmico Kapoho. [9] : 11 Se estima que el potencial de energía geotérmica de la zona de falla oriental supera los 200 MW. [40] El depósito geotérmico está contenido dentro de roca basáltica y depende de la permeabilidad de dos sistemas de fracturas importantes. Ambos sistemas de fracturas tienen grandes aberturas, registradas por la caída de brocas de 8,5 pulgadas (220 mm) hasta 30 pies (9,1 m). [41]
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La planta es propiedad de Ormat Technologies , que la compró en 2004. [43]
En el complejo Puna funcionan dos centrales eléctricas. La primera consta de diez convertidores de energía Ormat de ciclo combinado (OEC) compuestos por diez turbinas de vapor y diez turbinas binarias , que se inauguraron en 1993. [44] La segunda planta consta de dos OEC de ciclo binario que entraron en servicio en 2011 y comenzaron su operación comercial en 2012.
A diciembre de 2017, seis pozos de producción y cinco pozos de inyección conformaban el Complejo Puna. [44]
En 2008, los cinco pozos de producción activos tenían una elevación superficial de 620 pies (190 m) sobre el nivel del mar y producían una mezcla de vapor y salmuera. Los cinco pozos produjeron un promedio de 600.000 lb/hora (270.000 kg/hora) de vapor y 1.200.000 lb/hora (545.000 kg/hora) de salmuera. La temperatura de los fluidos que emergen de los pozos de producción es de aproximadamente 640 °F (338 °C), que se devuelve a los pozos de inyección a aproximadamente 300–400 °F (150–200 °C). [41] [46]
Además de la generación de electricidad, se han sugerido usos adicionales de la instalación. Andrea Gill del Departamento de Negocios, Desarrollo Económico y Turismo de Hawái, en nombre de un grupo de trabajo establecido para considerar los usos directos de la energía geotérmica en PGV y sus alrededores, describió los posibles usos directos de los fluidos, así como de los pozos de agua subterránea poco profundos en sus alrededores, incluida la deshidratación de frutas y nueces de macadamia , la acuicultura y la calefacción de invernaderos , la pasteurización y esterilización , los balnearios geotérmicos/de salud y las bombas de calor geotérmicas . [46] En PGV, la salmuera caliente después de ser utilizada para generar electricidad está aproximadamente a 300–400 °F (150–200 °C) cuando se reinyecta; la salmuera podría aprovecharse por su energía térmica antes de la reinyección. Los pozos de agua a menos de 750 pies (230 m) en las cercanías de PGV han registrado temperaturas de hasta 193 °F (89 °C). [46]
En 2005, después de que un taladro detectara un tipo de magma poco común, los investigadores y PGV expresaron su deseo de convertir el pozo en un observatorio para estudios científicos. [15]
