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El presente Trabajo Final de Grado determina la factibilidad de instalar una central
geotérmica para la generación de electricidad en Chile, y conocer el procedimiento de su
implementación en el país.
En primera instancia, se comenzará con una investigación acabada de las principales
características de la energía geotérmica y su proceso de producción. Además, son
detallados los diferentes tipos de yacimientos geotérmicos con sus respectivas
aplicaciones. Dentro de éstos, sobresale el uso de centrales de energía para yacimientos
de alta temperatura y las bombas de calor geotérmicas para los yacimientos de baja
temperatura, asimismo, existen otras aplicaciones de procesos industriales.
A partir de esto y considerando que el estudio está enfocado en la generación de energía
eléctrica mediante energía geotérmica, se estudiaron las ventajas y desventajas de la
misma. Dentro de las ventajas, se enfatiza su alto factor de planta, 90% en promedio, y
sus bajas emisiones de contaminantes al medio ambiente. Por otro lado, sus principales
desventajas se deben a que este recurso está presente sólo en zonas que tienen actividad
volcánica, y la inversión de los proyectos suele ser elevada, debido a las etapas de
exploración y perforaciones en el terreno.
Posteriormente, se dan a conocer los diferentes sistemas de tecnologías para la
generación de electricidad, su respectivo procedimiento y los principales equipos que se
utilizan. Actualmente, se utilizan los sistemas de expansión súbita (Simple o doble flash)
cuando el fluido geotérmico presenta altas temperaturas, entre 155 – 350ºC; en cambio,
cuando la temperatura es un tanto menor, entre 100 – 200ºC, se utilizan los sistemas
binarios (Ciclo Orgánico de Rankine - ORC - o bien el ciclo Kalina).
En cuanto al estudio de la energía geotérmica a nivel mundial, se muestra la capacidad
total instalada de energía geotérmica y los países que abastecen su matriz energética
utilizando este tipo de energía, donde Estados Unidos es el que posee la mayor potencia
instalada, con 3.450 MWe que representan casi el 30% de todo el mundo y que produjo
16.000 GWh el año 2015. Conjuntamente, se presenta la situación actual de Chile, con
respecto a la energía eléctrica y particularmente la geotérmica.
En base a esto, se determinó el potencial geotérmico de un área específica de Chile,
ubicada en la zona sur del país, en el sector Alto Bío Bío. Utilizando el método “USGS
Heat in place” con simulación de Montecarlo,se obtuvo un potencial eléctrico de 35 MWe
para un ciclo simple flash y 7,2 MWe para un ciclo binario (ORC). A partir de estos dos
ciclos se seleccionó el simple flash para el análisis técnico y económico, por tener una
mayor producción de energía eléctrica y mejor rendimiento termodinámico.
Finalmente, se realizó la programación de la construcción del proyecto para un periodo
de 7 años, en donde se estimaron las etapas y los costos asociados para determinar la
inversión, la que se calculó en US$ 229.924.252 (211.721.915 €). También se utilizó el
software “System Advisor Model” (SAM) para la estimación del número de sondeos
geotérmicos y corroborar la inversión calculada previamente. De esta forma, se logró
determinar que el proyecto, no es factible en un plazo de 30 años, principalmente por los
bajos precios del nudo de energía, 65 US$/kWh (59,9 €/kWh). Sin embargo, la instalación
de esta planta presenta varias ventajas ambientales y puede reducir aproximadamente
entre 150.000 – 345.000 Tm/año de emisiones de CO2 y entre 1.300 – 1.500 Tm/año de
emisiones de SO2, con respecto a las centrales térmicas de combustibles fósiles.
