La geotermia en Suecia. Dr. José Acuña KTH Royal Institute of Technology, Suecia

La geotermia en Suecia Dr. José Acuña KTH Royal Institute of Technology, Suecia IV Congreso de energía geotérmica en la edificación y la industria, M
Author:  Rosa Vidal Arroyo

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La geotermia en Suecia Dr. José Acuña KTH Royal Institute of Technology, Suecia

IV Congreso de energía geotérmica en la edificación y la industria, Madrid 24-25 Nov 2014

Suecia y Europa

Num. de instalaciones

Potencia térmica

Energía entregada/año

Geotermia en Suecia ≈ 425 000 Instalaciones de baja potencia 500 kW

≈ 5 GW Potencia instalada

Condiciones del suelo Predomina la roca dura (granito/gneiss)

Temperaturas entre 2-8 °C

(Geotrainet, 2011)

Temperaturas, Estocolmo Zonas urbanas: temperaturas algo más altas Temperature [°C]

13.0

15.0

17.0

19.0

0

50

10

11

6

Depth [m]

7

8

6,5

9

0

0

20

20

20

40

40

40

60

60

120 140

100 120

80 100 120

140

200 200

220 220

260

10

40 50 60 70 80

140

180

300

6.50 0

9,5

60

80

180

240

8,5

30

160

250

7,5

20

160 200

Temperature [°C]

Temperature [ C] 0

100

150

9

80

100 Djup [m]

8

Temperature [ C]

Depth [m]

11.0

Depth [m]

9.0

Depth [m]

Temperatur [°C]

90

160 100

180

6.75

7.00

7.25

Visión y algunos tipos de sistema

(Nowak, 2011)

Bomba de calor (fuente: agua de mar)

Bomba de calor (fuente: agua de mar) Bomba de calor más grande del mundo Sistema de district heating (telecalefacción)) Entrega ≈ 60% del calor a la ciudad de Estocolmo

Sistemas geotérmico de tipo acuífero Aeropuerto Arlanda, Estocolmo

Sondas geotérmicas, Estocolmo

http://apps.sgu.se/kartvisare/kartvisare-brunnar-sv.html

Installación típica Común para cubrir demanda de calefacción y enfriamiento Buen nivel de agua subterranea Uso de sondas de tipo U-pipe Normalmente pozos sin relleno www.svepinfo.se

www.svepinfo.se

Venta de bombas de calor

Aire-aire Agua-agua Recuperativa (ventilación) Aire-agua

(SVEP, 2014)

Sistemas de alta potencia Capacidad de al menos 500 kW Sistemas cerrados

Aprox. 400 instalaciones

Sistemas abiertos (acuíferos)

Aprox. 150 instalaciones

40 MW 150 MW 800 GWh 800 GWh 150 GWh enfriamiento gratuito

350 GWh enfriamiento gratuito

Zonas urbanas Acceso limitado a posible zona de taladrado

Zonas urbanas Zonas posibles: Jardines centrales, aceras, zotanos aparcamientos subterraneos

Solicitud de permiso de perforación Consideración de instalaciones vecinas

http://varmepumpar.stockholm.se/Pages/FormBorehole.aspx?CookieTest=true

Localización de las sondas Estudio e identificación de instalaciones subterraneas cercanas: metro, tuneles, tuberías con cables eléctricos, agua, gas, fibra optica, etc

Profundidad Más profundo

Profundidad [m]

Promedio

Energía y bombas de calor en Suecia • Precios € / kWh: Electricidad Oil Gas Telecalefaccioón Pellets



0,21 0,14 0,12 0,10 0,07



Sistemas instalados actualmente Telecalefacción Oil Eléctrico Bombas de calor Otras combinaciones

82% 1% 3% 8% 6%

Las bombas de calor reemplazan: Radiadores eléctricos 21% Resistencia eléctrica 22% Oil 18% Telecalefacción 4% Leña 11% Pellets 8% Bomba de calor 12% Construcciones nuevas 4% Gas 1%

(EHPA, 2014)

El diseño

Caso calefacción: Se diseña normalmente para cubrir entre 50 y 70% de la potencia térmica necesaria. Suele ser suficiente para cubrir alrededor de 75 a 99% de energía

Aspectos claves

Clima, geología

Investigación conectada a la industria

Buena reputación Moda Logística

Incentivos Concursos de eficiencia energética

Mecanismos de protección al cliente Y Precios de la competencia

Electricidad libre de emisiones de CO2 (hidroelectrica y nuclear)

Actores del mercado de geotermia  Asociaciones de perforadores  Instaladores, fabricantes de bombas de calor, contratistas, fontaneros y electricistas:

+     

=

Vendedores de material para pozos y sondas Diseñadores y consultores Dueños de edificios Investigadores Plataformas de información

Investigación

Ejemplo de proyecto de investigación

Colaboración con la industria Alrededor de 40 patrocinantes Objetivo Hacer recomendaciones para una utilización más eficiente de las sondas en instalaciones geotérmicas

Pruebas de respuesta térmica 15.0 14.5

Rb

Temperature [°C]

14.0 13.5

Secondary fluid Temp. media de fluido

13.0

Temp. pared de pozo Borehole wall

12.5 12.0 11.5 11.0

R rock

10.5 10.0

(related to λrock)

9.5 9.0 8.5 0

50

100 time [h]

150

200

Ejemplo de medición distribuida de temperatura

Profundidad [m]

0

260

tiempo

[°C]

Ejemplo de resultado de pruebas de respuesta térmica distribuida (DTRT) 3

3.5

10

10

30

30

50

50

70 90 110 130 150

Profundidad Djup [m] [m]

Profundidad [m] Djup [m]

2.5

λ berg [W/mK] 2.5 3 3.5

70 90 110 130

170

150

190

170

210

190

230 250

λ berg [W/mK]

Profundidad Djup [m] [m]

λ berg [W/mK]

2.5 10 30 50 70 90

3

3.5

Sondas de tipo U Eficiencia pobre, económica, fácil instalación Temperatur [C] 9

11

13

15

17

19

21

23

0 20 40 60

Djup [m]

80 100 120 140 160 180 200 220

0,5 l/s 0,4 l/s 0,2 l/s 0,14 l/s

25

Sondas más eficientes (coaxial) Temperaturas entre 1 y 3 grados más altas (calefacción) o bajas (enfriamiento) que en sondas tipo U Driftfall 3 Temperatur [°C] 14

15

16

17

0 10 20 30

Djup [m]

40 50 60 70 80 90 100

centrumslang små kanaler borrhålsvägg

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

Ejemplo instalación en operación 10

0

9

‐2

8

‐4

7

‐6

6

‐8

5

‐10

4

‐12

3

‐14

2

‐16

1

Tin

Tout

‐18

Tamb

0

‐20 95

96

97

98

99

time [days]

100

101

102

Ambient  temperature [°C]

Sec. fluid temperature [°C]

Agua sin anticongelante circula en la sonda

Muchas gracias por su atención! Contacto: José Acuña, PhD KTH Royal Institute of Technology, Sweden Mob: 076 232 00 08 Email: [email protected] www.energy.kth.se/energibrunnar

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