Energia Geotèrmica

L’energia geotèrmica és la que ens pot proporciona la calor generada per l’interior de la terra. Quan parlem d’aprofitament d’energia geotèrmica pensem amb Islàndia, guèisers, aigües termals o altres usos relacionats amb temperatures baixes, mitjanes o altes de 30°C en amunt, llocs força localitzats i poc extensius. Però no pensem amb la energia geotèrmica de baixa o molt baixa temperatura, de menys de 30°C. Aquesta la podem trobar arreu, i a l’estat s’està utilitzant, al ser extensiva.

El principi de l’aprofitament de l’energia geotèrmica prové de la capacitat del subsòl, gràcies a la calor que irradia la terra, la temperatura augmenta amb la profunditat per la existència d’un gradient tèrmic (número de metres que tenim de baixar per pujar la temperatura un grau). Podem tenir una temperatura aproximada de 15°C de forma constant a pocs metres sota terra a les nostres latituds, podem trobar temperatures entre 7°C i 21°C depenent de la latitud, a una mateixa profunditat. La temperatura del subsòl tendeix a ser constant a partir d’una determinada profunditat.

L’energia geotèrmica de molt baixa temperatura és idònia per la climatització d’edificis. La seva utilització als països del nord d’Europa fa uns quants anys que funciona, relacionat fonamentalment en tecnologies de calefacció. A les latituds on es movem, el seu ús aniria relacionat tant en temes de calefacció com de refrigeració, com a bombes de calor i fred.

El sistema el composaríem tres parts, l’intercanviador de calor amb el terra que  són uns tubs de polietilè que aniran enterrats plens d’aigua o aigua glicolada (el glicol és un anticongelant que s’afageix a l’aigua per baixar el seu punt de congelació per sota els 0º)  que aniran enterrats, es pot fer de forma horitzontal o de forma vertical. Per enterrar de forma horitzontal necessites forces metres quadrats per realitzar la instal·lació i la vertical requereix d’una major especialització. Aquets tubs, mitjançant un intercanviador (serpentí) i una bomba, proporcionen una temperatura d’uns 15°C al sistema de calefacció i refrigeració segons convingui.

La instal•lació ens permet reduir el salt tèrmic, i aquesta reducció del salt tèrmic és el que ens ha de permetre l’amortització de la mateixa. Per tenir viabilitat econòmica hauria de tenir una demanda constant de refrigeració i calefacció com poden ser hospitals, edificis públics, estacions de ferrocarril, vivendes d’ús habitual entre d’altres. Les segones residències de cap de setmana serien un exemple d’ús no constant.

La fundació Gas Natural Fenosa va destacar els principals avantatges e inconvenients d’aquesta mena d’instal•lacions, els avantatges són:

  • Estalvi energètic en l’ús, pot arribar per sobre del 50%.
  • Manteniment menor perquè els compressors scroll utilitzats requereixen de poc manteniment.
  • Ambientals al reduir el CO2 i soroll.
  • Sanitaris al evitar riscos de legionel·la produïts per les torres de refrigeració.
  • Pot substituir la energia solar tèrmica (només utilitzada per donar escalfor)

Inconvenients:

  • La necessitat d’una superfície disponible de terreny.
  • Els costos de sondeig.
  • Majors costos d’inversió.

El salt tèrmic per escalfar o refrigerar aigua de la instal•lació és d’on prové de l’estalvi. A l’hivern, si utilitzem un sistema geotèrmic hem d’escalfar l’aigua de 15°C a una rang de 20 a 24°C. En cas de sistemes més tradicionals, hem d’escalfar l’aigua de la xarxa que està a menys temperatura fins als 20 a 24°C desitjats. Els valors de referència de temperatures de l’aigua de xarxa a Barcelona, segons consta en el document de l’Agencia d’Energia de Barcelona (Procediment d’aplicació de l’Ordenança Solar de Barcelona – Guia per a l’elaboració de projectes) pertanyent a l’Ajuntament de Barcelona ,són les següents:

Mes Gener Febrer Març Abril Maig Juny Juliol Agost Setembre Octubre Novembre Desembre
10,3 10,7 12,4 14,15 16,63 19,39 20,91 22,4 21,53 19,07 14,95 11,7

 

Aquestes serien temperatures de referència per un circuit obert, en un circuit tancat com el de la calefacció, tenim una temperatura exterior de l’aire entre 6 i 15°C graus a l’hivern i a l’estiu poden estar entre els 24 i 33°C graus.

En aquesta pàgina web podem calcular l’estalvi en aigua calenta i calefacció:

http://quenergia.com/calculadora-ahorro-agua-y-calefaccion/

L’estalvi esperat en una intal·lació d’aquesta mena pot estar a l’entorn de 30 al 70% en calefacció i del 20 al 50% en climatització, tal com diu l’informe de l’IDAE:

http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_Calor_y_Frio_Renovables_Geotermia_30012012_global_196afed7.pdf

En aquest informe de l’IDAE ens indica un salt tèrmic de fins a 10°C quan utilitzem les bombes de calor per calefacció. L’empresa Butech Geotèrmica don la mateixa per calefacció y uns 3°C pel circuit de refrigeració.

L’empresa Saunier Duval don unes xifres semblants, el salt tèrmic de l’aigua pot arribar a 15°C a l’hivern, amb la consideració de treball de 15°C per el circuit primari i el circuit secundari de 30°C. Per l’estiu tenim un salt tèrmic de 2°C.

A partir d’aquestes dades fer aproximacions per un estalvi energètic pot resultar difícil.

A partir d’aquestes dades fer aproximacions per un estalvi energètic pot resultar difícil. Però en el setmanari del diari El Punt Avui “L’Econòmic” indiquen que el celler Batlle de la firma caves Gramona en temps de verema, van aconseguir un estalvi d’uns 24.000 kWh en la refrigeració, representant un percentatge d’estalvi del 33%, però al llarg de l’any l’energia geotèrmica a premés un estalvi del 59% i ha permès recuperar la inversió en menys de 8 anys. Aquest mateix setmanari també destaca que l’Hotel Mallorca amb una inversió de 130.000 va tenir un estalvi de 50.000 en un any. Aquest dos casos són instal·lacions d’un us molt intensiu de l’energia Geotèrmica.

El NREL (National Renewable Energy Innovation) dels Estats Units va ajudar l’empresa IKEA a col·locar una bomba de calor geotèrmica en la seva botiga de Denver l’any 2011. Durant l’hivern les temperatures de Denver poden estar entre màximes per sota dels 10 ºC i mínimes per sota dels -5 ºC. Van optar per fer forats 130 de 500 metres de profunditat sota el garatge, aprofitant que la temperatura es manté al voltant del 12-13 ºC tot l’any.