El ICGC desarrolla una aplicación pionera para conocer el potencial geotérmico profundo de un territorio y capta el interés internacional

El Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC), en colaboración con la Unidad de Geotectónica del Departamento de Geología de la Universitat Autònoma de Barcelona, ha desarrollado la herramienta 3DHIP-Calculator, una aplicación innovadora que permite evaluar los recursos geotérmicos profundos de un territorio, a partir de modelos geológicos y térmicos en 3D. La herramienta permite calcular la cantidad de energía almacenada en el subsuelo y la cantidad de energía térmica potencialmente recuperable en el intervalo de profundidad que el usuario determine. Los cálculos se realizan con el método volumétrico «Heat-in-Place (HIP)». La aplicación, además, permite tener en cuenta la incertidumbre de las variables de entrada. Los resultados pueden ser exportados por la generación de mapas que visualizan las zonas con mayor potencial geotérmico.

Esta herramienta ha generado un gran interés a nivel internacional que motivó que el ICGC hiciese una presentación oficial a sus homólogos europeos el pasado mes de mayo.

La dirección del ICGC considera que el conocimiento de los recursos geotérmicos disponibles a nivel superficial y profundo es esencial para poder impulsar la transición energética y, más concretamente, su aprovechamiento en las ciudades a partir de modelos energéticos más sostenibles. En este sentido, esta herramienta permite impulsar la utilización de la energía geotérmica profunda y facilitar la transición energética y, por ello, el ICGC ha cedido su uso a organismos y entidades de todo el mundo que trabajan esta línea de investigación.

La energía geotérmica es una fuente de energía renovable que aprovecha la temperatura del subsuelo y de las aguas subterráneas a distintas profundidades. Es limpia, muy eficiente y autóctona (se obtiene y se consume de forma local, por lo que no requiere transporte) a la vez que está disponible las 24 horas del día, los 365 días del año. Además, el sistema es totalmente invisible e insonoro para el ciudadano.

En opinión del subdirector general de ingeniería y recursos geológicos del ICGC, Joan Palau, “esta ‘calculadora’ que hemos desarrollado permite seguir con los trabajos para la aplicación de esta energía renovable, aportando información técnica necesaria para poder definir propuestas de aprovechamiento y estrategias en materia energética, en una segunda fase. En este sentido, la geotermia profunda permite avanzar hacia una aplicación colectiva, es decir, redes de distrito formadas por captadores subterráneos y un sistema de tuberías por el subsuelo urbano”. Es el caso de ciudades europeas como París, que cuenta con más de 46 sistemas geotérmicos con redes de distrito, o Munich, que ha optado por esta energía en su camino hacia la descarbonización total.
La geotermia integrada en un modelo híbrido inteligente que combine otras fuentes de energía como la eólica o la solar, puede alcanzar altísimos niveles de eficiencia. “Estamos hablando de tecnología al servicio de un modelo de ciudad sostenible, auténticas smart cities” concluye.

Toda esta labor se enmarca en el proyecto GeoEnergía del ICGC -el cual engloba la evaluación del potencial de los recursos geotérmicos superficiales y profundos en Catalunya- y los proyectos de ámbito europeo GeoERA HotLime y GeoERA MUSE que tienen como objetivo la mejora del conocimiento sobre la disponibilidad y el potencial de aprovechamiento de los recursos geotérmicos disponibles en diversos territorios europeos, entre ellos Catalunya. Actualmente, con relación a la geotermia profunda, el proyecto GeoEnergía contempla dos ámbitos de estudio: la cuenca del Empordà y la cuenca de Reus- Valls, ambas identificadas como áreas con potencial geotérmico profundo.

La geotermia en Catalunya

En Catalunya, los edificios públicos y privados que utilizan la geotermia superficial -aquella almacenada en los primeros 200 metros de profundidad- como fuente de energía renovable para autoconsumo térmico para proporcionar climatización (calor y frío) y agua caliente han incrementado exponencialmente en los últimos años. Si en 2010 la potencia instalada en Catalunya era de 10,7 MWt (según datos IDAE), actualmente según la Base de datos de instalaciones de geotermia superficial del ICGC se habría triplicado, con más de 34 MWt. El Hospital de Sant Pau (2009), la Fàbrica del Sol (2010), la Estación de autobuses Barcelona-Nord (2014) y el Mercat de Sant Antoni (2018) en Barcelona; la red de distrito municipal de Olot (2017); el Hospital de Mollet (2007) o el Complejo Alexandra (2010) en Sabadell, entre otros. Son los ejemplos operativos de estas instalaciones. Se trata de una solución rentable que, si bien requiere una inversión inicial, permite alcanzar periodos de retorno de la inversión de entre 6-8 años (en función del diseño y del uso), gracias a una combinación entre la reducción del consumo de entre un 70% i un 80%, un coste de mantenimiento muy bajo, y una alta durabilidad de los equipos. Además, en los casos en que la energía geotérmica de integra con otras fuentes de energía renovables para generación eléctrica (como la fotovoltaica), se pueden conseguir edificios de consumo prácticamente nulo -edificios nzeb-.

A pesar de esta tendencia, una de las principales barreras -y con la que se quiere terminar con esta herramienta- es el poco conocimiento sobre la cantidad de energía térmica almacenada en profundidad en un contexto geológico muy favorable y similar al de otros países vecinos que ya utilizan esta forma de energía desde hace décadas. Los últimos trabajos de exploración profunda realizados se llevaron a cabo en los años 60s y 70s del siglo XX, cuando la industria del petróleo y el gas realizaron diferentes estudios de exploración en las cuencas catalanas. En los años 70 y 80 el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) puso en marcha una campaña de trabajos de exploración en diversos ámbitos del estado específicamente orientada a la evaluación del potencial geotérmico que se focalizó en manifestaciones hidrotermales superficiales, muchas de ellas aprovechadas como balnearios.

En 2012, el IGC ya publicó el Atles digital de Geotèrmia de Catalunya. El objetivo era recopilar información previa disponible y sintetizar diferentes capas de información en un Sistema de Información Geográfica -SIG-. El resultado se plasmó en un visualizador SIGweb que incorporaba las primeras estimaciones de temperaturas inferidas a 7 y 10 km de profundidad, la distribución espacial del flujo de calor, y un mapa que muestra la delimitación de las grandes áreas en Catalunya con potencial para desarrollar este tipo de energía. Fue un primer aso, pero los grandes acuíferos profundos siguen siendo bastante desconocidos.

El boom internacional

En los últimos años, el marco de las políticas de lucha contra el cambio climático y de la transición energética ha propiciado que en Europa se produzca un boom de inversiones en proyectos de energía geotérmica superficial y profunda, especialmente para usos directos del calor (para redes de climatización urbanas para descarbonizar las ciudades, en la industria de la alimentación, y otros) pero también para generación eléctrica. Francia, Alemania, Islandia, Hungría, Turquía, Países Bajos, Italia, Bélgica y Austria son de los más avanzados en este aspecto.
Algunos países hace años que vienen invirtiendo, como el caso de Italia, que inició su aprovechamiento a principios del siglo XX, o Francia, que en los años 80 puso en marcha el programa Fonds Géothermie. Actualmente este país es líder en Europa en número de redes de climatización urbana con geotermia, con un total de 74 plantas en todo el país y con una potencia térmica instalada prevista de 747 MWt en 2020, 330.000 instalaciones de geotermia superficial para climatización individual de edificios y prevé tener una potencia instalada para generación eléctrica de 53 MWe en 2030.

Fuera del ámbito europeo esta fuente de energía también está en claro crecimiento en todos los continentes. Un ejemplo en la apuesta por la geotermia es Estados Unidos (el país con más cantidad de geotermia instalada del mundo) donde, desde hace unos años, el U.S. Department of Energy (DOE) apuesta, a través de la Oficina de Tecnologías geotérmicas, por promover y desplegar el potencial geotérmico, habiendo anunciado este año 2020 una inversión en proyectos de 43 millones de dólares.

El crecimiento de esta energía a nivel mundial ha sido muy favorable los últimos 8 años, y se ha convertido en una gran apuesta para elaborar un sistema energético renovable, limpio y de gran eficiencia para ayudar en el proceso de descarbonización a nivel mundial.