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INDICE
ANTECEDENTES CONTEXTO ESPECÍFICO
I. OBEJETIVOS General
Específico II. RESULTADOS ESPERADOS III. ACTIVIDADES ORGANIZACIÓN Y GESTION DEL PROYECTO
Detalle del Pozo Fase inicial
IV. COSTOS Y FINANCIAMIENTO V. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Historia de los estudios geotérmicos en Guatemala Proyectos geotérmicos a nivel de Factibilidad y Pre-Factibilidad en Guatemala Áreas con estudios preliminares de geotermia
VI. BIBLIOGRAFÍA CITADA VII. CRONOGRAMA VIII. ANEXOS
1. Mapa Manifestaciones Geotérmicas de Guatemala 2. Mapa de Ubicación de Áreas de Interés Geotérmico 3. Mapa de Identificación acorde a estudios de Pre-Factibilidad y
Factibilidad de interés Geotérmico. 4. Pozos de Campo Geotérmico de Amatitlan 5. Generación INDE vrs otros generadores 6. Composición de la Generación de Energía del INDE del año 2005 7. Generación Geotérmica vrs otros generadores S.N.I año 2005 8. Manifestación Geotérmica de Guatemala
GEOTERMICA EN EL PROCESO DE PRECALENTAMIENTO DE LOS
ACEITES VEGETALES PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL
ANTECEDENTES La energía geotérmica constituye una significativa opción energética para el
desarrollo sustentable, pues ha demostrado fehacientemente su factibilidad
técnica y económica para la producción de energía eléctrica a mediana y gran
escala, aparte de que permite una amplia gama de aplicaciones directas del
calor en proyectos con una elevada rentabilidad social, tales como invernaderos,
secado de granos y productos forestales, cultivo de peces y recreación, que
pueden favorecer el desarrollo de actividades comunitarias de producción en
áreas rurales afectadas por la pobreza
Guatemala es un país que cuenta con una gran cantidad de recursos naturales
de tipo renovable, los cuales tienen un gran potencial energético. El potencial de
generación de energía en el territorio nacional se estima en alrededor de 12,800
MW de los cuales unos 5,00050 MW son procedentes del potencial hidroeléctrico,
1000 MW de origen geotérmico, unos 6,800 MW de origen eólico y fotovoltaico.
La geotermia sale de la tierra de manera constante, hora tras hora, año tras año.
Cuando la sequía reduce la generación de electricidad por centrales
hidroeléctricas, las plantas geotérmicas no son afectadas.
En Guatemala actualmente se utiliza un 13 % de este potencial hidráulico,
porcentaje que es muy bajo tomando en cuenta que se tienen 38 cuencas
hidrográficas en el país, la nación tiene entonces un recurso valioso para la
generación de energía geotérmica e hidráulica.
1
CONTEXTO ESPECÍFICO
Guatemala es un país volcánico. La sierra Madre, que lo atraviesa en el sur, es
el asentamiento de 36 volcanes que se encuentran diseminados en una
extensión de 300 km aproximadamente, desde la frontera con México hasta la
frontera con El Salvador.
Esta densidad volcánica da una idea de la gran capacidad geotermica que
posee el subsuelo del país. Por esta razón, en 1972 el INDE inicio los estudios
para la determinación de este recurso en Guatemalacon el fin de producir
electricidad.
A partir de entonces se ha identifiado 13 campos geotermicos, 2 se han
estudiado a nivel de factibilidad en los cuales funcionan actualmente sendas
plantas geotermoelectricas, 5 se han estudio a nivel de prefactibilidad y se están
llevando actualmente a nivel de factibilidad.
La situación actual del mercado eléctrico en Guatemala y la próxima integración
del mercado regional en América Central brindan una gran oportunidad a
inversionistas interesados en esta tecnología de generación.
La Ley de incentivos para el Desarrollo de Proyectos de Energía Renovable,
contenida en el Decreto 52-2003, tiene por objeto promover el desarrollo de
proyectos de energia renovable y establecer los incentivos fiscales económicos y
administrativos para el efecto. Esta ley tiene como objetivos:
Fomentar y facilitar las inversiones para el desarrollo de generación de
electricidad a través del uso racional de recursos energéticos renovales.
Propiciar la oferta energética nacional a través de recursos renovables
contribuyendo con esto a la independencia de los combustibles
importados.
2
Contribuir y facilitar los procesos de certificación estalecidos en el país en
materia energética, mediante el uso de recursos renovables.
Propiciar programas de eficiencia energética.
I . OBJETIVOS
I. 1 OBJETIVOS GENERALES Aplicar el contenido calórico del fluido producido por el pozo en el campo
geotérmico para el uso en el proceso de producción de Biodiesel
I.2 OBJETIVO ESPECÍFICO
Crear una infraestructura básica para la producción y utilización de
energía renovable proveniente de la geotermia para el precalentamiento
de aceites vegetales en el proceso de producción de Biodiesel.
Determinar aquellos parámetros ambientalmente sensibles, en forma
previa a la Explotación geotermica.
I I . Resultados Esperados
a. Fortalecimiento de la base industrial para la producción de Biodiesel.
b. Reducción de costos para la producción de Biodiesel.
c. Reducción del consumo de electricidad y combustibles fósiles.
d. Reducción de la contaminación y del efecto invernadero.
Producir Biodiesel al más bajo costo es vital para el éxito del proyecto y para
poder competir con el precio del diesel. El costo elevado de las materias primas
del Biodiesel deja poco margen en la operación. La reducción del costo actual,
al implementar el uso de la energía geotérmica, permitirá que el proceso de
producción tenga un menor consumo de energía fósil y eléctrica haciéndolo más
3
rentable y rebajando el precio de venta del producto. Esto redundará en un
mayor consumo de biodiesel y una reducción en la contaminación ambiental en
el país.
Por otro lado, el Biodiesel tiene la ventaja de que es un combustible producido
en Guatemala a partir de energía renovable, lubrica y cuida los motores y
sustituye las importaciones de diesel.
I I I . ACTIVIDADES, ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN DEL PROYECTO Pasos a implementar en la ejecución del proyecto: La planta de producción de Biodiesel está localizada en el Km. 32,5 entre
Amatitlán y Palín, dentro de lo que se denomina el área geotérmica de Amatitlán.
Biocombustibles de Guatemala, en su planta industrial para el proceso de
aceites vegetales en la producción de Biodiesel, ha abierto un pozo de agua de
130 pies de profundidad para extraer agua caliente. El agua caliente, mediante
un proceso de intercambio de calor, precalentará los aceites vegetales previo a
su entrada al reactor, así como el Biodiesel en las diferentes etapas de
purificación.
III.1 Detalle del pozo:
• Pozo geotérmico de líquido de baja profundidad.
• El pozo lo forma un tubo de hierro de 8" de diámetro y 130 pies de
profundidad.
• Los últimos 70 pies del tubo están calados y su extremo inferior está
cerrado, de manera que el agua entra exclusivamente por el área calada,
la cual le sirve para filtrar la arena e impurezas minerales no solubles.
4
FIGURA 1 POZO GEOTERMICO
5
El tubo está sumergido 90 pies debajo del nivel freático y los restantes 40 pies
están en la parte seca.
FIGURA 2 Localización del pozo y de la planta:
Parte del agua extraída del pozo servirá como fuente de calor y otra parte como
agua para las necesidades de la planta.
III. 2 Fase Inicial: Estudio de la potencialidad del pozo.
• Determinación del tamaño del manto.
• Determinación del caudal y temperatura del agua.
• Realización del análisis químico del agua.
• Determinación del tipo de bomba a utilizar.
• Diseño del tipo de pozo. Es indispensable regresar el agua? Pozo de
producción y de inyección?
• Diseño específico de los intercambiadores de calor para los aceites
vegetales, para la reacción de Biodiesel y para el secador de Biodiesel.
6
Si la temperatura del agua del pozo no fuera lo suficientemente caliente, hay
necesidad de diseñar y construir un sistema de calentamiento adicional del agua
del pozo.
Diseño de una planta de tratamiento de agua, si el agua del pozo no llena los
estándares para el agua de consumo para la planta. Esta es el agua que ha
cedido su calor después de haber pasado por los intercambiadores de calor.
Para lograr el objetivo del proyecto es necesario adquirir el siguiente equipo:
a. Una bomba
b. Tubería de hierro
c. Un Intercambiador de calor para el calentamiento de los aceites.
d. Un Intercambiador de calor para el calentamiento del reactor.
e. Un Intercambiador de calor para el secado del Biodiesel.
IV. COSTOS Y FINANCIAMIENTO
COSTOS DE INTEGRACIÓN ENERGIA GEOTERMICA EN EL PRODESO DE PRECALENTAMIENTO DE ACEITES
VEGETALES EN LA PRODUCCION DE BIODIESEL EXPERTOS
MED. UNIT CANTIDAD UNIT. TOTAL EUROS
Unidad 1 Experto en Geotermia 7,000.00
1 Experto en Calidad de Filtrado 7,000.00
1 Asistencia Técnica de reacondicionamiento de pozo
6,000.00
GENERAL TOTAL 20,000.00
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V. REVISION BIBLIOGRAFICA
V.1 HISTORIA DE LOS ESTUDIOS GEOTERMICOS EN GUATEMALA Los estudios de los recursos geotermicos de Guatemala se iniciaron en 1972. El
primer campo estudiado fue el Moyuta, en el Departamento de Jutiapa, al oriente
del país sitio en el cual las manifestaciones geotermales existentes sugerian
altas probabilidades de aprovechamiento del recurso para su explotación con
fines de generación de energía eléctrica. En ese año se iniciaron los estudios
de reconocimiento y en 1974 los estudios exploratorios. En 1976 se
suspendieron los estudios debido a que los resultados mostraron que la
temperatura en los pozos exploratorios no era adecuada para la generación de
energía eléctrica. Los estudios se llevaron a nivel de prefactibilidad
El segundo campo estudiado fue de Zunil, en el departamento de
Quetzaltenango, en el occidente del país. Los estudios de reconocimiento se
iniciaron en 1973 y en 1976 los estudios exploratorios al suspenderse las
actividades en el campo Moyuta. En 1977 se realizaron estudios a nivel de
prefactibilidad en un área de 310 km2. en 1979 se seleccionó un área de 4 km2
que se consideró como la más promisoria para hacer estudios a nivel de
factibilidad, al que se le llamó Zunil I y a sus alrededores Zunil II. El estudio de
factibilidad se efectuó en los años 1980 y 1981, con el cual se definió la planta
que actualmente funciona en éste campo
El tercer campo estudiado es el de Amatitlan, ubicado 40 km al sur de la ciudad
de Guatemala, dentro de los municipios Amatitlán, San Vicente Pacaya y Villa
Canales. Las primeras investigaciones se efectuaron en 1972. En 1977 se
iniciaron los estudios de reconocimiento los cuales se suspendieron en 1979
para dar paso a los estudios de Zunil, reanudandose en 1980 en un área de 170
km2.
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En 1981 se efectuaron estudios de reconocimiento a nivel regional, definiendose
9 áreas adicionales a las anteriores:
San Marcos en el departamento del mismo nombre
Atitlán en el departamento de Solota
Palencia en el departamento de Guatemala
Tecuamburro en el departamento de Santa Rosa
Yarsa en el departamento de Santa Rosa
Los Achiotes en el departamento de Santa Rosa
Motagua en el departamento de Zacapa
Retana en el departamento de El Progreso e
Itepeque-Ipala en el departamento de Chiquimula.
En 1993 se adicionó al inventario de los recursos geotemicos del país el area
geotermica de Totonicapán en departamento del mismo nombre
En 1985 se definio que el Área de Calderas ascienden los fluidos geotermicos
del reservorio de Amatitlan. En 1989 se confirmo la existencia de recursos
geotermicos comercialmente explotables en este campo, por lo que en 1991 se
iniciaron los estudios de factibilidad los cuales finalizaron en 1996.
A partir de 1988 se han realizado estudios a nivel de prefactibilidad en el area de
Tecuamburro.
En 1993 se iniciaron los estudios para determinar la prefactibilidad del campo de
San Marcos. El informe final fue presentado en diciembre de 1997.
En 1993, se iniciaron los estudios preliminares en el área de Totonicapán,
identificandose como área prioritaria.
9
V.2 Proyectos Geotérmicos a Nivel de Factibilidad y Pre- Factibilidad en Guatemala Los estudios de los recursos geotérmicos de Guatemala se iniciaron en 1972, en
el área geotérmica de Moyuta (Localización 12 Anexo 2)
Con el objetivo de contar con un inventario a nivel nacional de los recursos
geotérmicos y obtener un mejor criterio para definir las áreas más promisorias
para su investigación, en 1981 el INDE y BRGM de Francia, con fondos propios
y donación de OLADE, efectuaron estudios de reconocimiento a nivel regional en
13 áreas (Figura 1) ubicadas a lo largo de la cadena volcánica localizada al sur
del país y que lo atraviesa de este a oeste, desde la frontera con el Salvador
hasta la frontera con México.
Los estudios evidenciaron que las áreas de Zunil, Amatitlán, San Marcos,
Tecuamburro y Moyuta son de alta entalpía. En 1993, con cooperación técnica
del Organismo Internacional de Energía Atómica –OIEA- el área de Totonicapán
fue también identificada como área prioritaria. V.2.1 Áreas a nivel de prefactibilidad a) Área geotérmica de Moyuta
El área geotérmica de Moyuta se localiza al oriente del país en el departamento
de Jutiapa (Localización 12 Anexo 2). Los primeros estudios de reconocimiento
se iniciaron a partir de 1972 por parte del INDE, cubriendo un área aproximada
de 1000 km2.
En 1974 los estudios se incrementaron al delimitarse un área de 330 km2 para
hacer investigaciones a nivel de prefactibilidad.
10
Como resultado de las investigaciones, conjuntamente con la perforación de 12
pozos de diámetro reducido, se seleccionó un área de 10 Km2 para estudios a
detalle, área donde se perforaron dos pozos exploratorios de diámetro comercial
(INDE 1 y 2). Los registros obtenidos en las dos perforaciones indicaron que las
temperaturas máximas alcanzadas eran del orden de los 114°C, no siendo
adecuadas para la explotación del recurso con fines de generación de energía
eléctrica.
En 1990 se realizaron investigaciones adicionales, con la cooperación de Los
Alamos National Laboratory de los Estados Unidos reevaluándose el sistema
geotérmico de Moyuta. Con dicha reevaluación se concluyó que existen sitios
alternos dentro del área para realizar nuevas perforaciones exploratorias, con
altas expectativas de encontrar recurso geotérmico comercialmente explotable
para la generación de energía eléctrica.
b) Área geotérmica de Zunil II
Con base en los resultados obtenidos con los estudios de factibilidad preliminar
en el área de Zunil, en 1979 se seleccionó un área de 4 km2 que se consideró
como la más promisoria para hacer estudios a nivel de factibilidad, a la cual se le
llamó Zunil I y a sus alrededores Zunil II
Los estudios de prefactibilidad del área de Zunil II, cubrieron aproximadamente
150 km2 y se iniciaron a partir de 1989, seleccionando un área de 16 Km2
localizada dos km al este de Zunil I como la más promisoria para realizar
estudios a detalle para lo cual se contrato a la empresa West Jec. En esta área
durante la fase de los estudios, se perforaron tres pozos de diámetro reducido,
resultando uno de ellos productor; obteniéndose 35 toneladas por hora de vapor
seco, lo que confirma la existencia de un reservorio geotérmico.
11
Los estudios de prefactibilidad se finalizaron en 1992, concluyéndose que en
dicha área se estima que existe recurso comercialmente explotable con un
potencial mínimo de 50 MW.
c) Área geotérmica de San Marcos Después del reconocimiento a nivel regional en 1981, el INDE realizó
investigaciones preliminares en esta área cubriendo una superficie aproximada
de 85 Km2.
Posteriormente y por medio un convenio suscrito entre INDE y la Comunidad
Económica Europea, en el año de 1993 se iniciaron los estudios para determinar
la prefactibilidad de dicho campo. El informe final fue presentado en diciembre
de 1997.
A la fecha y con los resultados obtenidos, se confirma la existencia de un
reservorio geotérmico con temperaturas adecuadas para la explotación con fines
de generación de energía eléctrica, con una capacidad inicial de 24 MW.
d) Área geotérmica de Tecuamburro
El área geotérmica de Tecuamburro está ubicada en el departamento Santa
Rosa en las faldas del volcán del mismo nombre.
En esta área se han realizado estudios geocientíficos a nivel de prefactibilidad a
partir de 1988 por parte de personal del INDE y con la colaboración de Los
Alamos National Laboratory de los Estados Unidos, habiéndose perforado un
pozo de diámetro reducido de 800 m de profundidad, en el cual se midió una
temperatura de 235°C.
12
Los resultados obtenidos de la investigación, indican que el campo podría tener
un alto potencial para su explotación con fines de generar energía eléctrica,
estimándose su potencial en 50 MW como mínimo.
v.3 Área con estudios preliminares
a) Área geotérmica de Totonicapán
En el área geotérmica de Totonicapán se iniciaron los estudios preliminares
con la colaboración del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA).
En 1996 se realizó la primera campaña geoquímica y en marzo de 1997 se
recolectaron muestras para análisis isotópicos, efectuándose la interpretación
geoquímica preliminar.
En este año también se realizó el estudio geológico preliminar y en 1998 se
efectuaron estudios geofísicos de gravimetría y magnetometría.
b) Áreas con estudio a nivel regional
En las otras áreas identificadas en el Estudio a Nivel Regional realizado
conjuntamente con OLADE, no se han efectuado más investigaciones y se
requiere iniciar con estudios a nivel de prefactibilidad. Estas áreas son:
Palencia: Ubicada 20 km al noroeste de Ciudad Guatemala.
Temperatura 140 °C
Atitlán: En el departamento Sololá. Temperatura 95 °C
Motagua: A orillas del río Motagua en el departamento Zacapa.
Temperatura 160 °C
Ayarza: En los alrededores de la laguna de Ayarza, departamento
Santa Rosa. Los valores de la temperatura no son
confiables.
Retana: En la laguna Retana, departamento Jutiapa. Temperatura
150 °C
13
Ixtepeque-Ipala: Ubicada en los alrededores del volcán Ipala, departamento
Chiquimula. Temperatura 180 °C
Los Achiotes: Al este del área geotérmica de Tecuamburro. Temperatura
155 °C
VI. BIBLIOGRAFIA CITADA 1. Negocios de Generación de Electricidad en Guatemala volumen III,
Catalogo de campos geotérmicos, Instituto Nacional de Electrificación.
2005
2. Decreto 93-93 Ley General de Electricidad
3. Decreto 52-2003, Ley de Incentivos para el desarrollo de Proyectos de
Energía Renovable
4. Acuerdo Gubernativo No, 211-2005, Reglamento de la Ley de Incentivos
para el Desarrollo de Proyectos de Energía Renovable
5. Godinez, Jorge, Coordinador de Mantenimiento de Centrales
Generadoras del Instituto Nacional de Electrificación – INDE-. Entrevista
directa
6. www.fao.org Resumen Ejecutivo de Geotermia
V I I . CRONOGRAMA DE TRABAJO
V I I I . ANEXOS 1. Mapa Manifestaciones Geotérmicas de Guatemala 2. Mapa de Ubicación de Areas de Interés Geotérmico 3. Mapa de Identificación acorde a estudios de prefactibilidad y
factibilidad de interés Geotérmico. 4. Pozos de Campo Geotermico de Amatitlan 5. Generación INDE vrs otros generadores 6. Composición de la Generación de Energia del INDE del año
2005 7. Generación Geotermica vrs otros generadores S.N.I año 2005 8. Manifestación Geotermica de Guatemala
14
ENERGIA GEOTERMICA EN EL PROCESO DE PRECALENTAMIENTO DE LOS ACEITES VEGETALES PARA LA PRODUCCION DE BIODIESELCRONOGRAMA DE PLANIFICACIÓN DE TRABAJO
Actividades Semanas de 20071 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Fase Inicial
DETERMINACION DEL TAMAÑO DEL MANTO P
EDETERMINACNION DEL CAUDAL Y TEMPERATURA DEL AGUA P
E
REALIZACION DEL ANALISIS QUIMICO DEL AGUA P
E
DETERMINACION DEL TIPO DE BOMBA P
E
DISEÑO DE TIPO DE POZO P
EDISEÑO ESPECIFICO DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR PARA LOS ACEITES VEGETALES P
EReferencias: Programado
Ejecutado
ANEXO 4
Pozos del Campo Geotérmico de Amatitán
Ubicación (UTM)Pozo
X Y
AMF-1 59100 94300 1581 Productor vertical
AMF-2 58195 93692 1502 Productor vertical
AMF-3 59530 95246 1500 Reinyector vertical
AMF-4 58200 95300 2058 Observación vertical
AMJ-1 57757 93532 1700 Observación Direccional
AMJ-2 57757 93532 1690 Observación Direccional
Profundidad (m)
Uso Orientación
ANEXO 2
MAPA DE UBICACIÓN DE AREAS DE INTERES GEOTERMICO
ANEXO 3
MAPA DE IDENTIFIACION ACORDE A ESTUDIOS DE PREFACTIBILIDAD Y FACTIBILIDAD DE INTERÉS GEOTÉRMICO
ANEXO 1
Fuente: Departamento de Energías Renovables DGE-MEM
ANEXO 5
GENERACION INDE VRS OTROS GENERADORES SNI
Otros generadores
66%
INDE34%
COMPOSICIÓN DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA DEL INDE DEL AÑO 2005
67%
29%
4%
HIDROELÉCTRICA
GEOTÉRMICA
TÉRMICA
ANEXO 6
ANEXO 7
GENERACIÓN GEOTÉRMICA VRS OTROS GENERADORES S.N.I, AÑO 2005Geotérmica
2%
S.N.I.98%
ANEXO 8
GENERACION CHIXOY VRS OTROS GENERADORES S.N.I., AÑO 2005
chixoy
21%
S.N.I.
79%
