Rehabilitación de pozos petroleros para la generación de calor por geotermia en la Región de Magallanes

Abstract

Las energías renovables han llegado como una solución para reemplazar los métodos convencionales de generación de energía, de modo de eliminar la dependencia de los combustibles fósiles y así ayudar a combatir el cambio climático. Dentro de estos tipos de generación, los más utilizados son: la bio-energía, la energía hidroeléctrica, la energía solar y la energía eólica. La energía geotérmica, por su parte, no ha sido explotada en gran medida tanto en Chile, como a nivel mundial. La principal razón de esto es el elevado costo de implementar un sistema como este, principalmente por la necesidad de realizar una perforación para poder acceder al potencial geotérmico, cuyo valor puede abarcar hasta el 50 % de la inversión inicial. En la actualidad, con el objetivo de disminuir la inversión de los proyectos geotérmicos, se han realizado estudios sobre la posibilidad de utilizar las perforaciones de pozos de petróleo abandonados. Pensando en aplicaciones de generación eléctrica o en calefacción, dependiendo de la temperatura alcanzada al fondo. Para esto se considera la instalación de un intercambiador de calor profundo a lo largo del pozo, de modo de permitir que un fluido circule por un circuito cerrado y funcione como portador de la energía en forma de calor. En el presente informe se realiza un estudio técnico-económico de la reutilización de un pozo de petróleo (CHULENGO 1) para la generación de calor por geotermia, aplicando el calor generado en un sistema de calefacción distrital en la localidad de Punta Delgada, Región de Magallanes. Para esto, en primer lugar, se caracteriza la demanda de energía térmica de las viviendas y el potencial extraíble del pozo, utilizando las condiciones climáticas de la zona y los datos registrados para el pozo (temperatura al fondo y profundidad). Luego, en base a una simulación estacionaria, se determinan los parámetros de operación del sistema para realizar la selección de los equipos principales y el diseño de la red de distribución. Finalmente, luego de obtener las pérdidas térmicas y de carga, se procede a seleccionar los equipos secundarios para completar el sistema. Por otro lado, se realiza la evaluación económica mediante un flujo de caja y el cálculo del costo nivelado de energía (LCOH), considerando dos escenarios de estudio, con y sin la utilización de un crédito para el financiamiento de la inversión inicial. De acuerdo con los resultados, el potencial extraíble del pozo alcanza una cobertura anual del 74,5 % de la demanda y el sistema diseñado resulta ser factible técnicamente. En cuanto a la evaluación económica, se obtiene un mejor comportamiento en el caso con crédito, alcanzando un valor actual neto positivo para un menor precio de venta de la energía generada, con respecto al caso sin crédito. En ambos casos el costo nivelado de energía calculado es muy cercano al de la fuente combustible actual de la localidad (gas natural), lo que es un resultado positivo. Sin embargo, para que el proyecto sea atractivo económicamente se debe definir un precio para la energía mayor al del gas natural, específicamente 27 [$/kWh] en el caso con crédito, el cual puede reducirse a 19 [$/kWh] con la ayuda de un subsidio, pero al ser mayor al del gas natural va a significar una desventaja para el proyecto.