Technical and economic comparative analysis for heat and electricity geothermal production in germany

Abstract

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[ES] El objetivo de este proyecto es el estudio de viabilidad económica para la instalación y operación de 2 nuevos diseños para plantas geotérmicas instaladas en las 3 zonas termalmente activas de Alemania (Süddeutsches Molassebecken, Oberrheingraben, Norddeutsches Becken). El diseño básico sobre el que se ha realizado el estudio es una planta geotermal con un aprovechamiento térmico de baja temperatura, trabajando como un ciclo combinado con un ciclo termodinámico Rankine. Dos opciones de modificación de diseño se han utilizado intentando mejorar el rendimiento térmico y por lo tanto económico sobre la planta de referencia: Un sistema de calefacción distrital o un secador industrial. La hipótesis asumida es que un uso secundario del agua termal a través de uno de las mencionadas modificaciones de diseño incrementará la proporción de calor extraída del recurso, ya sea en forma de potencia térmica para la red de calefacciones o para el proceso de secado. El aumento en el uso de la energía del recurso resultará en la reducción de los tiempos de amortización del proyecto, aumentando la posibilidad de la proliferación de este tipo de plantas, cuyo principal problema son los altos costes iniciales de inversión. Los datos obtenidos muestran que las plantas modificadas instaladas en el norte de Alemania (Norddeutsches Becken) no generan beneficios suficientes como para compensar los altos costes, debido a la profundidad de los pozos (entre 4.000 y 5.000 m) y al bajo caudal (entre 50 y 110 ¿�3 ¿ ). Los mejores resultados económicos corresponden a la zona Molassenbecken, situada en la zona sur de Alemania, debido a la alta disponibilidad de caudal (entre 350 y 600 ¿�3 ¿ ). Una planta ORC+Secador instalada en esta región puede generar beneficios de hasta 7.555.406 ¿/año. El cálculo económico de ORC+Calefacción distrital se ha realizado para dos longitudes características de líneas de distribución: 2 y 16 Km. Dado que la instalación consta de línea de abastecimiento y de retorno, éstas representan 1 y 8 Km de distancia entre la planta y los puntos de demanda. Las plantas ORC+Calefacción distrital generan en Molassenbecken 2.510.771 y 1.923.245 ¿/año, respectivamente. El estudio demuestra que la modificación con sistema distrital de calefacción siempre genera beneficios menores al secador industrial, debido al alto coste de la línea de distribución y a los mayores beneficios obtenidos del tratamiento de secado. Oberrheingraben presenta resultados mixtos. El sistema de secado proveerá mayores o menores beneficios dependiendo de la selección de bienes, dependiente a su vez de la capacidad de secado derivada de las características técnicas de la central. Sin embargo, las plantas ORC+Secador siempre presentaran un balance positivo de costes. Cuando se analiza la planta con calefacción distrital, la viabilidad económica depende de la longitud de la línea de distribución. Plantas ORC+Calefacción distrital con un sistema de distribución de 2 Km de longitud generará beneficios de 450.771 ¿/año, mientras la misma planta con línea de 16 Km entraría en pérdidas de 90.294¿/año.