Se ha discutido mucho, y se sigue discutiendo, sobre las fuentes de energía que puedan mantener el crecimiento económico planetario sin peligro de que se agoten y sin que produzcan un calentamiento del planeta que acabe por hacer la vida imposible (o al menos mucho más dura) en él. Algunos Súper-tecnócratas Mega-millonarios, temiéndose lo peor, ya planean escapar a Marte en sus naves espaciales, que por ahora son incapaces de despegar sin explotar a los pocos minutos.
Las energías renovables podrían ser una solución a este problema, pero tienen la pega de que la fotovoltaica y la eólica solamente están disponibles cuando luce el Sol o hace viento, por lo que necesitan otras fuentes complementarias, capaces de operar continuamente para los períodos nocturnos y de calma del viento. Descartada, por el momento, la energía de fusión, una promesa ya casi centenaria que no termina de cuajar (ver otras entradas sobre el tema en este mismo blog), queda la hidroeléctrica, una renovable “de toda la vida”, pero que está ya bastante explotada como para sacarnos del apuro, y la nuclear de fisión, ampliamente denostada, aunque no aporta el temido carbono a la atmósfera, si bien no es inagotable precisamente. Si que tenemos una fuente de calor inagotable, justo bajo nuestros pies, la energía geotérmica. Solo hay que llegar a ella, lo que no es tan fácil como puede parecer a primera vista.
El calor interno de la Tierra fluye hasta la superficie con una potencia, estimada (en 2010) de 47±2 TW siendo 1 TeraWatt (TW) igual a mil millones de kilovatios. Esto supone unas 12 veces la potencia de todas las energías renovables instaladas hoy en día (≈3.87 TW en 2024), que a su vez son ya el 30% de la potencia eléctrica total instalada a nivel mundial. En cuanto a su origen, una parte de este flujo de calor superficial es primordial, es decir, fue originada en la formación y evolución temprana del planeta. Las fuentes de este flujo primordial incluyen:
a) la energía gravitacional liberada por la “caída” hacia el centro del pesado núcleo metálico de hierro y níquel, en la proto-Tierra fundida, que en principio era de composición homogénea.
b) la energía nuclear proveniente de la desintegración, relativamente rápida, del isótopo del aluminio, 26Al.
c) la energía nuclear de las desintegraciones, mucho más lentas, de los isótopos radioactivos del uranio, torio y potasio: 238U, 235U, 232Th y 40K.
Este flujo de calor primordial hace que el planeta se enfríe poco a poco. Sin embargo, los isótopos de larga vida que hemos citado, se siguen desintegrando actualmente, y su contribución al flujo total de calor, que se denomina calentamiento radiogénico, limita el enfriamiento de la Tierra, al aportar calor de forma continua. La cantidad de energía geotérmica de cada tipo, primordial o radiogénico, es difícil de saber. Hay estimaciones que favorecen un 50-50% para cada contribución, mientras otras llegan a dar un 85% de contribución radiogénica y solamente un 15% de primordial.
Pero, en todo caso, hay una cantidad ingente de energía calorífica en el interior de la Tierra que está solamente esperando que accedamos a extraerla y utilizarla para el consumo. En este aspecto, no toda la energía geotérmica es aprovechable. Por ejemplo, las desintegraciones beta en las series radiactivas de 238U y 232Th producen electrones y antineutrinos electrónicos, los llamados geoneutrinos, que, dada su bajísima capacidad de interacción con la materia, pueden atravesar toda la Tierra sin “chocar” con nada, y escapan al espacio llevándose un 20% de la energía radiogénica generada.
Al profundizar en la tierra, la temperatura crece unos 25–30°C por km, aunque esta cifra varía mucho según la región. Las aplicaciones geotérmicas son muy diferentes según la temperatura alcanzada. Podemos dividirlas en tres grupos:
– Muy baja temperatura, hasta 30-40 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, como la climatización geotérmica.
– Baja-media temperatura, entre 50 y 150 °C. Se utiliza para su uso de calefacción en sistemas urbanos e industriales, así como en balnearios, invernaderos, piscifactorías, etc. Puede usarse también para pequeñas centrales eléctricas, pero la conversión vapor-electricidad a estas temperaturas tiene un rendimiento muy bajo, por lo que suele usarse un fluido orgánico volátil, en lugar de agua.
– Altas temperaturas, superior a 150°C. Se utiliza en generación de electricidad, en centrales geotérmicas.
Hoy en día, la geotermia comercial se limita a zonas “fáciles”, es decir, regiones volcánicas, donde se pueden encontrar zonas suficientemente calientes a 2–5 km de profundidad. Perforar más allá de 5–7 km es muy costoso y técnicamente complejo pues las enormes presiones y las altas temperaturas dañan rápidamente los equipos.
La URSS logró llegar, en los años 70 y 80 del siglo pasado, a perforar 12,2 km de profundidad en la península de Kola, al noroeste de Rusia, con la tecnología mecánica convencional (brocas y lodos) que se usaba en las perforaciones petrolíferas, lo que supuso un hito impresionante para la época. Su objetivo no era la energía geotérmica, sino la investigación científica de la corteza terrestre, y trataban de llegar a la transición corteza-manto, pero el gran problema no fue la técnica de perforación, sino el calor. Encontraron temperaturas de 180–200 °C, lo que hacía que el metal y los lodos fallaran por calor y la presión. A finales de los 80, después de 19 años de perforación intermitente, el pozo sufrió varios colapsos y se volvió impracticable. La disolución de la URSS en 1991, cortó la financiación y se abandonó el proyecto.
Estos problemas son justamente los que las nuevas tecnologías intentan superar, para acceder a la geotermia profunda como fuente de energía. Ya hay proyectos de empresas e instituciones que exploran técnicas de perforación avanzadas (rayos milimétricos, plasma, perforación ultrasónica) para llegar a 10-20 km. Si se pudiera llegar hasta estas profundidades (o más), se alcanzarían, prácticamente en cualquier lugar del mundo, temperaturas muy altas (200–500 °C), suficientes para producir electricidad de manera continua. El objetivo es perforar hasta alcanzar temperaturas de unos 500 °C, y obtener así vapor de agua en estado supercrítico, es decir por encima de 374 °C y 220 atm de presión, cuando su estado físico no es ni líquido ni vapor, sino algo intermedio. El vapor de agua supercrítico tiene una capacidad de transporte de calor entre 5 y 10 veces mayor que el vapor convencional, lo que permite producir electricidad de manera mucho más eficiente, y se podrían reutilizar las infraestructuras existentes, como las centrales térmicas actuales, sin necesidad de construir nuevas plantas ni líneas de transmisión para la electricidad, facilitando así la transición a energía geotérmica. Además, serían utilizables en todo momento y añadirían “inercia” a la red eléctrica, lo que evitaría los apagones, como el sufrido recientemente en España.
Una central de carbón ya tiene turbinas de vapor, generadores, líneas de transmisión y espacio industrial. Normalmente se alimenta con calderas que queman carbón o gas, pero si en vez de usar las calderas se inyecta vapor geotérmico en las turbinas, se transforma en una central con cero emisiones de carbono. La perforación profunda es cara, pero sería mucho más barato que construir una central nueva.
En una central nuclear, si reemplazáramos el reactor por vapor geotérmico, podríamos aprovechar también el ciclo de turbinas y generadores. En la práctica, es más fácil reutilizar centrales térmicas fósiles que nucleares, porque desmantelar el reactor sería costoso y políticamente sensible. Aun así, hay estudios que plantean que algunas de las instalaciones nucleares ya desactivadas, podrían reconvertirse en geotérmicas, aprovechando la infraestructura y la conexión a la red. Si las turbinas de vapor tienen un rendimiento aproximado del 35%, se pueden producir unos 60 MW eléctricos por pozo. Una planta con 10 pozos podría rondar los 500–600 MW, comparable a una central de combustible fósil de mediano tamaño.
Planta de geotermia profunda en Islandia
Islandia es un laboratorio natural de experiencias geotérmicas. Es un caso único en el mundo porque en ella confluyen tres placas tectónicas: la Norteamericana y la Euroasiática, que forman la Dorsal Mesoatlántica, y una tercera placa menor llamada Hreppafleki. Además, aflora un «punto caliente» o pluma del manto, que añade magma y actividad volcánica a la región. Así el calor aflora casi al nivel de la superficie. Se puede captar agua caliente de 60-130 °C a solo 1-3 km de profundidad. Ésta se distribuye directamente por tuberías a radiadores y sistemas urbanos, de forma que más del 90 % de los hogares islandeses se calientan con agua geotérmica, lo que reduce casi a cero el uso de gasóleo o carbón para calefacción. Islandia también genera electricidad geotérmica. Actualmente, el 30 % de la electricidad proviene de plantas geotérmicas. El resto es principalmente de origen hidroeléctrico, lo que hace que la electricidad de Islandia sea 100% renovable. Está en marcha un proyecto de geotermia profunda (proyecto IDDP, Iceland Deep Drilling Project), donde se han alcanzado ya temperaturas de 427 °C a 2,1 km. Eso permitiría usar turbinas de vapor supercrítico, mucho más eficientes. Sin embargo, Islandia es un territorio pequeño y muy especial, por lo que sus experiencias son difícilmente exportables a otros lugares.
En Estados Unidos la geotermia ya es una realidad, tanto para electricidad como para calefacción y sistemas de bombas de calor en edificios, aunque todavía está lejos de reemplazar por completo a los combustibles fósiles. La mayoría de las plantas están en el Oeste, sobre todo en California, Nevada, Utah y Oregón, que son zonas con volcanismo o actividad tectónica significativa como se muestra en el siguiente mapa.
Recursos geotérmicos en USA
La capacidad eléctrica instalada en 2024 es de alrededor de 3,7 GW eléctricos, lo que convierte a EE. UU. en el primer productor mundial de energía geotérmica. El mayor complejo geotérmico del mundo está en The Geysers (California), con más de 900 MW instalados, aunque en conjunto estas instalaciones cubren menos del 0,4% de la producción eléctrica del país, cuya capacidad eléctrica total es de unos 1.200 GW.
El Servicio Geológico de Estados Unidos, USGS (U.S. Geological Survey), estima que con tecnologías convencionales podrían aprovecharse 30 GW de recursos conocidos, aunque con mejoras tecnológicas, propuestas por el Departamento de Energía (DOE) podría crecer hasta 60 GW en 2050 (≈5 % de la electricidad). Un proyecto muy ambicioso de Mejora de Sistemas Geotérmicos (EGS, Enhanced Geothermal Systems) que está en estudio, podría aumentar el potencial hasta los 500 GW, llegando a cubrir un 35-40 % de la demanda eléctrica.
Europa tiene hoy una capacidad instalada en electricidad geotérmica muy modesta, unos 3-3,7 GW, comparada con la eólica o solar, pero la actividad en geotermia es creciente. Hay más de un centenar de plantas eléctricas distribuidas por el continente. La Comisión Europea considera la geotermia una tecnología madura en muchas variantes. Se ha detectado un repunte de proyectos y financiación en 2024-2025 y se espera más actividad comercial a partir de 2025. Las zonas con mayores recursos se muestran en el siguiente mapa:
Zonas de interés geotérmico en Europa
Destacan algunas zonas de Italia (Toscana/Larderello), zonas volcánicas del Mediterráneo (Islas, ciertos puntos en Grecia), cuencas y fallas continentales: el Rift del Rhin (Alsacia, Alemania), el Macizo Hercínico en partes de Francia, zonas del este de Europa con flujo de calor elevado, y otras áreas identificadas como favorables para prospectiva profunda. En el caso de Dinamarca, Países Bajos y norte de Alemania, las zonas rojas coinciden con cuencas sedimentarias profundas donde existen acuíferos con agua caliente, a 2-5 km, útiles para calefacción urbana y similar. Ya se han desarrollado proyectos de calor geotérmico para ciudades e invernaderos. Los países con mayor peso operativo hoy serían Italia (Toscana) y Turquía, con la mayor capacidad instalada en Europa; también hay plantas notables en Austria.
Actualmente la contribución geotérmica a la producción eléctrica en la UE es <1 %. En un escenario optimista, con un despliegue de tecnologías para perforaciones profundas, la geotermia podría cubrir un 10-15 % de la electricidad europea hacia 2040. Sin este “salto tecnológico”, solo con aplicaciones hidrotérmicas y proyectos convencionales, la contribución seguirá siendo baja, del orden del 1-3 %, en el período 2025-2030.
En el mapa anterior, en España no aparece ningún punto de interés, pero estudios más detallados se muestran en el siguiente mapa.
Energía geotérmica en España
Como puede verse, la península Ibérica tiene un potencial geotérmico muy moderado, pues solamente se puede acceder a altas temperaturas en áreas restringidas de Cataluña, Andalucía o el pre-pirineo. Las únicas oportunidades estarían en territorios volcánicos como las Islas Canarias. En ellas se podría alcanzar una capacidad instalada de hasta 250–300 MW si se cumplen las previsiones de los estudios preliminares.
Vapor geotérmico. Demostración para visitantes del Parque Nacional de Timanfaya, Lanzarote
En conclusión, tendremos buenas oportunidades de conseguir mucha energía si adoptamos la consigna del presidente Donald Trump: “Drill, baby, drill” (perfora, niño, perfora), aunque no para extraer petróleo como él quiere, sino para obtener calor geotérmico, limpio e inagotable.
Manuntroppo 