Energía geotérmica en los Estados Unidos

La energía geotérmica se utilizó por primera vez en Estados Unidos para la producción de electricidad en 1960. El yacimiento de Geysers en los condados de Sonoma y Lake , California , se convirtió en la que hoy es la mayor central eléctrica geotérmica del mundo, con 1517 megavatios . Se conocen otros campos geotérmicos en el oeste de Estados Unidos y Alaska. La energía eléctrica generada geotérmicamente puede gestionarse para adaptarse a las demandas cambiantes. El impacto ambiental de esta fuente de energía incluye emisiones de sulfuro de hidrógeno , vertidos de sustancias químicas corrosivas o salinas en las aguas residuales, posibles efectos sísmicos por la inyección de agua en formaciones rocosas, calor residual y ruido. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

La evidencia arqueológica documenta que los recursos geotérmicos se han utilizado en los Estados Unidos durante más de 10.000 años. Los paleoindios fueron los primeros en usar manantiales termales geotérmicos para calentarse, purificarse y obtener minerales. ^{[ 3 ]}

Pacific Gas and Electric inauguró la primera central geotérmica comercial de EE. UU. en The Geysers, California , en septiembre de 1960, con una producción inicial de once megavatios de potencia neta. El sistema de The Geysers se convirtió en el más grande del mundo, con una producción de 750 MW. ^{[ 3 ]} Explota el mayor campo de vapor seco, a 116 km (72 mi) al norte de San Francisco . ^{[ 4 ]} La turbina original duró más de 30 años. ^{[ 5 ]}   

Cerca de Varias pequeñas centrales eléctricas se construyeron a finales de la década de 1980 en la provincia geológica de Cuencas y Cordilleras en Nevada , el sureste de Oregón , el suroeste de Idaho , Arizona y el oeste de Utah . Ahora es un área de rápido desarrollo geotérmico. ^{[ 6 ]}

En el campo geotérmico del Mar de Salton , hay 11 centrales geotérmicas comerciales en funcionamiento. ^{[ 7 ]} La central Hudson Ranch I, una instalación de 50 MW, se inauguró en mayo de 2012. En 2025, las centrales geotérmicas operaban en siete estados de EE. UU. y suministraban aproximadamente el 0,4 % de la electricidad a gran escala del país, y Estados Unidos tenía una capacidad total de verano de 2,7 GW de energía geotérmica convencional. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

El catalizador de desarrollo más significativo es la Ley de Política Energética de 2005. Esta ley hizo que las nuevas plantas geotérmicas fueran elegibles para el crédito fiscal federal completo a la producción, que anteriormente solo estaba disponible para proyectos de energía eólica y ciertos tipos de biomasa. También autorizó y ordenó un aumento de la financiación para la investigación por parte del Departamento de Energía y permitió a la Oficina de Administración de Tierras abordar su acumulación de arrendamientos y permisos geotérmicos. ^{[ 11 ]}

En abril de 2008, comenzaron las perforaciones exploratorias en el volcán Newberry en Oregón . ^{[ 12 ]} En agosto de 2008, 103 nuevos proyectos estaban en marcha en 13 estados de EE. UU. Cuando se desarrollaran, estos proyectos podrían suministrar hasta 3979 MW de energía, satisfaciendo las necesidades de aproximadamente 4 millones de hogares. ^{[ 13 ]} El Programa de Tecnologías Geotérmicas del DOE (parte de la Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense de 2009 ) permitió al USDOE financiar investigaciones en Sistemas Geotérmicos Mejorados (EGS) para aprender más sobre los sistemas de fracturas en los yacimientos geotérmicos y predecir mejor los resultados de la estimulación del yacimiento.

En 2009, el banco de inversión Credit Suisse calculó que la energía geotérmica cuesta 3,6 centavos por kilovatio-hora, frente a 5,5 centavos por kilovatio-hora para el carbón, si la energía geotérmica recibe préstamos subvencionados. ^{[ 14 ]}

Un informe publicado a finales de mayo de 2019 por el Departamento de Energía sugiere que la capacidad de energía geotérmica de EE. UU. podría aumentar en más de veintiséis veces para 2050, alcanzando una capacidad de 60 GW, gracias al desarrollo y la adopción acelerados de tecnología. El informe documentó los beneficios de la energía geotérmica para la calefacción residencial e industrial. ^{[ 15 ]} El secretario de Energía, Rick Perry, anunció que su Departamento había proporcionado fondos para un centro de investigación de 140 millones de dólares en la Universidad de Utah sobre energía geotérmica artificial. ^{[ 16 ]}

En 2018, el Departamento de Energía (DOE) lanzó el Observatorio Fronterizo para la Investigación en Energía Geotérmica (FORGE). ^{[ 17 ]}

En 2018, debido a la actividad volcánica, el proyecto geotérmico Puna Geothermal Venture en Hawái tuvo que cerrarse y quedó inundado por flujos de lava. ^{[ 18 ]} Reabrió en noviembre de 2020. ^{[ 19 ]}

En 2023, la empresa emergente Fervo, con sede en Houston, comenzó a enviar electricidad a la red desde su sistema geotérmico mejorado de 3,5 MW, Proyecto Red. El proyecto utilizó perforación horizontal para perforar dos pozos y acceder a recursos térmicos adicionales. La empresa comenzó a perforar para un proyecto de 400 MW que involucra 100 pozos en el condado de Beaver, Utah. ^{[ 20 ]} En 2024, la empresa anunció una reducción interanual del 70 % en los tiempos de perforación, alcanzando 70 pies/hora en granito y > 430 °F (221 °C) . ^{[ 21 ]}  

Zanskar está desarrollando una inteligencia artificial para identificar fuentes adicionales de energía geotérmica en Norteamérica. Para 2026, habían identificado 40 gigavatios de nuevas fuentes de energía accesibles a profundidades relativamente bajas. Estiman que los costos de perforación serían de aproximadamente 2 millones de dólares por pozo, mucho menos que los proyectos de pozos profundos. ^{[ 22 ]}

Con 3900 MW de capacidad geotérmica instalada a partir de 2023, Estados Unidos sigue siendo el líder mundial con aproximadamente el 25 % de la capacidad total en línea. ^{[ 23 ]} Las perspectivas futuras para la expansión de la producción de sistemas geotérmicos convencionales y mejorados son positivas, ya que las nuevas tecnologías prometen un mayor crecimiento en ubicaciones que antes no se consideraban. ^{[ 13 ]}

Géiseres

El Geysers tiene 1517 megavatios (MW) ^{[ 28 ]} de capacidad instalada activa con un factor de capacidad promedio del 63%. ^{[ 29 ]} Calpine Corporation posee 15 de las 18 plantas activas en el Geysers y es el mayor productor de energía geotérmica de EE. UU. ^{[ 30 ]} Otras dos plantas son propiedad conjunta de la Northern California Power Agency ^{[ 31 ]} y Silicon Valley Power . ^{[ 32 ]} La planta restante Bottle Rock Power Plant es propiedad de US Renewables Group. ^{[ 33 ]} Una decimonovena planta está en desarrollo por Ram Power. El Geysers se recarga mediante la inyección de efluentes de aguas residuales tratadas de la ciudad de Santa Rosa y la planta de tratamiento de aguas residuales del condado de Lake . Estos efluentes solían ser vertidos en ríos y arroyos y ahora se canalizan al campo geotérmico donde reponen el vapor producido para la generación de energía. 

A diferencia de otras fuentes de energía como la eólica y la solar, la energía geotérmica es gestionable , lo que significa que está disponible cuando se necesita y puede ajustar rápidamente su producción para satisfacer la demanda. Según la Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA), de todos los tipos de nuevas centrales de generación eléctrica, los generadores geotérmicos tienen el factor de capacidad más alto , una medida de cuánta energía genera realmente una instalación como porcentaje de su capacidad máxima. ^{[ 35 ]}

La EIA califica las nuevas plantas geotérmicas con un factor de capacidad del 92%, comparable al de las nucleares (90%), superior al del gas (87%) o el carbón (85%), y mucho mayor que el de las fuentes intermitentes como la eólica terrestre (34%) o la solar fotovoltaica (25%). ^{[ 35 ]} Si bien el medio portador de la electricidad geotérmica (agua) debe gestionarse adecuadamente, la fuente de energía geotérmica, el calor de la Tierra, estará disponible, en la práctica, de forma indefinida. ^{[ 3 ] [ 36 ]}

Estados Unidos gestiona el Sistema Nacional de Datos Geotérmicos (NGDS). Gracias al NGDS, muchos archivos en papel antiguos y registros de perforación almacenados en los servicios geológicos estatales se están digitalizando y poniendo a disposición del público de forma gratuita. ^{[ 37 ]}

El costo inicial del campo y la central eléctrica es de alrededor de $2500 por kW instalado en EE. UU., probablemente entre $3000 y $5000/kWe para una central eléctrica pequeña (<1 Mwe). Los costos de operación y mantenimiento oscilan entre $0.01 y $0.03 por kWh. ^{[ 38 ]}

El agua caliente subterránea y el vapor utilizados para generar energía geotérmica pueden contener contaminantes químicos, como el sulfuro de hidrógeno ( H).₂ S).

HEl 2S _es tóxico en altas concentraciones y a veces se encuentra en sistemas geotérmicos. ^{[ 39 ]} Los métodos de producción más recientes separan el vapor caliente recolectado bajo tierra del vapor utilizado para alimentar las turbinas y reducen sustancialmente el riesgo de liberar contaminantes. ^{[ 40 ]}

El agua mezclada con el vapor contiene sales disueltas que pueden dañar las tuberías y perjudicar los ecosistemas acuáticos. ^{[ 41 ]} Algunas aguas subterráneas asociadas con fuentes geotérmicas contienen altas concentraciones de elementos tóxicos como boro , plomo y arsénico .

La inyección de agua en sistemas geotérmicos mejorados puede inducir sismicidad . Los terremotos en el campo geotérmico de Geysers en California, el mayor de ellos de magnitud 4,6 en la escala de Richter , se han relacionado con el agua inyectada. ^{[ 42 ]}

"Entre los posibles efectos se incluyen la degradación del paisaje, el secado de las aguas termales, la erosión del suelo, la contaminación acústica y la contaminación química de la atmósfera y de las aguas superficiales y subterráneas." ^{[ 43 ]}

• desalinización geotérmica
• Asociación de Energía Geotérmica
• Consejo de Recursos Geotérmicos
• Commons: Categoría: Mapas de recursos geotérmicos de los Estados Unidos
• Lista de aguas termales en los Estados Unidos
• Nuevas tecnologías de perforación
• Quaise — empresa que fabrica un sistema de perforación de ondas milimétricas para convertir centrales eléctricas existentes y utilizar energía geotérmica de gran profundidad.

Energías renovables en EE. UU.:

• Energía renovable en Estados Unidos
• Biocombustibles en Estados Unidos
• Energía hidroeléctrica en los Estados Unidos
• Energía solar en Estados Unidos
• Energía eólica en Estados Unidos

Internacional:

• Lista de temas sobre energías renovables por país

• GA Mansoori, N Enayati, LB Agyarko (2016), Energía: Fuentes, utilización, legislación, sostenibilidad, Illinois como estado modelo , World Sci. Pub. Co., ISBN 978-981-4704-00-7
• Asociación de Energía Geotérmica
• Consejo de Recursos Geotérmicos
• La subasta de concesiones geotérmicas señala una nueva tendencia en EE. UU.
• Situación actual de la industria geotérmica en Estados Unidos
• Ampliación de la energía geotérmica para un suministro eléctrico de carga base fiable.
• La innovación tecnológica impulsa un renovado interés en la energía geotérmica.
• El Departamento del Interior abrirá 190 millones de acres a la energía geotérmica.
• Raser está listo para suministrar energía desde la central termoeléctrica.
• Historia de la energía geotérmica en los Estados Unidos
• Perspectivas de la energía geotérmica en los Estados Unidos
• Centro de Recursos Geotérmicos y de Aguas Subterráneas de Hawái, perteneciente a la Universidad de Hawái en Manoa.
• La colección geotérmica de UH Manoa
• M 5.0 - 8 km al noroeste de The Geysers, California – Servicio Geológico de los Estados Unidos