Proyecto geotérmico de Puna

Los primeros pozos geotérmicos exploratorios en Kapoho se perforaron entre 1961 y 1962. ^{[ 4 ] : 9} El esfuerzo fue impulsado por el terrateniente local Richard Lyman tras un viaje a Japón, donde conoció un proyecto para tender cables eléctricos submarinos entre las islas del país. Al regresar a Hawái, Lyman promovió la generación de energía geotérmica en Puna, distribuida a Oahu y otros centros de población mediante cables submarinos, como una forma de desarrollar la economía. Encontró socios comerciales para establecer Hawaii Magma Power en 1961. Se perforaron pozos exploratorios antes de que la empresa validara su potencial insuficiente, aunque Lyman declaró al Honolulu Advertiser que la empresa "tuvo dificultades mecánicas y se dio por vencida". ^{[ 5 ] : 12-13}

En la década de 1970, se formó el Proyecto Geotérmico de Hawái para llevar a cabo investigaciones financiadas por el gobierno federal y estatal. ^{[ 5 ] : 13–15} Después de que se completaron los estudios de la geología y el potencial geotérmico del área, se eligió un sitio para el primer pozo en 1975. La perforación comenzó sin estudios de impacto ambiental ni un período para la participación pública. En ese momento, el área alrededor del sitio de perforación era rural y no había sido alterada, pero se planeaban urbanizaciones cerca. ^{[ 5 ] : 14–15} Ocasionalmente se permitía que el pozo descargara gas y fluido del pozo perforado, lo que generaba un fuerte ruido y liberaba contaminantes al aire. Para 1976, se habían establecido tres urbanizaciones cercanas y comenzaban a albergar residentes, incluidas doce familias que vivían a menos de una milla del pozo. La continua contaminación acústica y las descargas de gases tóxicos comenzaron a causar preocupación y oposición por parte de los residentes. Se obtuvieron fondos de los gobiernos federal y estatal para convertir la energía geotérmica del pozo en electricidad. ^{[ 5 ] : 15–19} Aunque HELCO figuraba entre las partes interesadas del proyecto, aseguraron a los accionistas que no invertirían el capital de la empresa en el proyecto debido al riesgo volcánico y sísmico en el sitio. ^{[ 5 ] : 19}

Un  generador experimental de 3 MW se completó en 1981 y permaneció operativo durante la década de 1980. Sin embargo, las familias continuaron construyendo y mudándose a las subdivisiones cercanas, lo que resultó en varios intentos y una demanda fallida para detener el ruido y la contaminación. ^{[ 5 ] : 20–29} Dado que el sitio estaba dentro de una zona de riesgo de lava, el generador se construyó sobre patines y se alojó en un edificio que incluía una grúa para que el generador pudiera ser retirado si los flujos de lava amenazaban la instalación. Además, la cabeza del pozo estaba alojada en un búnker de concreto que podía sellarse para evitar que la lava la dañara. ^{[ 6 ] : 13} A pesar de la oposición y las pérdidas operativas incurridas por operar y mantener el generador, hubo suficiente apoyo para mantener el generador en funcionamiento. En abril de 1989, los funcionarios del condado expresaron su preocupación por el estado de la instalación después de una explosión menor y consideraron revisar y posiblemente revocar el permiso de operación para el sitio. Tras varios incidentes adicionales en el sitio en 1989, se ordenó el cierre de la instalación, que tuvo lugar el 11 de diciembre. ^{[ 5 ] : 30–32} Durante su vida útil, el generador HGP produjo entre 15 y 19  millones de kilovatios-hora de electricidad anualmente. ^{[ 6 ] : 13}

2 km 1,2 millas

Fincas Leilani

Proyecto geotérmico de Puna

   

En 1980, HELCO solicitó una propuesta para  la generación de 25 MW de electricidad geotérmica. Ese mismo año, dos empresas de Lyman y otras dos constituyeron una empresa conjunta para producir energía geotérmica en una parcela de 200 hectáreas (500 acres) arrendada a la familia Lyman. La empresa conjunta pasó a llamarse Puna Geothermal Venture en 1981. Durante los años siguientes, PGV perforó tres pozos, pero todos sufrieron fallas mecánicas en el revestimiento y resultaron inutilizables. ^{[ 5 ] : 39–41} 

En 1986, PGV obtuvo un contrato con HELCO para suministrar 25  MW de electricidad para 1993. PGV prometió adoptar tecnología que resultaría en cero emisiones y operaría con un nivel de ruido drásticamente menor. En 1989, cuando la planta HGP enfrentaba crecientes problemas, la planta propuesta por PGV logró superar la oposición local suficiente para obtener un permiso de la comisión de planificación local . ^{[ 5 ] : 41–45}

La planta generó preocupación local debido a emisiones tóxicas ocasionales. ^{[ 7 ]} En 1991, el pozo KS-8 sufrió una explosión , lo que provocó que el estado suspendiera los permisos de la planta. ^{[ 8 ] [ 9 ]} En 2016, se determinó que los propietarios de la planta habían violado las normas de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos con respecto a las emisiones de sulfuro de hidrógeno y fueron multados con 76 500 dólares por dos incidentes ocurridos en 2013. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Los nativos hawaianos también expresaron preocupación y oposición a la planta , pues consideraban todas las formas de actividad volcánica como manifestaciones del semidiós Pele . Declararon que los pozos geotérmicos y la producción de energía eran una profanación. ^{[ 4 ] : 7}

En 2005, durante la perforación del pozo KS-13, se encontró magma a una profundidad de 2488 m (8163 pies ) . Fue necesario perforar nuevamente el pozo varias veces, ya que el magma ascendía y se enfriaba formando un vidrio transparente e incoloro. El magma, a una temperatura aproximada de 1050 °C (1922 °F) , era dacítico —similar a la roca granítica que forma los continentes— y estaba compuesto por aproximadamente dos tercios de sílice , lo que contrasta con la roca basáltica oscura y rica en hierro que forma la mayor parte de las islas hawaianas . Se encontró después de perforar a través de una capa de roca ígnea diorítica de 73 m (240 pies ) , lo que sugirió a los investigadores que el magma se había separado químicamente tras permanecer allí durante un largo período. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} Como se cita en Nature , el equipo dijo que posiblemente era la primera vez que "el proceso real de diferenciación de roca de tipo continental a partir de basalto oceánico primitivo se ha observado in situ ". ^{[ 12 ]} El especialista en magma Bruce Marsh de la Universidad Johns Hopkins describió la singularidad del encuentro: "Antes, todo con lo que teníamos que lidiar eran flujos de lava; pero son el final de la vida de un magma. Están ahí en la superficie, se han desgasificado. No es el hábitat natural. Es la diferencia entre mirar huesos de dinosaurio en un museo y ver un dinosaurio real y vivo vagando por el campo". ^{[ 15 ]}      

PGV tenía una capacidad de generación de 25  MW cuando abrió en 1993, aumentando a 30  MW en 1995 y a 38  MW en 2012. ^{[ 4 ] : 9} En 2015, HELCO anunció que Ormat fue el ganador de una licitación para agregar 25  MW de capacidad de generación geotérmica en el distrito de Puna. ^{[ 16 ] [ 7 ] [ 4 ] : 25} En marzo de 2018, Ormat anunció su plan para aumentar la producción en la planta en 8  MW —de 38  MW a 46  MW— para 2020. ^{[ 17 ]}

El 3 de mayo de 2018, se abrieron fisuras en la tierra dentro y alrededor de la urbanización Leilani Estates , cerca de la planta PGV, tras cientos de terremotos ocurridos durante los dos primeros días de mayo. La preocupación por posibles fugas de gas tóxico de sulfuro de hidrógeno y explosiones en la planta geotérmica llevó a paradas preventivas de equipos y al inventario de sus reservas de pentano , un gas altamente inflamable . La frecuencia de los terremotos comenzó a aumentar y las primeras grietas aparecieron en Leilani Estates entre el 1 y el 2 de mayo; la planta fue desconectada aproximadamente tres horas después de recibir el primer informe de que la lava había comenzado a fluir el 3 de mayo. ^{[ 18 ]} Todo el pentano almacenado en PGV, aproximadamente 60 000 galones estadounidenses (230 000 L; 50 000 galones imperiales ) , fue retirado en la mañana del 10 de mayo. ^{[ 19 ]}   

Durante las semanas siguientes, los pozos se estabilizaron con agua fría —el peso del agua fue suficiente para evitar que subiera el vapor— y permitir que se sellaran. Un pozo, KS-14, posiblemente sobrecalentado por la proximidad al magma, no pudo enfriarse y se llenó con lodo de perforación en un intento de estabilizarlo. Luego, los pozos se sellaron con tapones metálicos, que llegaron al sitio el 22 de mayo, que los funcionarios de PGV afirmaron que podían soportar lava de 2000 °F (1090 °C) . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} Tom Travis de la Agencia de Gestión de Emergencias de Hawái, afirmó que investigó y no pudo encontrar ningún precedente de lava desbordando un pozo geotérmico que había sido cerrado como los pozos en PGV. El equipo de PGV había hablado con científicos en Islandia que han operado pozos dentro de campos de lava y proporcionaron información sobre cómo la lava podría afectar la cabeza del pozo. ^{[ 25 ] : 8:03–9:26}  

La lava se acercó a varios de los pozos sellados el 27 de mayo. ^{[ 26 ]} Los pozos sellados KS-5 y KS-6 fueron inundados por la lava de las fisuras 7 y 21 el 27 y 28 de mayo. ^{[ 27 ] [ 28 ]} Este evento fue la primera vez que la lava cubrió un pozo geotérmico. ^{[ 29 ] [ 30 ]} El 30 de mayo, una subestación y un almacén que contenía una plataforma de perforación fueron arrasados ​​y destruidos por roca fundida, cortando la carretera de acceso principal a la instalación. ^{[ 31 ]} Un tercer pozo fue inundado posteriormente. ^{[ 32 ]}

A pesar del cierre, Hawaii Electric Light no esperaba que los apagones en la Isla Grande fueran causados ​​por una generación de energía insuficiente, ya que se pusieron en funcionamiento generadores diésel más antiguos. ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 22 ]}

Los trabajos de perforación comenzaron a finales de 2019. ^{[ 35 ]} La planta reanudó sus operaciones reducidas en noviembre de 2020. ^{[ 1 ]}

A principios de 2022, se informó que la central eléctrica Puna Geothermal Venture producía aproximadamente 25,7 MW de energía eléctrica para la Isla Grande.

En julio de 2022 se anunció que se propuso una expansión de la producción de energía de PGV. ^{[ 36 ]} El plan, llamado Proyecto de Repotenciación, tiene como objetivo 46 MW en la Fase 1 y luego 60 MW en la Fase 2, e implementaría el aumento en la generación de energía reemplazando 12 unidades generadoras de energía operativas con hasta cuatro unidades generadoras de energía mejoradas, que operarían en los terrenos existentes de la instalación actual.

PGV publicó un Aviso de Preparación de Declaración de Impacto Ambiental en la edición del 23 de julio de 2022 de “The Environmental Notice”. ^{[ 37 ]} En febrero de 2024, se anunció que se había obtenido un nuevo acuerdo de compra de energía, que permitía un máximo de 46 MW y un mínimo de 30 MW. Esto se lograría reemplazando las unidades antiguas con tres unidades nuevas en un plazo de tres años. ^{[ 38 ]}

En el Complejo Puna operan dos centrales eléctricas. La primera consta de diez convertidores de energía Ormat (OEC) de ciclo combinado, compuestos por diez turbinas de vapor y diez turbinas binarias , y se inauguró en 1993. ^{[ 43 ]} La segunda consta de dos OEC de ciclo binario que entraron en servicio en 2011 y comenzaron su operación comercial en 2012.

En diciembre de 2017, el Complejo Puna estaba compuesto por seis pozos de producción y cinco pozos de inyección . ^{[ 43 ]}

En 2008, los cinco pozos de producción activos tenían una elevación superficial de 620 pies (190 m) sobre el nivel del mar y producían una mezcla de vapor y salmuera. Los cinco pozos producían un promedio de 600 000 lb/hora (270 000 kg/hora) de vapor y 1 200 000 lb/hora (545 000 kg/hora) de salmuera. La temperatura de los fluidos que emergen de los pozos de producción es de aproximadamente 640 °F (338 °C) , y se devuelven a los pozos de inyección a aproximadamente 300–400 °F (149–204 °C) . ^{[ 40 ] [ 45 ]}          

Además de la generación de electricidad, se han sugerido otros usos de la instalación. Andrea Gill, del Departamento de Negocios, Desarrollo Económico y Turismo de Hawái, en nombre de un grupo de trabajo establecido para considerar los usos directos de la energía geotérmica en PGV y sus alrededores, describió los posibles usos directos de los fluidos, así como de los pozos de agua subterránea poco profundos en sus alrededores, incluyendo la deshidratación de frutas y nueces de macadamia , la acuicultura y la calefacción de invernaderos , la pasteurización y esterilización , los balnearios geotérmicos y las bombas de calor geotérmicas . ^{[ 45 ]} En PGV, la salmuera caliente después de ser utilizada para generar electricidad tiene aproximadamente 300–400 °F (149–204 °C) cuando se reinyecta; la salmuera podría aprovecharse para obtener su energía térmica antes de la reinyección. Los pozos de agua a menos de 750 pies (230 m) en las cercanías de PGV han registrado temperaturas de hasta 193 °F (89 °C) . ^{[ 45 ]}      

En 2005, después de que una perforación encontrara un tipo de magma poco común, los investigadores y PGV expresaron su deseo de convertir el pozo en un observatorio para estudios científicos. ^{[ 12 ]}