Análisis energético, económico y ambiental (3E) de la operación de una planta geotérmica para una producción de energía fiable en climas fríos

Iluminar pueblos remotos sin el humo

Muchas comunidades del norte dependen de generadores diésel para mantener la electricidad, aun cuando el combustible debe transportarse por largas distancias y los precios siguen subiendo. Este estudio plantea una pregunta simple con grandes implicaciones: ¿podría el calor profundo bajo nuestros pies proporcionar electricidad más limpia, barata y fiable para estos lugares? Centrándose en la comunidad remota de Fort Liard en los Territorios del Noroeste de Canadá, los investigadores exploran cómo una planta de energía geotérmica podría reemplazar la mayor parte o la totalidad de la generación con diésel a largo plazo, mientras se ahorra dinero y se reduce la contaminación.

Calor desde las profundidades

La energía geotérmica aprovecha el calor natural almacenado en la corteza terrestre. En el caso de Fort Liard, el pueblo se asienta sobre una capa subterránea portadora de agua, a más de cuatro kilómetros de profundidad. Esa capa está lo suficientemente caliente —alrededor de 170–180 °C— para impulsar una planta compacta en superficie. El sistema propuesto bombea agua salada caliente por un pozo, la hace pasar por un intercambiador de calor que calienta un fluido de trabajo separado y luego devuelve el agua enfriada al subsuelo a través de otro pozo. El fluido de trabajo acciona una turbina en circuito cerrado, de modo que el agua subterránea se reutiliza en lugar de quemarse, lo que convierte al sistema en una fuente estable y de bajas emisiones de energía que depende en gran medida del tiempo atmosférico.

Tres modos de operar una planta geotérmica

Para ver cómo funcionaría en la práctica, el equipo modelizó tres enfoques de operación durante un periodo de 30 años usando datos reales y detallados sobre el consumo eléctrico de Fort Liard, el clima local y la geología, además de cotizaciones reales para equipos y construcción. En el primer enfoque, la planta geotérmica funciona lo justo para cubrir las necesidades de la comunidad, con una pequeña unidad diésel y baterías de reserva para emergencias y mantenimiento. En el segundo, la planta opera a plena capacidad todo el año, generando mucho más de lo que el pueblo consume actualmente, lo que podría sostener crecimiento futuro o exportar excedentes de electricidad. El tercer enfoque es similar al primero, excepto que el sistema geotérmico se apaga cada junio, dando tiempo al reservorio subterráneo para recuperarse mientras el diésel y las baterías cubren la demanda de ese mes.

Costes, amortización y valor a largo plazo

Aunque el coste inicial de perforar pozos profundos e instalar la planta es alto, el análisis muestra que, una vez construida, la energía geotérmica puede ser mucho más barata que seguir quemando diésel. Hoy, la electricidad de Fort Liard producida con diésel —sin subsidios gubernamentales— cuesta efectivamente alrededor de 0,70 dólares canadienses por kilovatio-hora. En comparación, la planta geotérmica modelizada produce energía por aproximadamente 0,18 dólares por kilovatio-hora en los enfoques primero y tercero, y sólo en torno a 0,07 dólares por kilovatio-hora cuando funciona a plena capacidad. Los indicadores financieros muestran una historia similar: la inversión podría amortizarse en aproximadamente 10 a 11 años en los modos más conservadores y en poco más de 5 años cuando opera a máxima potencia, con rendimientos a largo plazo especialmente sólidos en ese segundo caso de alta producción.

Aire más limpio y noches más silenciosas

Los impactos ambientales y sanitarios también son centrales en la comparación. Cuando la planta geotérmica suministra toda la energía rutinaria (los primeros dos enfoques), la unidad diésel opera sólo como respaldo, eliminando esencialmente las emisiones locales durante el funcionamiento normal. En el tercer enfoque, donde el diésel cubre un mes al año, el modelo aún muestra emisiones sustanciales de gases de efecto invernadero y contaminación del aire durante ese periodo, incluidas partículas finas y gases vinculados a problemas pulmonares y cardíacos. Los sistemas geotérmicos no están exentos de impacto: requieren terreno, materiales y una gestión cuidadosa del agua subterránea, pero en conjunto ofrecen una contaminación continua mucho menor que los generadores diésel, especialmente en comunidades donde ahora los motores funcionan día y noche.

Qué significa esto para las comunidades del norte

Para Fort Liard y pueblos remotos similares en regiones frías, la conclusión del estudio es clara: cuando las condiciones subterráneas son favorables, la energía geotérmica profunda puede suministrar electricidad fiable las 24 horas a un coste a largo plazo menor y con mucha menos contaminación que el diésel. Hacer funcionar la planta de forma continua ofrece el argumento económico más sólido, mientras que los modos más conservadores aún proporcionan ahorros importantes y aire más limpio. Quizá lo más importante es que el método empleado aquí —combinar datos reales de la comunidad con modelización energética, económica y ambiental detallada— puede copiarse y adaptarse a otras comunidades aisladas situadas sobre rocas y aguas calientes prometedoras, ayudándolas a avanzar hacia futuros energéticos más seguros y respetuosos con el clima.

Cita: Dehghani-Sanij, A., Khakzad, N., Wigston, A. et al. Energy, economic and environmental (3E) analysis of geothermal-based plant operation for reliable power production in cold climates. Sci Rep 16, 11019 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39264-2

Palabras clave: energía geotérmica, comunidades remotas, energía en climas fríos, reemplazo del diésel, costes de electricidad renovable