Energía & Geociencias 31

A C G G P

•

P u b l i c a c i ó n

N o .

3 1

•

Energía

D i c i e m b r e

d e

2 0 2 0

&

Geociencias

Hidrógeno y su proyección como transición energética para Colombia.

El rol de las geociencias en la transición energética colombiana Entrevista a Silvana Habib, Ex-presidenta ANM

El futuro de la energía en Colombia 1

30

CONTENIDO

8

Almacenamiento geológico de CO2

Transición energética.

La responsabilidad de un legado.

38

12

Entrevista a Silvana Habib, Ex-presidenta ANM

42

El rol de las geociencias en la transición energética colombiana.

Determinación del potencial fotovoltaico en la Universidad Nacional de Colombia.

18

49

En temas de comunidades, no basta con pasar la página, es ineludible una reflexión y un cambio de actitud.

Geotermia Oil & Gas

22

58

Hidrógeno y su proyección como transición energética para Colombia.

Vacío generacional del conocimiento.

COMITÉ EDITORIAL Presidente Enrique Velásquez Director Ejecutivo Flover Rodríguez Portillo Editora Maria Angélica Bejarano Coordinador Pedagógico Carlos Ortega Coordinación Editorial Laura Ossa Aya

Fotografía e Ilustración ACGGP - Jeisson Montaña Equipo de Comunicaciones ACGGP Ilustración de Portada Thinkbig SAS

Asociación Colombiana de Geólogos y Geofísicos del Petróleo

Diseño y Diagramación William Velásquez G. WivelPublicidad

Calle 125 No. 20-70 Oficina 505 Tel. 57+ 300 3879 acggp@acggp.org

2

EDITORIAL

Un año atípico T

Maria Angélica Bejarano Editora Junta Directiva ACGGP 2020-2021

ermina el año 2020 enmarcado en sinnúmero de adjetivos que pueden resumirse en una frase: ¡Que experiencia! Un año atípico en todo el sentido de la palabra, que tomó por sorpresa a la sociedad entera y nos exigió lo mejor de cada uno para sortear cuarentenas, aislamiento, trabajo desde casa y múltiples retos que todos tuvimos que asumir. La ACGGP no fue la excepción, nuestra organización preparada para un año de crecimiento y consolidación producto de los buenos resultados del 2019 se enfrentó a migrar 100% al escenario virtual, tanto en su funcionamiento como en los beneficios para asociados y en la atención de sus compromisos en general. A pesar de los cambios y obstáculos del camino, hemos tenido muy buenos resultados: este año nos mostró la senda para acercar a más personas a nuestra comunidad, para abrir las puertas de nuestras actividades técnicas y garantizar acceso a un amplio número de colegas y amigos que solicitaban la oportunidad de conectar desde sus ciudades, sus casas, sus lugares de trabajo.

Consolidamos nuevas líneas de acción estratégicas para alcanzar objetivos, como el entrenamiento de

3

asociados y nuevas generaciones de geocientíficos. Afianzamos un equipo de trabajo, que a pesar de las circunstancias mostró sus mejores habilidades para garantizar una ACGGP al servicio de toda la comunidad. Y este momento que nos reúne, para presentar la Revista Energía & Geociencias No. 31, es muestra de la capacidad adaptativa, resiliente y moderna, que ha construido nuestra Asociación durante los últimos años. Una revista que nos invita a abordar, como científicos de la tierra, temas muy importantes en la actualidad y que deben ser tratados desde un enfoque técnico, social y ambiental, en referencia a la transición energética. Una revista más gráfica, manejando un lenguaje para todos y todas, actualizando e informando a nuestra comunidad con los temas de mayor relevancia para el futuro económico y social de nuestro país.

Nuestra industria juega un papel muy importante en el sector energético, sin embargo, hay otras áreas de la energía que hoy en día están creciendo y van de la mano con la transición energética en nuestro país y ser parte de la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), que aporten a la disminución de la tasa de

EDITORIAL

aumento de temperatura global. Los estudios y avances que se han desarrollado en torno a las energías renovables han generado un llamado de atención en la sociedad que seguirá aumentando en los próximos años.

La situación generada por la pandemia de COVID-19 a nivel global sin duda ha dado un gran impulso a que nuevas fuentes de energía se consideren en el mercado, por el impacto positivo que el confinamiento trajo para la reducción de gases de efecto invernadero. Esta situación, llevará a que los inversores busquen ampliar y desarrollar proyectos relacionados a fuentes renovables de energía a nivel global. Aún antes del confinamiento, en muchos lugares del mundo estas energías renovables vienen teniendo un auge constante. Hoy en día, varios países y sus gobiernos han implementado políticas de grandes subsidios e incentivos económicos para aquellas compañías que desarrollen proyectos vinculados a energías renovables o transporte eléctrico. Una gran cantidad de investigaciones e inversión se están enfocando en buscar otras fuentes de energía que nos permitan abastecer la demanda mundial.

Este sin duda será un proceso largo, pero es algo que ya ha iniciado y que no tiene vuelta atrás.

Como geocientíficos, desempeñamos un rol muy importante, nuestro conocimiento siempre va a ser fundamental para la seguridad energética de nuestro país, no solamente en descubrimientos de nuevas reservas de hidrocarburos y la disminución de emisión de gases de efecto invernadero durante la producción, sino también en la búsqueda e implementación de energías renovables. Sin embargo, es de vital importancia aclarar que la transición energética no es sinónimo de acabar con los hidrocarburos como fuente de energía, no debemos olvidar que el petróleo es utilizado para el transporte, la industria, la actividad comercial, y el gas natural es un factor determinante en los

sectores residenciales. Asimismo, los hidrocarburos son empleados en la industria petroquímica para elaborar una gran cantidad de materiales empleados en todos los sectores de la industria y la sociedad. Incluso, los paneles solares son elaborados con varios de estos materiales, como el plástico. Por esta razón, la industria de los hidrocarburos se posiciona como elemento clave para aportar al desarrollo de una naciente industria de energías renovables y ha venido construyendo buenas prácticas para aportar al desarrollo sostenible.

Esta industria invita a contar con una matriz energética mixta, que garantice una seguridad energética para el país que redunde en la mejora de la calidad de vida de sus habitantes.

Desde ACGGP seguimos avanzando en la construcción de estrategias de divulgación y apropiación social del conocimiento, fomentar el sentido de pertenencia de nuestros recursos energéticos, con la innovación como eje guía y el trabajo multidisciplinar como herramienta para compartir efectivamente el conocimiento aplicado, útil y responsable, que permita a nuestro país reconocer la importancia de las ciencias de la tierra para su desarrollo y que nos permita como profesionales en geología, geofísica y geociencias en general, abrir nuestro espacio de conocimiento a nuevos escenarios que nos lleven a identificar puntos de encuentro entre las necesidades de la sociedad y del país, para construir estrategias efectivas. Nuestro compromiso está

4

centrado en posicionar nuestra profesión como una fuente de conocimiento al servicio del crecimiento de nuestro país, de una forma sostenible, en donde el medio ambiente, economía y sociedad deben permanecer en equilibrio. La experiencia de la Asociación en programas de pedagogía regional está al servicio de todos los proyectos futuros de energía e invitamos a construir, en base a las lecciones aprendidas, estrategias para mitigar los errores del pasado.

A nombre de la Junta Directiva de la ACGGP, período 2020-2021, queremos extender un agradecimiento a todas y cada una de las personas que han apoyado nuestra gestión, en especial a los autores que han aportado en las dos ediciones presentadas durante el 2020 y, en estos tiempos inciertos, gracias a cada uno de los voluntarios que con su compromiso han guiado las diferentes iniciativas de nuestra Asociación y a todos los profesionales que han confiado, a través del pago de anualidad, en el crecimiento, la renovación y el futuro promisorio de nuestra organización.

5

JUNTA DIRECTIVA & STAFF

Junta Directiva 2020-2021

Enrique Velásquez Presidente

Perú y Brasil. En 2010, fue designado como Vicepresidente de Exploración donde lideró los descubrimientos del Caribe Offshore, Llanos, Valle Medio del Magdalena, Norte de Santander e internacionalmente en el golfo de México.

A su jubilación y retiro de Ecopetrol se unió a GeoPark donde fue Director de Nuevos Negocios durante 5 años, haciendo parte del equipo directivo que llevo a Geopark de 2,000 a 70,000 bopd en 5 años. En 2019 se desempeñó como consultor senior para nuevos negocios para la compañía Hunt Oil y desde enero de 2020 es consultor independiente. Enrique ha sido miembro de ACGGP por más de 30 años, desempeñando cargos como secretario, vicepresidente y presidente en el periodo 2000 – 2001, recibió la placa O.C. Wheeler en 2003 y fue presidente de la AAPG región Latinoamérica y el Caribe durante 2010-2011. De otro lado, Enrique fue docente en cursos de pregrado y posgrado en la Universidad Nacional por 30 años, así como en otras universidades.

Enrique es geólogo egresado de la Universidad Nacional de Colombia, graduado en 1978, especialista en Administración Financiera de la Escuela de Administración de Negocios EAN y con estudios en Alta Gerencia de la Universidad de los Andes. Cuenta con más de 40 años de experiencia en la industria petrolera. Se inició como geólogo de campo y geólogo de pozo en Texaco (ahora Chevron), y estuvo por cerca de 20 años trabajando en Colombia, Ecuador, Brasil y en USA. En Texaco hizo parte de los equipos que descubrieron los campos Jazmín, Moriche, Chicalá, Santa Lucia, Los Ángeles etc., igualmente trabajo para Exxonmobil haciendo parte del equipo que descubrió Rubiales, estuvo luego en Sipetrol, Occidental en Colombia y USA. En Oxy lideró e hizo parte del equipo que descubrió los campos Cosecha y Chipirón.

En 2008 fue repatriado por Ecopetrol donde se desempeñó primero como Gerente de Exploración Internacional, llevando a Ecopetrol a explorar en áreas como Golfo de México,

Edgar Chajid Kairuz Vicepresidente técnico Geólogo egresado de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá y especialista en Gerencia de Hidrocarburos de la UIS. Edgar tiene más de 30 años de experiencia en la industria de hidrocarburos en Colombia (Ecopetrol, Trayectoria Oil&Gas) y en varios países de Latinoamérica. Fue Profesor de La Universidad de América y director y codirector de varias tesis de Geología e Ingeniería de Petróleos. Actualmente está vinculado con Neoil Exploration, del cual es Cofundador.

Ha sido miembro de la ACGGP por más de 30 años y ha participado del programa Geólogo Visitante dictando cursos de geología en varios temas. Sus objetivos como Vicepresidente Administrativo son lograr una mejor interrelación y comunicación entre los asociados y la ACGGP y fortalecer la presencia de la ACGGP en las facultades de geología de las universidades colombianas.

Clemencia Gómez Vicepresidente administrativo

Mayra Vargas Tesorera

Clemencia es geóloga de la Universidad de Caldas, con formación doctoral de la Universidad de Alcalá con énfasis en palinología del cuaternario. Es especialista en administración de empresas y especialista en derecho minero-petrolero.

Clemencia fue asesora y coordinadora del grupo de gestión del conocimiento de la Agencia Nacional de Hidrocarburos durante 4 años. Posteriormente se desempeñó como Gerente de Gmas Lab durante 4 años y actualmente es profesora de dedicación exclusiva del Departamento de Geociencias en la Universidad Nacional de Colombia.

Clemencia ha sido miembro de ACGGP desde hace 10 años y actualmente se desempeña también como vicepresidente de la Sociedad Colombiana de Geología.

Mayra es geóloga de la Universidad Industrial de Santander, con más de 5 años de experiencia en la exploración de hidrocarburos. Ha trabajado en la Gerencia de Exploración offshore de Petrobras en donde se desempeñó por 3 años y trabajó para Ecopetrol en la Gerencia de Yacimientos. Actualmente, Mayra está finalizando su maestría en geología en la Universidad Nacional de Colombia.

Mayra ha sido miembro de ACGGP desde estudiante de pregrado, constantemente apoyando las iniciativas de la asociación. También, se desempeñó como coordinadora del concurso Imperial Barrel Award de AAPG para la región de Latinoamérica y el Caribe.

6

Maria Angélica Bejarano Editora

Laura Alejandra Becerra Silva Secretaria

María Angélica es geóloga de la Universidad Nacional de Colombia y realizó su maestría con enfoque en geología estructural y geofísica en la Universidad de Leeds.

Ha estado vinculada la mayor parte de su carrera con Occidental de Colombia, en donde acumula más de 7 años de trabajo en el campo la Cira Infantas particularmente.

María Angélica estuvo vinculada durante su pregrado con el capítulo estudiantil AAPG de UNAL, y ha sido miembro activo de ACGGP por más de 5 años.

Laura es ingeniera geóloga de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia UPTC. Cuenta con una especialización en Gestión ambiental de la misma universidad. Con experiencia en trabajo con comunidades.

Laura ha estado vinculada con la ACGGP como instructora de talleres pedagógicos en el marco del Programa de Pedagogía Regional, acompañando procesos tanto con comunidades en áreas de influencia de proyectos como en colegios y universidades de la capital.

Staff Administrativo Flover Rodríguez Portillo Director Ejecutivo Flover es geólogo de la Universidad Industrial de Santander con Diplomado en Dirección de Proyectos de la Universidad de los Andes y actualmente estudiante de la especialización en Gestión Energética y Ambiental en la Universidad de la Salle. Inició su carrera en el Instituto Colombiano del Petróleo ICP, posteriormente se desempeñó como geólogo de campo en el grupo de Cartografía del Servicio Geológico Colombiano. Actualmente, Flover es el Director Ejecutivo de la Asociación Colombiana de Geólogos y Geofísicos del Petróleo ACGGP, en donde a través del trabajo transdisciplinar entre las ciencias de la tierra, la pedagogía y la comunicación diseña programas de divulgación de la ciencia para el público no científico.

Ana María Ramírez Auxiliar Administrativa

Jeisson Montaña Community Manager

Juan Pablo Ramos Profesional Técnico

Julian Hernández Profesional Técnico

Fredy Beltrán Auxiliar de soporte técnico y mensajería

7

Linda Cárdenas Asesora de Pedagogía y Comunicación

Fanny Díaz Auxiliar de Servicios Generales

OPINIÓN

Transición energética.

La responsabilidad de un legado

John Londoño, PhD VEX Ecopetrol

Fotografía: Edwin Guzmán. Geólogo.

Nevado del Ruiz en una tarde de Cuarentena desde Bogota

S

i quizás hay algo que se pueda aprender de la impresionante contracción de la demanda de hidrocarburos debido a la cuarentena generada por la pandemia del Covid-19, es que el fin de la llamada “era del petróleo” no va a llegar de la mano de un pico de la producción (peak oil), sino de un pico máximo del consumo (peak demand). Bien lo dijo Michael Liebreich, analista de Bloomberg: “El fin de la era del petróleo no ocurrirá cuando su precio alcance US$200 por barril, sino cuando este se estabilice en US$20 por barril”.

Como negar el dramático aumento de la calidad de aire en ciudades como Bogotá, en donde fue evidente para todos, la frescura con la que se respiraba en la mitad de la cuarentena. Desde hacía décadas no se disfrutaba del lindísimo espectáculo que nos brindaba la vista de los picos nevados de los volcanes del Tolima y Del Ruiz desde las azoteas de los edificios de la ciudad, gracias a la evidente reducción de material particulado emitido por motores a

combustión. Seguramente, a muchos en diversas ciudades del mundo, como a mí, ver de primera mano la reducción de la polución, a la que desde siempre nos acostumbramos, me convenció de forma definitiva que la transición hacia energías más limpias no es sólo una responsabilidad ambiental inevitable, sino un imperativo moral.

Por supuesto, no voy a caer en la ingenuidad maniquea de exigir que en el término de un par de años se implemente un cambio en la matriz de consumo energético y dejemos de lado los hidrocarburos, cuando hoy en día, estos representan el 75 % de la energía que necesitamos a nivel global; eso no solo sería irresponsable, sino peligrosamente desestabilizador por cuanto, nos guste o no, vivimos en un mundo completamente dependiente del petróleo, en donde resulta muy difícil encontrar alguna actividad industrial que no tenga relación con este recurso fósil.

No podemos olvidar el fiasco Alemán de la última década, cuando este país quiso acelerar su transición ener-

8

“El fin de la era del petróleo no ocurrirá cuando su precio alcance US$200 por barril, sino cuando este se estabilice en US$20 por barril”.

Sería, pues, irresponsable impulsar un cambio forzado de la matriz energética actual hacia una energía exclusivamente renovable, a costa de encarecer su costo en nuestro país.

gética tomando sólo en consideración la variable ambiental, y al desmantelar sus plantas nucleares, se vio en la necesidad de aumentar el consumo de lignito para alimentar su generación eléctrica, incrementando así, las emisiones de CO2 (cerca de 10 veces las emisiones de Colombia) causando un efecto completamente contrario al deseado, y ubicando a Alemania como el 6o país que más genera este tipo de contaminación en el mundo. Adicionalmente, y de manera conspicua, encarecieron el precio por Kilovatio-hora al consumidor Alemán, convirtiéndolo en uno de los más caros del mundo.

La lección alemana es esclarecedora, pues aun siendo un país con uno de los ingresos per cápita más altos del mundo, el impacto de su abrupta transición energética ha sido altísimo en el aparato productivo del país, y en la calidad de vida de sus ciudadanos, a tal punto que algunos prevén incluso posibles apagones en el próximo lustro.

Colombia tiene un ingreso per cápita anual que apenas supera los US$6000,

9

muy por debajo del alemán, que ronda los US$47000; sería, pues, irresponsable impulsar, a base de subsidios y con una consideración exclusivamente ambiental, como hasta ahora ha sido el caso en los países que lo han intentado, un cambio forzado de la matriz energética actual hacia una energía exclusivamente renovable, a costa de encarecer su costo en nuestro país, cuando ocupamos el puesto 49 entre los países emisores de CO2 (y puesto 138, si lo comparamos en emisión per cápita) y generamos apenas el 0,3% del total de emisiones del planeta. Es decir, si Colombia dejara de emitir CO2, este esfuerzo no tendría mayor efecto en el balance de emisiones globales actuales. Está, además, comprobado que a una persona cuyos ingresos no superen los $5000 dólares anuales (como un buen número de nuestros compatriotas) lo tiene sin cuidado el medioambiente, ya que tiene preocupaciones diarias más apremiantes como conseguir alimento, o acceso a agua o vivienda.

OPINIÓN El 68% de la electricidad que consumimos los colombianos viene de hidroeléctricas, y aun cuando empiezan ya a desarrollarse proyectos de energía eólica, solar y geotérmica (con una meta de 2.500 megavatios en 2022), esta contribución en la matriz energética es aún precaria. En el mejor de los casos, tomará un par de décadas, al menos, implementar estas alternativas antes de que sean confiables y costo-efectivas. Por ello, sería muy peligroso e irresponsable dar un salto hacia una transición energética acelerada sin una fuente confiable y de largo plazo en términos de energías alternativas.

Cabe recordar que la bien desarrollada masificación del consumo de gas como política pública en nuestro país, se implementó gracias a los grandes descubrimientos de gas en La Guajira y el Piedemonte llanero. Ahora, si resulta difícil que imaginemos la masificación de este hidrocarburo en Colombia sin la

materia prima ofrecida por los campos Chuchupa, Ballena y Cusiana-Cupiagua, tratemos de imaginar nuestra transición energética hacia una fuente de energía confiable, que, por ahora, solo existe en la imaginación de quienes exigen un cambio acelerado.

Existen dos fenómenos epistemológicos muy marcados en los argumentos de aquellos que buscan liquidar la industria de aceite y gas en el corto plazo, y que se ilustran muy bien en los argumentos de los opositores al fracking en nuestro país. El primero es el denominado sesgo cognitivo que los lleva a seleccionar y usar sólo aquellos datos que apoyan sus tesis (o agenda si Uds. quieren). Lo peligroso, claro está, no reside en las reseñas que acogen, sino, precisamente, en todos los datos que ignoran (como se manifestó en un ensayo anterior, evitan a toda costa discutir la información que proviene de los casi 900 mil pozos fracturados hi-

10

dráulicamente que existen entre USA y Canadá). Es usando este tipo de sesgos con los que nos quieren convencer de que implementar el fracturamiento hidráulico masivo en nuestro país conlleva un riesgo similar al de perecer en un accidente aéreo, cerca del 70 %, cuando en realidad es más cercano al riesgo de estar envuelto en un accidente de aviación (uno en tres millones).

El segundo fenómeno es el llamado reduccionismo científico al que apelan para justificar relaciones simples entre sistemas sumamente complejos, como por ejemplo la causalidad entre nacimientos de infantes de bajo peso, con actividades de fracturamiento, que una y otra vez ha resultado no-concluyente después de ser revisadas y estudiadas por miles de científicos calificados.

Usando el mismo reduccionismo, se podría invertir el argumento y deducir que, gracias a los 18000 pozos fracturados que existen debajo del complejo urbano Dallas-Fort Worth, el 99% de los nacimientos en esta área son sanos; absurdo, por supuesto. Mezclar un sistema multivariable como la naturaleza del subsuelo, con el que creo que es uno de los procesos más complejos de la naturaleza, como la gestación, para tratar de reducirlos a una simple relación lineal, es ignorar de plano las casi incalculables interacciones que se suceden en ambos sistemas. Es un error evidente.

Pero existen pocas cosas más obstinadas y perennes que un error atractivo. Es quizás nuestra evolución cognitiva la que, usando escalas jerárquicas, nos lleva siempre a tratar de separar ciertas realidades en arqueti-

La prisa emocional de aquellos opositores al fracking, no les permite aceptar que fue a nuestra generación a la que le correspondió diagnosticar y sembrar las semillas del cambio energético que van a disfrutar en forma plena nuestros hijos y nietos.

pos del bien y el mal, orden y caos, y en últimas, a dar un calificativo a cualquier suceso fenomenológico de acuerdo a un sesgo subjetivo de categorías intrínsecas que se realizan en cada persona.

Casi siempre resulta más fácil acoger aquellos argumentos que parecen obvios, pero que en una realidad objetiva resultan falsos, porque se acomodan a una narrativa que reafirman nuestras jerarquías, o valores si se quiere. El mundo está plagado de ejemplos a lo largo de la historia en donde un error, así haya sido bienintencionado, llevó a descalabros mayores, como es el caso de la rápida transición alemana mencionada arriba.

Allí se aceptó como una realidad intersubjetiva beneficiosa, el hecho de que al desmantelar las plantas nucleares se iba a disminuir la contaminación y a generar, de manera espontánea, energía limpia para reemplazarla. Lamentablemente, les hizo falta una parte de la ecuación en la que no bastaron los buenos deseos, pues no tenían una fuente confiable para sustituir sus generadores atómicos.

Una transición prudente no se puede dejar arrastrar por las realidades intersubjetivas de un solo grupo de interés. Es más, una transición real solo va a llegar si no se dejan de lado consideraciones sociales, ni económicas, sobre todo en un país como el nuestro, en donde cerca de dos millones de personas todavía cocinan con leña, es decir, y para efectos prácticos, aún viven en el siglo XIX; además, no podemos dejar a un lado la preocupación por la deforestación implícita asociada (este es el problema ambiental más serio del país, y quizás del mundo). ¿Es acaso justo que a estos compatriotas no les haya siquie-

11

ra tocado la revolución eléctrica o digital, después de pasados veinte años del siglo veintiuno, gracias, en parte, a que estas requieren un aumento del consumo de energía que aún no podemos proveerles? Recordemos la paradoja de la política energética mexicana, que con la buena intención de reducir sus emisiones de CO2 prohibió el fracking en su territorio, para solo un par de años más tarde verse abocada a importar gas desde los Estados Unidos, producido, como no, vía fracturamiento hidráulico en la famosa Permian Basin.

Una transición inclusiva solo va a llegar de la mano de los cambios de hábitos de consumo, no de las compañías que producen energía. Cuando cada uno de los usuarios tengamos la oportunidad de escoger entre las ofertas de energía renovable confiable, y los hidrocarburos, sólo entonces, podremos optar por una transformación efectiva y responsable, que transite hacia la descarbonización del planeta. No podemos olvidar que los televisores en blanco y negro solo se dejaron de producir cuando nadie más los quiso comprar.

La prisa emocional de aquellos opositores al fracking, no les permite aceptar que fue a nuestra generación a la que le correspondió diagnosticar y sembrar las semillas del cambio energético que van a disfrutar en forma plena nuestros hijos y nietos, cuando la era del petróleo sea el recuerdo agradable de la mayor masificación tecnológica de nuestra historia, y volvamos, como lo hicimos durante 9.750 años, de los diez mil de nuestra civilización, al uso masivo, pero quizá más responsable, de nuestros recursos renovables.

OPINIÓN

El rol de las geociencias en la transición energética colombiana

Guillermo García y Morales.

Director Regional - Arctech Solar

Las tecnologías de transformación energética, especialmente eólica y solar, estan teniendo un crecimiento sin precedentes a nivel global.

1. https://www.investopedia.com/investing/top-alternativeenergy-companies/ 2. https://www.smartenergy.org.au/news/bloombergforecasts-end-era

Introducción El universo está en un estado permanente de transformación. La industria energética no es una excepción y estamos observando cambios y nuevas tendencias a nivel global, que obligan a la sociedad y a los individuos a evolucionar y transformarse en consecuencia. La poderosa y tradicional industria de los hidrocarburos ha sufrido en los últimos años grandes reveses, abriendo paso a nuevos rumbos en la transformación energética.

Grandes empresas del sector de energías limpias y/o renovables han pasado a tener un enorme valor en el mercado de capitales, superando inclusive a los tradicionales gigantes de los hidrocarburos1. Las tecnologías de transformación energética, especialmente la eólica y solar, están teniendo un crecimiento sin precedentes a nivel global.Actualmente, están pasando a tener una posición preponderante en la mezcla energética global, derivado de una reducción consistente en el costo

12

de generación de energía, llegando a niveles inclusive más competitivos que las plantas de cogeneración de gas, con una emisión marginal de gases de efecto invernadero en comparación.

En este escenario, es importante recordar las leyes de la evolución de Darwin: los organismos que sobreviven a los cambios no son los más fuertes, sino los que tienen la mejor capacidad de adaptación.

Dentro del mundo de las geociencias podemos establecer una analogía con tales leyes, debemos revisar cómo podemos reinventar y adaptar los atributos de nuestra profesión a los nuevos requerimientos y tendencias del mercado.

Apenas en 2018, Bloomberg con base en estimaciones de la Agencia Internacional de Energía, pronosticó un escenario de rápido crecimiento de tecnologías eólica y solar con un declive pronunciado de todas las otras fuentes a partir de 2020, especialmente las derivadas de combustibles fósiles 2. Figura 1.

Figura 1. Generación de electricidad grobal tomado de Bloomberg NEF, IE.

Darwin: los organismos que sobreviven a los cambios no son los más fuertes, sino los que tienen la mejor capacidad de adaptación.

3. https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/ world-oil-supply-and-demand-1971-2019

En este pronóstico, aunque no completamente acertado sobre el declive de gas y petróleo a partir de 2020, se refleja la tendencia actual de disminución del uso de carbón y el incremento dramático en generación solar y eólica.

Situación general: hidrocarburos, energías limpias y energías renovables El mercado de petróleo crudo muestra una tendencia de crecimiento sostenida en oferta y demanda, consistente durante las últimas décadas3.

Figura 2.

La barra verde ilustra la brecha entre oferta y demanda y demuestra que aunque el mercado se ha mantenido en constante crecimiento, la oferta ha superado a la demanda de manera continua en las últimas 5 décadas. Esta tendencia explica, al menos parcialmente, las caídas en los precios globales del crudo y la extrema volatilidad del mercado que ha conducido a las dos crisis más recientes de la industria petrolera en 2014 y 2020.

Durante el año 2020, seguramente se tendrá un cambio de tendencia, con una caída importante en la demanda (y por consiguiente ajustes en la oferta),

Figura 2. Brecha entre la oferta y la demanda a través del tiempo. Tomado de: https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/world-oil-supply-and-demand-1971-2019

13

OPINIÓN debido a la disminución de consumo para movilidad por el efecto de la pandemia global de Covid4. Es posible que, aunque la oferta y demanda de petróleo líquido mantengan una tendencia creciente tras la pandemia, el ritmo de crecimiento será desacelerado5.

Los mercados de petróleo y gas atienden segmentos diferentes, por lo cual las tendencias y expectativas son divergentes. Los principales segmentos consumidores para cada recurso de hidrocarburo determinarán en consecuencia la tendencia global. En el caso del petróleo líquido en los Estados Unidos, el consumidor principal es el transporte, en un lejano primer lugar (68%), seguido de consumo industrial (26%), con un consumo marginal por parte de los segmentos residencial, comercial y de energía eléctrica (6%)6.

El impacto de la pandemia ha resultado en una disminución drástica del consumo en transporte (reducción dramática en vuelos de pasajeros, menor consumo para transportación terrestre).

En contraste, el uso principal del gas en

los Estados Unidos, es la generación eléctrica en centrales térmicas (36%) seguido de cerca por consumo industrial (33%)7, la tendencia es similar a nivel global. La gráfica siguiente muestra que el crecimiento sostenido de consumo de gas viene empujado principalmente por la demanda de energía eléctrica. Figura 3.

Es importante anotar que la generación de energía eléctrica en centrales termoeléctricas de gas (cogeneración y ciclo combinado) aunque no es fuente renovable, se considera energía limpia en la mayoría de las legislaciones, debido a que la emisión de gases de efecto invernadero y otros contaminantes hacia la atmósfera es sustancialmente menor que la generación con carbón. Aún con el declive de consumo de petróleo líquido, al parecer se mantiene la tendencia de demanda de gas para generación eléctrica.

Las centrales hidroeléctricas, por otra parte, contribuyen de manera sustancial a la generación global de energía, como se muestra en la siguiente gráfica8. Figura 4.

El impacto de la pandemia ha resultado en una disminución drástica del consumo en transporte.

5. https://www.bp.com/en/global/corporate/energyeconomics/statistical-review-of-world-energy.html 6. https://www.iea.org/reports/oil-2019 7. https://www.eia.gov/energyexplained/oil-andpetroleum-products/use-of-oil.php 8. https://www.eia.gov/energyexplained/natural-gas/ use-of-natural-gas.php

Figura 3. Consumo de gas natural en USA por sectores. 1950-2019.

14

Figura 4. Suministro de energía total. 1990-2018. Tomado de https://www.iea.org/data-andstatistics?country=WORLD&fuel=Energy%20supply&indicator=TPESbySource

IEA Todos los Derechos Reservados

El extraordinario crecimiento de plantas eólicas y solares de gran escala se ha observado no solamente en China, sino en prácticamente todos los países desarrollados.

El pronunciado incremento de la pendiente a partir de 2004 está muy influenciado por el crecimiento económico sostenido en China. El costo a nivel ambiental y social de la ejecución de grandes proyectos hidroeléctricos es muy elevado, por lo cual la mayoría de los gobiernos actualmente no están dispuestos a solventar la creciente demanda eléctrica con represas de gran escala.

Los avances tecnológicos en China han llevado a una reducción dramática de costos y a un incremento de eficiencia en la fabricación de módulos solares fotovoltaicos. Los costos por watt pico en los módulos solares han mantenido una reducción sostenida durante la última década. Con respecto a las turbinas

eólicas, los avances tecnológicos se reflejan en menores costos de capital, de operación y mantenimiento, lo cual ha llevado a su vez a una reducción importante en los costos de generación.

Estas dos tecnologías en su conjunto presentan en la actualidad una tasa de crecimiento de tipo semi-exponencial, a nivel global9. Figura 5.

El extraordinario crecimiento de plantas eólicas y solares de gran escala se ha observado no solamente en China, sino en prácticamente todos los países desarrollados (Estados Unidos, Europa) y en varios mercados en América Latina (México, Chile, Argentina, Brasil y muy posiblemente Colombia en el corto plazo). En la actualidad las tecnologías eólica y solar representan los Figura 5.

9. https://ourworldindata.org/energy/country/ colombia?country=~COL

15

OPINIÓN costos nivelados de energía más bajos (LCOE10) entre las diferentes alternativas disponibles11.

Otras energías limpias y/o renovables, tal como la geotermia, aunque suelen ofrecer un costo nivelado de electricidad competitivo, requieren la resolución de retos técnicos importantes, desde la identificación del recurso geotérmico hasta la construcción de pozos de extracción calórica y la implementación de plantas de generación eléctrica a través de ciclo Rankine, ciclos combinados o similares, lo cual ha limitado su crecimiento y adopción global, con excepción de países en donde el recurso es abundante y la regulación es favorable.

Con respecto a la biomasa, su aprovechamiento ha evolucionado rápidamente y en la actualidad algunos países son importantes generadores de biodiesel y bioetanol, enfocados en el mercado de transporte vehicular mayormente. Sin embargo, el consumo y la generación están focalizados en ciertos mercados especializados, siendo Brasil el caso más relevante en América Latina.

La posición de Colombia en energías limpias y renovables Al enfocarnos en la generación de energía eléctrica en Colombia, el país ha tenido históricamente una matriz limpia, con un componente preponderante de hidroeléctricas12.

Esta matriz de generación eléctrica, aún cuando resulta ser muy limpia, presenta poca diversificación y tiene riesgos asociados al cambio climático (temporadas de sequía, fenómeno del Niño, cambios en patrones de lluvia, etc), lo cual representa un riesgo en la generación eléctrica del país.

En los últimos años el gobierno ha hecho un esfuerzo sostenido en diversificar la matriz energética, tomando provecho de los avances tecnológicos asociados a plantas solares y eólicas de gran escala. La subasta de energías limpias sostenida en 2019 permitió la asignación de alrededor de 1.3 GW en plantas eólicas y solares, lo cual representa cerca del 7% de la potencia instalada en el país13.

El gobierno está fomentando vigorosamente la diversificación de la matriz energética con resultados evidentes, logrando entre otros objetivos la reducción de los costos de generación y el aprovechamiento de las tecnologías emergentes – eólica y solar. Existen actualmente proyectos registrados en la Unidad de Planeación Minero Energética por más de 7.4 GW14.

El gobierno no solo está implementando los mecanismos de inversión para la construcción de plantas de energías renovables, sino estableciendo el marco regulatorio adecuado y definiendo beneficios fiscales para impulsar la diversificación en la matriz energética. La perspectiva de crecimiento en energías limpias en el país es muy positiva.

El rol de las geociencias en la transición energética En la industria energética, las geociencias han sido un pilar fundamental para la exploración y producción de hidrocarburos y carbón. La geología y la geofísica, así como sus ramas afines, han permitido un avance sostenido en

16

El gobierno está fomentando vigorosamente la diversificación de la matriz energética con resultados evidentes.

10. Levelized Cost of Electricity 11. https://www.quo.es/tecnologia/q2010439393/ energia-solar-mas-barata/ 12. https://www.grupobancolombia.com/wps/portal/ empresas/capital-inteligente/especiales/especialenergia-2019/panomara-energetico-colombia 13. https://www.dinero.com/pais/articulo/cualesfueron-los-resultados-de-la-subasta-de-energiarenovable-en-colombia/278329#:~:text=02%3A00%20 AM-,Colombia%20se%20la%20juega%20por%20 las%20energ%C3%ADas%20renovables,llevar%20 a%20cabo%20los%20proyectos.

14. https://www.energiamayorista.com.co/wp-content/ uploads/2019/10/14.00-Ministra-MinMinas.pdf

los procesos de búsqueda y extracción.

La expectativa actual es que la demanda global de petróleo y gas se mantenga en crecimiento. Sin embargo, es oportuno preguntarse cuál es el rol que deberían tomar las geociencias dentro de la nueva matriz de generación energética, en especial considerando el esfuerzo global en la descarbonización en generación energética y la reducción del uso de combustibles fósiles.

Es muy posible que la penetración de las geociencias en energías renovables se haya limitado a la exploración, evaluación de factibilidad en centrales geotérmicas y a los estudios estructurales para diseño de las grandes represas de centrales hidroeléctricas. Dentro de las nuevas áreas de oportunidad que ofrece el sector energético, es evidente que el conjunto de habilidades que deben desarrollar los geocientíficos debe ir más allá de lo tradicional. Actualmente no hay una definición absoluta de las habilidades y conocimientos que debe adquirir un profesional de las geociencias, pero se hace evidente que debe ser una mezcla adaptativa de aspectos

técnicos, comerciales y de negocios, mucho más allá del enfoque tradicional en upstream, explorando cómo participar en la cadena extendida de valor.

En las palabras de Barry Friedman15, se hará necesario desarrollar un “híbrido

de competencias y habilidades polimórficas” en los años venideros.

No hay que perder de vista la posibilidad de desarrollar nuevas habilidades técnicas, hay diversidad de ejemplos ilustrativos:

3 En geotecnia, con enfoque en estudios de suelos y determinación de cargas estructurales para proyectos eólicos y solares.

3 En desarrollo de habilidades comerciales como ventas, desarrollo de negocios, negociación de contratos o apertura de nuevos mercados energéticos.

3 En estudios factibilidad de proyectos eólica / solar / geotérmica / hidráulica para generación distribuida, descentralización y descarbonización, con enfoque en desarrollo y gerencia de proyectos o ejecución técnica.

En fin, tal como se mencionó en la introducción, las geociencias pueden y deben reinventarse para dar un aporte sustancial a los cambios de la industria energética global. Las posibilidades y oportunidades son enormes y el límite se encuentra solamente en nuestra capacidad de imaginación y reinvención para mantenernos vigentes y valiosos en la transición energética global y específicamente en Colombia.

15. https://explorer.aapg.org/story/articleid/48214

17

OPINIÓN

En temas de comunidades, no basta con pasar la página, es ineludible una reflexión y un cambio de actitud.

Carlos Ortega Galvis Coordinador de Pedagogía Regional ACGGP

En la Parábola del retorno, Porfirio Barba Jacob, nos ayuda a vislumbrar lo que significa el territorio...

Señora, buenos días; señor, muy buenos días...

Decidme: ¿Es esta granja la que fue de Ricard? ¿No estuvo recatada bajo frondas umbrías, no tuvo un naranjero, y un sauce y un palmar?

El viejo huertecillo de perfumadas grutas donde íbamos... donde iban los niños a jugar, ¿no tiene ahora nidos y pájaros y frutas? ¿Señora, y quién recoge los gajos del pomar? (…)

El sector energético, más allá de sus inmensos esfuerzos, no goza aún del afecto de las comunidades.

Superar el círculo vicioso.

No pareciera posible que después de tantos años y esfuerzos, haya poca aceptación, malestar, resistencia y en algunas circunstancias, hasta rechazo de quienes habitan los territorios donde el sector energético centra sus actividades, y menciono el sector energético, porque no es una situación exclusiva del sector de hidrocarburos o la minería del carbón, como algunos lo quieren

18

hacer ver, ya que con menor o mayor dificultad, cualquier intervención del sector energético implica una discusión; de alguna manera confusa, con las comunidades, y en buena medida, porque el sector energético no vislumbra la complejidad que involucra un territorio. Por supuesto que cada actividad implica un relacionamiento específico y algunos casos resultan menos comple-

Ningún ser humano desconoce la importancia de la electricidad, el gas domiciliario, la gasolina, pero este hecho no es suficiente para que, por derecha, se acepten ciertas actividades.

jo que otros, en buena medida porque llevar la electricidad a un territorio tiene un impacto y una aceptación diferente a producir hidrocarburos, aunque en esencia, las dos actividades afecten la dinámica del territorio.

No obstante, habrá que reconocer que, dadas múltiples circunstancias del pasado, y en buena parte, por lo que ha venido sucediendo en los últimos años, en la producción de combustibles fósiles tiene lugar la máxima expresión de esta crisis de relacionamiento, si así se le puede llamar, siendo absolutamente claro que, con mayor o menor recelo, la percepción de las comunidades hacia estos sectores de la economía es muy distante. En términos coloquiales, diría que el sector energético, más allá de sus inmensos esfuerzos, no goza aún del afecto de las comunidades, quienes más allá de percibir algunos de sus beneficios, consideran que dicha actividad no contribuye al fortalecimiento del territorio en la perspectiva de quienes lo habitan, definen y sustentan.

No basta que la vida de todos y cada uno de nosotros, independiente del lugar que se habite, este enteramente permeada por la energía, no basta con tener una clara relación de interdependencia con la energía para que reconocer su importancia, no basta con llevar electricidad ni combustible a un lugar geográfico para lograr reconocimiento y aceptación, tampoco basta con presentar un contrato que desde lo legal sustente la actividad energética, incluso, no basta ni siquiera con la percepción o la certeza de hacer lo correcto.

Sostener un diálogo sobre el tema energético podría resultar más complicado de lo que algunos imaginan, y no necesariamente por la complejidad de sus aspectos técnicos, sino por la falta de empatía y reconocimiento. El fondo de la cuestión, no radica simplemente en la apropiación del conocimiento con respecto al proceso de exploración y producción de hidrocarburos, ni la generación hidroeléctrica o cualquier

19

otro tema de energía, sino que comienza por desconocimiento, y en muchos casos, falta de reconocimiento del territorio. Y más grave aún, dado que, en la medida que la democracia se fortalece y madura, los modelos de imposición van siendo relegados por nuevos paradigmas que reconocen al territorio como un ente cada vez más autonómico para la gobernanza.

Casi con absoluta seguridad, ningún ser humano desconoce la importancia de la electricidad, el gas domiciliario, la gasolina, pero este hecho no es suficiente para que, por derecha, se acepten ciertas actividades, y aunque resulte paradójico y hasta contradictorio para algunas lógicas culturales, es así, la fuerza de los hechos lo demuestra casi a diario. La pregunta obligatoria, que pocos se formulan, es si la interlocución con el territorio ha sido acertada, y digo pocos, porque en la medida que el territorio es visto como un espacio físico, resulta fácil, aunque inapropiado, situar la responsabilidad en los otros. Es común escuchar comentarios como “las comunidades son jodidas, son ignorantes, ese territorio también es Colombia, como es posible que no comprendan que ellos se benefician del proyecto, es su responsabilidad por el mal uso de las regalías, son mamertos que todo lo politizan, entre otros”, de hecho, comentarios que en definitiva, independiente de la percepción que cada uno pueda tener, no contribuyen en la solución sino en la profundización de las diferencias, al mismo tiempo que, sin pretender excusar a nadie, están de alguna manera relacionados con el desconocimiento de lo que verdaderamente implica un territorio.

Alguno podría afirmar “ si por acá llueve, por allá no escampa”, y tendría igualmente parte de razón porque algunas de las respuestas y comportamientos de las comunidades que habitan el territorio, son extralimitadas. Aunque resulte legítimo proteger un territorio, con todo lo que esto implica, el devenir

OPINIÓN muestra que los territorios son dinámicos, así lo que en este momento las comunidades piensan y creen, si bien tiene vínculos con el pasado, no es similar a lo que pensaron y creyeron sus abuelos, ni mucho menos los abuelos de estos. Si bien algunas tradiciones se mantienen y se puede pensar que la cultura es un intangible, el conocimiento y la capacidad creadora del ser humano a lo largo de la historia, es sin lugar a dudas transformador. Podría ser tan desacertado desarrollar una actividad sin contar con la opinión de las comunidades, como que las estas impongan su voluntad, sin tener en cuenta otros argumentos que regulan este tipo de situaciones. Debería ser claro que cada oportunidad implica que todos puedan ganar, ese debería ser el punto de partida.

Y en últimas, ¿qué es un territorio?

Un territorio es mucho más que un espacio físico y geográfico, es un espacio social y cultural construido a través de generaciones y de relaciones que incluso van más allá de las estrictamente humanas. Un territorio, no es un pedazo de suelo ni unos cuantos chamizos y arbustos, tampoco es tan solo una región geográfica que vemos en los mapas.

Un territorio está determinado por la existencia de comunidades y otras especies, es un espacio de vida, con seres humanos que se relacionan, bien, de manera sencilla, o de manera compleja.

Es un espacio que se construye no sólo a partir de las querencias de quienes lo habitan sino que se recrea con el recuerdo de quienes lo habitaron, así que, cuando se habla de territorio, se habla de hechos, tradiciones, sensaciones, recuerdos e historias, se habla de lugares que para algunos podrían tener un significado importante, cuando se habla de territorio, si bien es posible establecer límites físicos, se habla de la interacción de espacios sociales variables y complementarios, llenos de vivencias, expectativas y sueños. Hablar de territorio,

implica hablar de gobierno, autonomía y otros mecanismos diversos de control, también de formas de pensar y creer, de miradas y relaciones disímiles con el medio ambiente y la biodiversidad. El significado de territorio, incluye una serie de categorías complejas que no se pueden abordar con hechos sucintos, ni temporales, sino que comienza, en buena medida, desde el reconocimiento y la intención de ser parte del territorio.

Aunque para algunos basta con la norma, esta nunca tiene la pretensión de exceptuar el territorio, es una forma de regular la vida de las personas sin pasar por encima de su cultura, sus querencias y creencias. El concepto del territorio es tan complejo, que en gran medida, está ligado al pasado por los recuerdos y las vivencias de quienes lo habitaron, para la muestra las comunidades nativas, que sin tener un documento escrito, van transmitiendo de generación en generación conocimientos y creencias que definen su territorio, el espacio físico, social, político y diverso que habitan, del que viene su vida. El hombre como ser social, no solo construye dependencias entre sí y con un espacio físico, sino con la biodiversidad que le rodea.

Una manera sencilla de imaginar esta complejidad, es pensar un país como un territorio conformado por la suma de una cantidad diversa de territorios. Si este es invadido seguramente lo defenderan entre todos, así las razones por las cuales lo defienden sean diferentes. Cierto es que un territorio es un espacio social construido por personas que tienen la intención de gobernarlo, en otras palabras, el territorio tiene una causalidad, un ánimo de gobierno, y en ese sentido, se configura un proyecto político con límites definidos que se plasman en un mapa. El territorio no es un espacio físico, ni un terreno que le pertenece a todos, es una narrativa dinámica que se alimenta de la tradición, las costumbres y la cultura, se nutre con la diversidad biológica y se gestiona a través de relaciones entre quienes lo

20

habitan y quienes lo visitan, y mejor aún, entre quienes tienen un sentido de pertenencia, y quienes respetan y desean ese sentido de pertenencia.

En tiempos de transición, lo imperativo es trascender.

Para quienes llegan al territorio, comprender o al menos aceptar su compleja realidad es el mejor punto de partida. No hay fórmulas mágicas en el relacionamiento, está probado que no funcionan más que parcialmente y que sus consecuencias pueden llegar a ser nefastas. Es hora de cambiar de actitud, no para que el sector se dinamice y funcione, ni para que se logren altos puntos de rentabilidad, ni para que haya empleos que dinamice la economía, sino para que, en tiempos tan difíciles para el sector energético, la transición se logre en un entorno de absoluta responsabilidad. Algunos afirman que los combustibles fósiles van de salida y tienen la razón, en lo que están equivocados, de una parte, es en desconocer su importancia más allá de la crisis climática, y de otra, pensar que su oferta se puede suspender como una especie de acto simbólico y de contrición por el planeta.

No se ha llegado a este punto, es decir este momento y este tiempo, por azar, todos sin excepción, debemos engrandecer con responsabilidad, el legado de quienes a partir del conocimiento hicieron un mundo posible para más de siete mil millones de seres humanos, este esfuerzo no ha sido en vano, no es un secreto que las acciones tienen consecuencias, y sobre sus negativas, el conocimiento, más que el deseo, nos permitirá superar esta crisis climática.

En tiempos difíciles las posiciones fatalistas no contribuyen en la solución, quizá la advierten, pero crean cierta confusión y polarización que al final, pasará en vano.

El trabajo en los territorios necesita tiempo y esfuerzo, personal comprometido y respetuoso por lo que defienden las comunidades, necesita

21

personas sensibles que miren más allá de un número y tengan la disposición de caminar con los zapatos del otro. Lo que un año funciona probablemente no funcionará al siguiente, los territorios, como los seres humanos, son dinámicos y diversos. Viabilizar una operación energética en un territorio no es el fin, es un medio para contribuir en la viabilidad del territorio.

En tiempos de transición, lo imperativo es trascender, seguir adelante, dejar a un lado las discusiones y comportamientos que no nos lleven a nada. Si bien las crisis demandan su comprensión, no basta con quien tiene la razón sobre lo sucedido, sino cuales son las acciones que nos van a permitir salir del fondo e ir más allá. Trascender es una apuesta porque el ser humano, más allá de sus diferencias, sabrá tomar las decisiones para que este planeta habitado por la diversidad, siga siendo muy azul. (…)

Recuerdo... Hace treinta años estuvo aquí mi cama; hacia la izquierda estaban la cuna y el altar...

Decidme, ¿y por los techos aún fluye y se derrama, de noche, la armonía del agua en el pajar? (…)

Señora, buenos días; señor, muy buenos días, y adiós... Sí, es esta granja la que fue de Ricard, y éste es el viejo huerto de avenidas umbrías que tuvo un sauce, un roble, zuribios y pomar, y un pobre jardincillo de tréboles y acacias... ¡Señor, muy buenos días! ¡Señora, muchas gracias!

Porfirio Barba Jacob.

ANÁLISIS

Hidrógeno y su proyección como transición energética para Colombia.

Dr Isabelle Moretti, E2S UPPA y académie des technologies, France Dr Felipe Gonzalez Penagos, Ecopetrol, Colombia; Atlas Research Group

E

l uso del hidrógeno (H2) empieza a tener visibilidad en la escena energética como una opción en proceso de desarrollo y se proyecta como una alternativa “verde” hacia una transición energética en el mediano plazo. Sin embargo, en la actualidad, el 95% del hidrógeno, en realidad es dihidrógeno H2, que se consume emite CO2 durante su proceso de producción ya que se hace a partir de un precursor fósil (Fig 1).

Uno de los procesos para su producción involucra como precursor hidrocarburo el gas natural metano, el cual se genera mediante una reacción que separa el carbono del hidrógeno partiendo de una molécula inicial de metano CH4. Otro de sus procesos de producción involucra como precursor el agua, utilizando la electrólisis para descomponer una molécula de agua, H2O, en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2), mediante un proceso que igualmente requiere electricidad para su producción, electricidad que, en muchos

países, es igualmente generada por centrales termoeléctricas a partir de petróleo, gas natural y carbón, liberando CO2 a la atmósfera.

Sin embargo, es posible plantear un escenario alternativo: El hidrógeno natural, un hidrógeno originado de forma “natural” o “nativa” en el subsuelo, que no requiere de ningún proceso para ser producido (Larin et al., 2015). En Mali, país ubicado al noroeste de África, ha sido descubierto en los últimos años un yacimiento de hidrógeno, que ahora genera electricidad para su población.

La pregunta a plantearse sería: ¿Podría esta fuente de hidrógeno ser una alternativa generalizable?

El hidrógeno, ¿un nuevo recurso natural?

En Malí, un pozo perforado para la búsqueda de agua potable subterránea resultó seco, pero accidentalmente encontró un yacimiento de hidrógeno natural, puesto en producción por la compañía Hydroma.

22

El hidrógeno (H2) empieza a tener visibilidad en la escena energética como una opción en proceso de desarrollo y se proyecta como una alternativa “verde” hacia una transición energética.

El hidrógeno natural, casi puro en este caso, es quemado directamente en una turbina de gas adecuada y produce electricidad suficiente para un pequeño pueblo. Una campaña de perforación de otros pozos circundantes en el área, se ha llevado a cabo para determinar las reservas de este recurso natural (Prinzhofer et al., 2018).

Este éxito destrozó el argumento de muchos que, a priori, no creían que podría existir una acumulación natural de H2 en el subsuelo. El primer pozo

perforado, ha producido de forma continua, durante 4 años, sin una caída de presión, lo que significa, que estamos ante el escenario de una recarga natural y continua de este recurso.

Adicionalmente, mediciones del contenido de gas H2 realizadas en la superficie del suelo en el área de las perforaciones no muestra fugas hacia la atmósfera, pese a que la molécula de H2 es muy pequeña, muy reactiva, puede migrar fácilmente y combinarse con otras especies químicas. Este descubri-

Figura 1. Modo de producción del hidrógeno. El gris es el que tiene el peor balance de CO2, el verde es el que se produce con casi ninguna emisión de CO2.

23

ANÁLISIS miento en Mali muestra que hay fuentes, pero también depósitos y sellos en las capas del subsuelo que permiten una acumulación, preservación y generación continua de hidrógeno de forma natural bajo la tierra. ¿De dónde viene este hidrógeno?

El hidrógeno es la molécula más común en el universo, H2 primario, pero existe solo en cantidades muy pequeñas en la atmósfera de la Tierra, menos de una molécula en un millón. En la Tierra, encontramos hidrógeno de forma natural combinado con oxígeno en el agua (H2O), combinado con el carbono en todos los hidrocarburos fósiles y también en forma libre: es este último origen del H2 el que podría ser nuestro combustible clave para la generación de energía del mañana.

El hidrógeno es un combustible cuyo proceso de combustión no genera CO2 ni gases nocivos para la salud: su producto de combustión es agua, una gran ventaja para la movilidad ecológica. Es liviano, pero por kilo tiene una densidad de energía 3 veces mayor que la de la gasolina, de ahí su uso en forma líquida para el lanzamiento de cohetes espaciales Ariane, por ejemplo. A temperatura y presión ambiente (25°C y 1atm), por unidad de volumen, la molécula de hidrógeno no es muy densa energéticamente. Por lo tanto, en automóviles, autobuses o trenes, el H2 se usa comprimido.

Pero, ¿dónde se pueden encontrar volúmenes importantes de H2 verde?

Existen diferentes soluciones técnicas, una, la electrólisis de la electricidad verde, dos, la gasificación de la bioma-

sa que promueve el H2 en detrimento del biometano y tres, la producción de H2 nativa, que podría ser la más eficaz, pero, ¿Podemos esperarlo a gran escala? ¿Cómo hacer que el combustible de hidrógeno sea más ecológico?

Diagénesis y radiólisis Muchas de las preguntas científicas relacionadas con la producción de hidrógeno natural aún no se han aclarado, pero hay mucha evidencia que sugiere que el H2 natural proviene de las interacciones entre el agua y las rocas, en un proceso que los geólogos llaman diagénesis, un ejemplo de esta reacción es el hierro ferroso (Fe2+) contenido en rocas que al entrar en contacto con agua se oxida a hierro férrico (Fe3+), liberando H2. El agua que genera esta reacción puede ser tanto el agua del mar, reacción que se genera en las profundidades del océano a lo largo de las dorsales meso-oceánicas (Charlou et al., 2002), al igual que en el agua de lluvia como ha sido reportado en Islandia.

Este tipo de reacción también se puede producir con otros metales como el magnesio; rápidas y eficientes a altas temperaturas, alrededor de 250°C, pero también son reacciones posibles a temperaturas inferiores a 100°C. La energía cinética para generar estas reacciones son aún objeto de numerosas investigaciones.

Otra fuente para la generación de H2 es la radiólisis, que descompone las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno de forma natural, gracias a la energía de la radiactividad natural en las rocas (Sherwood et al., 2014).

El hidrógeno es un combustible cuyo proceso de combustión no genera CO2 ni gases nocivos para la salud: su producto de combustión es agua, una gran ventaja para la movilidad ecológica.

Posibles orígenes del hidrógeno natural por la interacción agua/roca. (1) Oxidación de hierro ferroso a hierro ferreo (2) Oxidación de azufre (3) Radiolisis: se produce H2 durante la disociación de agua a través de la desintegración radiactiva (vía alfa, beta o gamma radiación). (4) Las reacciones mecanoradicales generan H2 a lo largo de las fallas activas.

En todos los casos se trata de flujo, el H2 viene del H20 (modificado de Klein et al., 2020).

24

Foto 1. Brasil: un cráter formado por la emanación de hidrógeno natural conocido como “Circulo de brujas”. Foto proporcionada por A. Prinzhofer.

Las estimaciones de la producción de H2 por estas dos fuentes, la diagénesis y la radiólisis, son importantes, pero aún imprecisas, según los autores, representan una grande parte o solo un pequeño porcentaje del consumo actual total de H₂, cerca de 70 millones de toneladas por año (Worman et al., 2020; Moretti et al., 2020).

Otras potenciales fuentes La fricción de las rocas sobre en los planos de fallas geológicas y la actividad de ciertas bacterias en presencia de otra fuente de energía, también liberan H2, pero a priori, en cantidades más pequeñas. Es importante tener en cuenta que, en todos estos casos, es un flujo de hidrógeno natural con una producción continua, a diferencia de un recurso hidrocarburo fósil que se agota en el tiempo a una escala humana.

Algunos investigadores plantean otra hipótesis: Grandes cantidades de hidrógeno primario, presente en la formación del sistema solar y la Tierra, podrían haberse conservado en el manto e incluso en el núcleo de la Tierra. En este supuesto, el H2 estaría almacenado ciertamente como un recurso fósil,

25

pero con una generación casi infinita (Zgonnik, 2020).

Por lo tanto, el H2 existe en la superficie y en el subsuelo, su extracción directa está comenzando a considerarse seriamente hacia un H2 realmente verde y económico, incluso en el sector industrial.

Por ejemplo, una compañía de exploración dedicada al hidrógeno, NH₂E, se creó en los Estados Unidos y perforó un primer pozo allí en el estado de Kansas a fines de 2019 (http://nh2e. com/). En Francia, la compañía 45-8 está buscando helio (He) y H2: el He es un gas estratégico, porque es un gas noble necesario para muchas industrias electrónicas, mucho más caro en el mercado que el H2. Como ambos se encuentran en el subsuelo, la producción de He parece ser hasta ahora, una prioridad (www.458energy.com).

Volcanes submarinos, fumarolas, cadenas montañosas: ¿dónde ocurren estas reacciones?

Como ya se explicó anteriormente, el material expulsado por volcanes de las dorsales meso-oceánicas reaccionan al contacto con el agua, liberando hidrógeno.

ANÁLISIS Este tipo de vulcanismo también se observa donde las dorsales meso-oceánicas están expuestas en la superficie de la Tierra, ya sea porque se están formando como en Afars: el punto triple entre los ejes centrales del Mar Rojo, del golfo de Adén y el rift del este de África, ya sea porque son generados por fenómenos más profundos, por ejemplo, en Islandia. De hecho, en esta isla, las fumarolas en el eje central del rift contienen hidrógeno. Actualmente, solo el calor de estas fumarolas es utilizado en las plantas para la generación de energía geotérmica, pero se podría considerar acoplar también la recuperación de hidrógeno expulsado.

En zonas de cadenas montañosas, cuyas rocas están formadas por corteza oceánica, rocas enriquecidos en minerales de hierro y magnesio, pueden presentar procesos de oxidación y generar naturalmente vapor rico en H2. Este proceso de generación de hidrógeno ha sido reportado bajo este contexto geológico en Omán, Filipinas, Nueva Caledonia (Vacquand et al., 2018) e incluso en los Pirineos.

Se observan otro tipo de vapor superficial en Rusia (alrededor de Moscú), en los Estados Unidos (Carolina del Sur, Kansas), pero también en Brasil y en muchos otros lugares, siempre en regiones donde el subsuelo es muy antiguo y rico en metales, su origen podría ser relativamente similar, oxidación de un material rico en hierro y liberación de hidrógeno. ¿Cuánto hidrógeno podríamos encontrar en el subsuelo?

A algunos les gustaría conocer las reservas probadas antes de embarcarse en una aventura de explorar el H2.

La pregunta parece una locura para los geólogos, porque, incluso hoy, después de más de cien años de exploración y perforación todavía no conocemos las reservas de hidrocarburos.

Muy pocos pozos han sido perforados explorando hidrógeno natural, sin embargo, las evidencias de emanaciones de H2 en la superficie podrían ser los primeros indicios de su acumulación y preservación en el subsuelo.

Sin embargo, existen preguntas claves

Foto 2. Etiopía: G. Pasquet, estudiante de doctorado de E2S: Energy and Environment Solutions de la Université de Pau et des Pays de l’Adour (UPPA) de Francia durante la toma de muestras en Etiopía, un gas rico en hidrógeno en fumarolas a lo largo de una falla que bordea el rift africano. Foto de Isabelle Moretti.

como ¿Cuál es la forma de hacer una proyección de las reservas probadas y probables de hidrógeno natural para asegurar una producción estable que vaya a ser consumido en el mediano plazo?

En Rusia, Estados Unidos, Brasil, Canadá, Australia, Namibia, las depresiones con geometrías circulares, similares a un cráter, son claramente visibles en fotografías aéreas, conocidos como “círculos de brujas”. A menudo, la vegetación muere allí y si se lleva un detector de gas natural, se puede detectar que el hidrógeno se escapa a la superficie (Larin et al, 2015, Zgonnik et al., 2015; Prinzhofer et al., 2019, Myagkiy et al., 2019).

Para obtener conclusiones sobre la posibilidad de producir este hidrógeno, obviamente es necesario conocer el flujo y no solo la concentración, este tipo de medidas de alta resolución que

26

nos permiten los nuevos sensores de medición de gases en superficie. Sin embargo, pretender que, a tiempo presente, conocemos como funciona este sistema con precisión sería una mentira, pero los datos colectados convergen en la idea de una producción continua (durante años) en grandes cantidades.

Las fugas de H2 hacia la superficie que se han medido oscilan entre 50 y 1900 kg/km2 por día, una medida para comparar los 5 kg necesarios para llenar el tanque de un automóvil de hidrógeno.

Por lo tanto, en toda una cuenca, podría haber producción en millones de toneladas por año. Sumando la producción que puede haber en varias cuencas, las dorsales meso-oceánicas y las zonas geotermales, las cifras podrían ser aún mayores, pero todavía inciertas, ya que hasta ahora se están adquiriendo los primeros.

Ahora sabemos que el hidrógeno se produce todos los días en una cantidad “industrial” por la interacción agua/roca. Una parte de este H2 se escapa y lo podemos medir en los gases emanados a la superficie, buscando morfologías similares a las “círculos de brujas”. La otra parte debe acumularse en reservorios sedimentarios porosos, en fluidos como agua o petróleo, que

es el sistema de acumulación que se encuentra en Malí.

Queda por determinar las ubicaciones más prospectivas y, según el contexto geológico, separarlo de otros gases presentes en los flujos geotérmicos que llegan a la superficie o realizar perforaciones para su exploración (Gaucher, 2020).

Por razones económicas, “la zona más prospectiva” se entenderá en términos del volumen reservas, es decir, la cantidad de H2, pero también el costo de producción: un pozo de 110 m de profundidad como el que está en servicio en Mali es económico y puede ser perforado fácilmente, pero con un poco más de dinero, una campaña de perforación de pozos más profundos perforados para la industria geotérmica pueden ser acoplados con pozos para la extracción del H2, incluso la distribución de estos pozos, puede ser pensada también en términos de proximidad al consumidor para evitar o reducir los costos de transporte.

Oportunidades en Colombia El potencial exploratorio de Colombia para la búsqueda de H2 natural presenta marco geológico prometedor con un amplio abanico de oportunidades

Figura 3. Emanaciones de hidrógeno ya desconocidas, modificada de Prinzofer et Deville, 2015.

27

ANÁLISIS exploratorias. Este capítulo pretende discutir de forma general algunos escenarios regionales sin tener aun datos precisos sobre su presencia y concentración, pero resaltan las zonas potenciales para hacer los primeros pilotos exploratorios.

Complejo ofiolítico de la Cordillera Occidental Emanaciones de gas natural con H2, ha sido reportado previamente en rocas oceánicas de secuencias ofiolotícas acrecionadas al continente (Omán, Dinarides y Nueva Caledonia). Una guía de exploración para la búsqueda de este recurso asociado a procesos de interacción roca/fluido mediante procesos de serpentinización (oxidación del Fe2+, hidratación de la peridotita y radiólisis del agua.

La cordillera occidental de Colombia-ecuador es una cadena montañosa que se extiende de norte a sur del país desde el nudo de paramillo en los departamentos de Antioquia y Córdoba, pasando por el nudo de los pastos en Nariño hasta el Ecuador. El origen de esta cordillera occidental, está asociado a un cinturón ofiolítico de rocas ultra-básicas formadas por corteza oceánica acrecionada al continente para la formación de esta cordillera como la conocemos hoy en día.

Y asociadas a un proceso de colisión cuyo resultado fue la formación de esta cordillera. El origen oceánico de estas rocas, su composición rica en hierro y magnesio, más su cercanía a los complejos volcánicos de la Cordillera Central, donde se reportan circulación de fluidos hidrotermales en Antioquia cerca a Dabeiba y en el Choco en cercanías a Nuquí (temperaturas del agua entre 30-45C) resaltando un sistema complejo de interacción roca/fluido aun no estudiado y donde no existen aún medidas reportadas de la composición de los gases emanados en superficie.

Gases provenientes del Manto Una de las ventajas de este recurso es que, uno de sus posibles orígenes proviene de la desgasificación del manto que, para la escala de generación y los volúmenes requeridos, podría verse

Figura 4. Crecimiento de brucita en la lámina ofiolitica de Nueva Caledonia debido a las fuentes de hidrógeno.

como un recurso infinito. La cordillera Central de Colombia, es una cadena montañosa de un origen volcánico, presenta no solo emanaciones de gases y fluidos hidrotermales en superficie, sino también intrusivos ígneos que pueden ser beneficiosos para la interacción fluido/roca. Existen algunos reportes del Servicio Geológico Colombiano que reportan concentraciones de H2 (http://hidrotermales.sgc.gov.co/invtermales/). Fumarolas del cráter arenas en el volcán cerro del Machín, Nereidas en cercanías del Volcán Nevado del Ruiz, emanaciones en el Volcán Puracé en el Cauca y el Volcán Azufral Laguna Verde. Pese a que las concentraciones son bajas, se ratifica la presencia de H2 natural emanado por gases volcánicos. Estos son medidas preliminares que muestran un indicador inicial de la presencia, sin embargo, estas concentraciones pueden variar en al día, habría que hacer una medición sistemática para tener una idea de estas variaciones diarias, semanales y anuales, teniendo en cuenta que serían reservas infinitas Adicional a las emanaciones de gases provenientes del manto, existen reportes de gas natural profundos, potencialmente mantélicos, en pozos de producción de hidrocarburos. Altas concentraciones de CO2 reportadas en pozos en las cuencas de piedemonte de Putumayo y Catatumbo, así como un incremento 3He/4He reportado en

28

Históricamente, el gas que se usaba para alumbrar las ciudades en el siglo XIX, que luego se abandonó cuando se encontraron reservas de gas natural, se producía a partir de la combustión del carbón.

el piedemonte de los llanos Orientales, se suman a potenciales fuentes de presencia de H2, en campos de petróleo donde la infraestructura y transporte podría reducir los costos de producción.

H2 asociado del Carbón Otra fuente de hidrógeno que podría explorarse en Colombia es la combustión in situ. De hecho, históricamente el gas que se usaba para alumbrar las ciudades en el siglo XIX, que luego se abandonó cuando se encontraron reservas de gas natural, se producía a partir de la combustión del carbón. Esta combustión produce un gas que contiene hasta un 50% de hidrógeno. En el siglo XX, cuando este gas se utilizaba para calefacción e iluminación, se usaba en su totalidad; por el contrario, ahora se puede refinar con tecnología de membranas para mantener sólo el H2. Sin embargo, si este proceso se lleva a cabo en la superficie se genera igualmente

CO2. Actualmente se están realizando pruebas para la combustión in situ de carbón, pero también de hidrocarburos líquidos, la separación de gases se lleva a cabo en la profundidad y sólo el hidrógeno se devuelve a la superficie.

Dadas las reservas de carbón de Colombia, yacimientos de hidrocarburos que han llegado al final de su vida útil, así como las acumulaciones de crudos pesados y ultra-pesados del sur de los Llanos y al occidente del VMM, serían escenarios interesantes evaluar el potencial de generación de H2 del país para llevar a cabo algunos pilotos de estas técnicas. La combustión in-situ de petróleo pesado en el Canadá para la producción de hidrógeno verde está actualmente en fase experimental (https://proton.energy/) En conclusión, la exploración del hidrógeno natural está comenzando en muchos países, el contexto de la geología de Colombia es variable y su potencial debe ser explorado.

Agradecimientos.

La primera parte de este artículo está inspirada en “l’hydrogène de la transition énergétique, est on obligé de le fabriquer ?” publicado por I Moretti en “the Conversation” el 28 de junio 2020.

Bibliografía.

Prinzhofer, A., I Moretti, J Françolin, C. Pacheco, A. D’Agostino, J. Werly, F. Rupin, 2019, Natural hydrogen continuous emission from sedimentary basins: The example of a Brazilian H2-emitting structure, International Journal of Hydrogen Energy, https://doi.org/10.1016/j. ijhydene.2019.01.119 Sherwood Lollar B, Onstott TC, Lacrampe ­Couloume G, Ballentine CJ (2014) The contribution of the Precambrian continental lithosphere to global H2 production. Nature 516: 379­382 Vacquand C, Deville E, Beaumont V, Guyot F, Sissmann O, Pillot D, Arcilla C, Prinzhofer 2018. A. Reduced gas seepages in ophiolitic complexes: evidences for multiple origins of the H2-CH4-N2 gas mixtures.

Geochem Cosmochim Acta 2018;223:437e61 Worman, S., L. Pratsona, J. Karson, and W. Schlesinger, 2020, Abiotic hydrogen (H2) sources and sinks near the Mid-Ocean Ridge (MOR) with implications for the subseafloor biosphere. https://www.pnas.org/lookup/ suppl/ doi:10.1073/pnas.2002619117/-/DCSupplemental.

Zgonnik V., Beaumont V., Deville E., Larin N., Pillot D. and Farrell K. (2015) Evidences for natural hydrogen seepages associated with rounded subsident structures: the Carolina bays (Northern Carolina, USA). Prog.

Earth Planet. Sci. 2, 31. https://doi.org/10.1186/s40645-015-0062-5 Zgonnik V. (2020) The occurrence and geoscience of natural hydrogen: A comprehensive review. Earth-Science Reviews(2019), https:// doi.org/10.1016/ j.earscirev.2020.103140

Charlou J.L., J.P. Donval , Y. Fouquet, P. Jean-Baptiste, N. Holm, (2002) Geochemistry of high H2 and CH4 vent fluids issuing from ultramafic rocks at the Rainbow hydrothermal field (36j14VN, MAR), Chemical Geology 191 345– 359.

Gaucher E., 2020. New perspectives in the industrial exploration for native hydrogen, DOI: 10.2138/gselements.16.1.8 Klein F., J. Tarnas, and W. Bach, 2020. Abiotic Sources of Molecular Hydrogen on Earth, Elements, Vol. 16, pp. 19–24, DOI: 10.2138/ gselements.16.1.19 Larin N, Zgonnik V, Rodina S, Deville E, Prinzhofer A, Larin VN. 2015.

Natural Molecular Hydrogen Seepage Associated with Surficial, Rounded Depressions on the European Craton in Russia. Natural Resources Research 24 (3):369–83 Moretti I., A. Prinzhofer, J. Françolin, C. Pacheco, M. Rosanne, F. Rupin and J. Mertens. 2020. Long term monitoring of natural hydrogen superficial emissions in a Brazilian cratonic environment. Sporadic large pulses versus daily periodic emissions. International Journal of Hydrogen Energy, in press.

Myagkiy, A., F. Brunet, C. Popov, R. Krüger, H. Guimarães, L. Charlet, and I. Moretti (2019) H2 dynamics in the soil of an H2-emitting zone (São Francisco Basin, Brazil): Microbial uptake quantification and reactive transport modelling Applied Geochemistry 112, Doi: 10.1016/j. apgeochem.2019.104474 Prinzhofer A. and Deville E. (2015): Hydrogène naturel. La prochaine révolution énergétique ? Edition Belin (13th of May 2015), 187p Prinzhofer A., Cissé C.S.T. and Diallo A.B. (2018): Discovery of a large accumulation of natural hydrogen in Bourakebougou (Mali). International Journal of Hydrogen Energy

29

ANÁLISIS

Almacenamiento geológico de CO2

Lenin Valero Geólogo de Desarrollo Ecopetrol

N

uestro planeta se caracteriza por la presencia de una atmósfera gaseosa, constituida mayoritariamente por: nitrógeno (N) y oxígeno (O) además de otros gases que aparecen en pequeñas concentraciones, como los gases nobles argón (Ar), helio (He), neón (Ne), kriptón (Kr), hidrógeno (H) y los conocidos como gases de efecto invernadero: vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxidos de nitrógeno (NO, NO2, N2O3, N2O4, N2O5), Ozono (O3) y clorofluorocarbonos (CFCs).

Estos gases de efecto invernadero, y fundamentalmente el CO2, ejercen un importante control térmico sobre la superficie terrestre. El CO2 puede permanecer hasta 200 años en la atmósfera sin ser asimilado por mecanismos naturales. El efecto invernadero es un proceso natural que hace que nuestro planeta sea habitable, siempre que estos gases se mantengan en unos rangos de concentración determinados.

Una disminución brusca del contenido

de CO2 haría que la tierra fuese un bloque de hielo, mientras que un aumento importante, provocaría una reducción de la emisión de calor a la atmósfera aumentando la temperatura del planeta. El porcentaje de emisiones de CO2 de origen antrópico a la atmósfera alcanza un 77%, frente al 14% del Metano y el 1% de los CFCs (Clorurofluorocarbonos).

Las emisiones de CO2 se compensan de manera natural por diversos mecanismos llamados sumideros, como los océanos y los bosques. Los efectos invernadero (etapas interglaciares) y edades de hielo (etapas glaciares), han sucedido a lo largo de la historia de la tierra. Estos efectos coinciden con oscilaciones naturales del contenido de CO2 en la atmósfera terrestre (Figura 1). Sin embargo, la cantidad actual de CO2 atmosférico es muy superior al registro de los últimos 400 mil años, y los procesos naturales no son suficientes para contrarrestar este exceso, debido a que en la actualidad el aumento en la concentración de CO2 es 10 veces más

30

El CO2, ejerce un importante control térmico sobre la superficie terrestre.

El CO2 puede permanecer hasta 200 anos en la atmósfera sin ser asimilado por mecanismos naturales.

rápido. Así mismo, desde los años 1850 hasta hoy, la población mundial se ha multiplicado por 4 y el consumo energético se ha multiplicado por 80 (Figura 2).

Numerosos científicos han puesto de manifiesto en los últimos años que este incremento en las concentraciones globales de gases de efecto invernadero, y en particular de CO2, provocado por el hombre, está intensificando el efecto que la atmósfera ejer-

Figura 1. Temperatura de la Tierra y concentración de CO2 en la Tierra en los últimos 450 mil años (Tomado de: NASA web site).

Figura 2. Historia del crecimiento global de consumo per cápita, población y consumo total de energía (Ehrlich et al., 2012).

31

ce sobre la superficie terrestre, siendo este fenómeno, el causante del calentamiento global observado en las últimas décadas, cuya consecuencia más llamativa es la acelerada fusión de los casquetes polares.

Actualmente, las emisiones mundiales de CO2 rondan los 36 mil millones de toneladas por año. Colombia es responsable del 0.57%, mientras China y Estados Unidos son los mayores

ANÁLISIS emisores con 9,839 y 5,269 millones de toneladas por año respectivamente (Ghosh, 2019).

Ante esta alarmante situación, un número importante de países industrializados se han comprometido mediante acuerdos, tales como el Protocolo de Kioto, a la reducción de sus emisiones de gases de efecto invernadero y en particular de CO2. A día de hoy, la producción de energía limpia, sólo permitirá satisfacer a corto y mediano plazo la importante demanda energética de los países industrializados y países en vías de desarrollo, pudiendo además cumplir los objetivos del Protocolo de Kioto.

El 81% de la energía mundial proviene de la quema de combustibles fósiles, carbón, petróleo, y gas. Las nuevas tecnologías sostenibles junto con la energía nuclear sólo cubren un 19% de la demanda energética. Se estima que de aquí al año 2050, estas pueden alcanzar una cobertura del 35%, pero el resto de la demanda seguirá cubriéndose con el uso de combustibles fósiles. Por ello, numerosos organismos internacionales, tales como la Organización de Naciones Unidas y la Unión Europea, apuestan por la captura y almacenamiento geológico de CO2 como una de las soluciones más inmediatas para la mitigación del cambio climático.

¿En qué consiste?

Esta solución tecnológica que representa la captura y almacenamiento geológico, consiste en capturar el CO2 emitido por las industrias y plantas de generación de energía, transportarla hasta la zona de almacenamiento, mediante tuberías similares a las utilizadas para el transporte de gas natural o camiones cisterna, comprimirlo e inyectarlo mediante un pozo de inyección en el subsuelo a más de 800 metros. A esta profundidad, el CO2 se comporta como un líquido adquiriendo mayor densidad y ocupando menor volumen.

Si hubiese que almacenar el CO2 producido en el mundo durante un año en superficie, llenaría un depósito de 350 km de diámetro por 200 metros de altura. Mientras que en profundidad, puede comprimirse hasta ocupar un volumen 500 veces menor, por ello el almacenamiento geológico de CO2 es el más eficiente.

Consiste, por tanto, en cerrar un ciclo que comienza con la formación de carbón en el subsuelo, extracción y combustión de este recurso mineral en las centrales térmicas para la producción de energía, capturando, transportando y almacenando nuevamente en el subsuelo el CO2 emitido por dichas centrales térmicas (Figura 3).

Figura 3. Esquema del proceso de almacenamiento de CO2 en el subsuelo, a partir de la captura de dicho gas y de su transporte hasta la zona donde es inyectado. (CIUDEN).

32

Figura 4. Trampa geológica típica para hidrocarburos con estructura similar a la que podría tener un almacenamiento geológico de CO2 (Tarbuck y Lutgens, 2005).

Este nuevo uso industrial del subsuelo, reproducirá lo que la naturaleza ya hace por sí misma.

Dichas sustancias son acumuladas en el subsuelo durante millones de años hasta que el hombre perfora la roca sello.

Ahora, ¿dónde se pueden llevar a cabo estos almacenes geológicos de CO2 de manera segura? La respuesta está en la propia naturaleza. La roca almacén debe ser una roca altamente porosa, con mucha permeabilidad, y que se encuentre a profundidades mayores de 800 metros, para permitir que el CO2 permanezca como un fluido.

En el espacio poroso de la roca almacén, es posible inyectar el CO2 comprimido de forma que se comporte como un líquido que viaja por el interior de la roca. Por encima de la roca almacén se encuentra la roca sello, una roca impermeable, que tiene un espesor lo suficientemente grande como para impedir la migración del CO2 a la superficie. Por tanto, un almacén geológico ideal está constituido por una formación rocosa, la cual posee poros en los que almacena el fluido, y una formación sello, de roca impermeable, en la parte superior que impide que el fluido migre hacia la superficie (Figura 4).

Este nuevo uso industrial del subsuelo, reproducirá lo que la naturaleza ya hace por sí misma. Así, los yacimientos subterráneos de gas, petróleo, agua, o incluso CO2, no son sino almacena-

33

mientos geológicos, donde dichas sustancias son acumuladas en el subsuelo durante millones de años hasta que el hombre perfora la roca sello, permitiendo su ascenso a la superficie. Se trata por lo tanto, de buscar aquellos ámbitos geológicos que mejor simulen estas propiedades de almacenamiento. En algunos casos, una formación profunda de agua salada.

El almacenamiento geológico con posibilidades de uso industrial se puede hacer en yacimientos de gas y petróleo, en acuíferos salinos y en capas de carbón (Pérez-Estaún, 2009). El almacenamiento en capas de carbón se basa en que el carbón contiene metano adsorbido. Al inyectar CO2, éste sustituye al metano, que puede ser extraído. Ésta tecnología está en desarrollo y todavía no se ha probado su eficacia para grandes cantidades de CO2. Algo parecido sucede con el almacenamiento en depósitos de gas y petróleo, donde esta tecnología ya está probada. Y con respecto a los acuíferos salinos, tienen una gran potencialidad, debido a la presencia de importantes cuencas sedimentarias en la plataforma continental (De Dios, 2017).

ANÁLISIS La selección de un almacenamiento geológico es un proceso largo y complejo, que fundamentalmente persigue la localización de una de estas estructuras geológicas estancas que existen en la naturaleza. La localización de este tipo de estructura ha de contar necesariamente con un exhaustivo plan de selección de emplazamiento, en el cual es necesaria la participación de numerosos científicos y grupos de investigación. Así, la realización de estudios geofísicos, geológicos y estructurales han de permitir dibujar de manera exacta y precisa la estructura geológica tridimensional a utilizar como futuro almacenamiento geológico, así como las características de los niveles almacén y sello. De la misma manera, estudios hidrogeoquímicos e hidrogeológicos han de predecir el comportamiento del CO2 almacenado, tanto desde un punto de vista químico, reacciones con el medio, como desde un punto de vista de la movilidad de la pluma de CO2 almacenado.

Uno de los aspectos más importantes tras la inyección del CO2 en un almacén geológico, es poder observar cómo evoluciona el mismo a lo largo del tiempo. En un principio, el CO2 se sitúa en la parte superior del espacio poroso de la roca almacén, ya que es menos denso que el agua presente en este. Poco a poco se disuelve aumentando de densidad y pasando a la parte inferior. Una vez disuelto, puede reaccionar químicamente con los minerales sellando las conexiones existentes entre los poros y quedando atrapado de manera definitiva. Este fenómeno se conoce como geoatrapamiento.

Propiedades del CO2 A temperatura y presión de ambiente, el dióxido de carbono es un gas inodoro e incoloro, ligeramente ácido y no inflamable. Sin embargo, su estado, como el de todas las sustancias, cambia dependiendo de la presión y la temperatura, pudiendo presentarse también como sólido, líquido y en estado supercrítico (Figura 5). El punto crítico representa la temperatura y la presión más elevadas a las que una sustancia puede existir como gas y como líquido en equilibrio. Para el CO2, el punto

Figura 5. Diagrama de fases del CO2 (Chemical Logic Corporation).

crítico tiene lugar a 31.1°C y 7.38 MPa, que equivalen aproximadamente, dependiendo del gradiente geotérmico, a condiciones de 800 m de profundidad de la corteza terrestre (Pérez-Estaún, 2009).

Por debajo del punto crítico, las fases líquida y gaseosa están claramente separadas. Por ejemplo, a presión atmosférica, el agua está en forma líquida por debajo de 100°C y en forma gaseosa (vapor de agua) por encima.

En forma líquida, las sustancias son poco compresibles y bastante viscosas y densas. Estas propiedades se invierten al pasar a fase gaseosa. El paso de una fase a otra se produce, para cada presión, a una temperatura concreta y requiere una aportación notable de energía. Por encima del punto crítico esto no es así, la transición de una fase a otra es relativamente suave y, al enfriarse, las sustancias pasan de gaseosas a líquidas por estados (supercríticos), y durante todo ese intervalo van liberando bastante energía.

Los fluidos supercríticos tienen la habilidad de actuar como un gas, difundiendose a través de sólidos, y como un líquido, disolviendo materiales. Estas propiedades del estado supercrítico le han dado al CO2 muchas

34

Los fluidos supercríticos tienen la habilidad de actuar como un gas, difundiendose a través de sólidos, y como un líquido, disolviendo materiales.

aplicaciones en la alimentación y en procesos industriales. En el caso del almacenamiento geológico del CO2, sus propiedades más interesantes son la reducción de volumen y el aumento de densidad. A esta profundidad, 1000 m3 de CO2 pasan a ocupar 3.8 m3 y su densidad está en torno a 70 kg/m3 (Figura 6). El hecho de que su viscosidad sea más baja que la del agua también es interesante, porque facilita la inyección en el acuífero.

Al disolverse, el CO2 tiende a formar ácido carbónico (H2CO3), que tiende a liberar protones (H+), acidificando el agua (motivo por el cual las bebidas gaseosas son ácidas). La solubilidad del CO2 disminuye con la temperatura y con la presión (motivo por el cual las gaseosas deben mantenerse cerradas, y liberan gas al abrirlas). La solubilidad también disminuye con la salinidad.

En esencia, el almacenamiento de CO2 en estructuras geológicas, consiste en inyectar CO2 supercrítico (Bachu,

2000) en los acuíferos profundos que contienen agua de alta salinidad (salmuera). Existe también la posibilidad de inyectar en la base del acuífero el CO2 ya disuelto en salmuera, extraída de las partes más superficiales del mismo acuífero. Esta alternativa, que no es novedosa, puede resultar más eficiente durante la operación y más eficaz a largo plazo, aunque podría ser energéticamente más costosa. Sin embargo, dada su incertidumbre, la opción más probable es la habitual inyección directa de CO2 supercrítico (Pérez-Estaún, 2009).

Debido a estas propiedades, una vez inyectado, el CO2 migra verticalmente hacia la parte superior del acuífero, siendo bloqueado por la capa poco permeable que actúa como sello (atrapamiento estructural). A medio plazo, una parte del CO2 supercrítico se va disolviendo en la fase líquida (atrapamiento por solubilidad) dependiendo de la presión, temperatura y densidad.

En el caso del almacenamiento geológico del CO2, sus propiedades más interesantes son la reducción de volumen y el aumento de densidad.

Figura 6. Variación del volumen y de la densidad del CO2 con la profundidad (Rigg et al., 2001).

35

ANÁLISIS Dependiendo de la roca almacén, la salmuera rica en CO2 puede disolver algunos de los minerales presentes e incluso llegar a precipitar carbonatos (atrapamiento en forma mineral) y otros minerales que modifican la porosidad y la permeabilidad del medio (IPPC, 2005). No todos estos procesos de atrapamiento suceden inmediatamente. El atrapamiento estructural en los poros de la roca es inmediato, pero la solubilidad en la salmuera y la mineralización tardan algún tiempo.

Experiencia Existente Uno de los aspectos más relevantes en cualquier tipo de aprovechamiento industrial del subsuelo, es la seguridad de la población y del medio ambiente.

En este sentido, se puede afirmar que el CO2 no es ajeno a nuestras vidas, lo exhalamos en la respiración y vivimos permanentemente en contacto con él.

Por ejemplo, el simple gesto de abrir una botella de champagne, una botella de agua con gas, o cualquier otra bebida carbónica, representa un escape de CO2 a la atmósfera. De la misma manera, las emanaciones de CO2 de las plantas, el tráfico, las industrias y ciudades, nos ponen en continuo contacto con este gas.

Existen emanaciones que de manera natural se producen o se produjeron a través de las fracturas de la corteza terrestre en yacimientos naturales de CO2. El estudio de estas emanaciones está permitiendo el desarrollo de herramientas más precisas de detección de fugas, labores de monitorización y la observación de posibles consecuencias para el medio ambiente.

En algunos países, la captura y el almacenamiento geológico de CO2 es ya una realidad. Desde el año 2008, en Schwartze Pumpe, Alemania, están ya experimentando el ciclo completo desde la captura al almacenamiento de CO2. Otro ejemplo está en el Mar del Norte (Sleipner West), donde la compañía Statoil, almacena cantidades industriales de CO2 en un acuífero profundo desde 1996 (Figura 7). Otros proyectos a destacar son, Otway en Australia, In-Salah en Argelia, Weyburn en Canadá, entre otros.

Figura 7. Evolución del proceso de inyección de CO2. La figura muestra secciones 2D de registros sísmicos sucesivos en el almacenamiento de Sleipner (Noruega), donde se puede observar el cambio de amplitud de las ondas sísmicas relacionado con la cantidad de CO2 inyectado.

Actualmente existen numerosos proyectos planeados de captura y almacenamiento de CO2 y varios están ya en funcionamiento. Incluso, en alguno de ellos la inyección de CO2 se aprovecha para impulsar la extracción de petróleo o gas. El almacenamiento geológico de CO2 permite el uso de los combustibles fósiles de una forma limpia, por ello constituye, hoy por hoy, la solución más práctica, inmediata e internacionalmente aceptada para contrarrestar el exceso de CO2 en la atmósfera.

Bibliografía

Bachu, S. (2000). Sequestration of CO2 in geological media: criteria and approach for site selection in response to climate change. Energy Conversion & Management, 41, 953–970.

Ehrlich, P.R., Kareiva, P.M., Daily, G.C. (2012). Securing natural capital and expanding equity to rescale civilization. Nature 486(7401):68–73.

CIUDEN, Fundación Ciudad de la Energía.

Material divulgativo. Almacenamiento Geológico de CO2.

De Dios, J. C. (2017). Criterios para el diseño, ejecución y control de técnicas de inyección de CO2 en almacenes geológicos carbonatados fracturados de baja permeabilidad en la matriz de poros. Tesis Doctoral. Univ.

Politécnica de Madrid.

Ghosh, I. (2019). All the World’s Carbon Emissions in One Chart. Visual Capitalist. Global Carbon Atlas 2017, Global Carbon Proyect, CDIAC.

36

IPPC (2005). Carbon Dioxide Capture and Storage. UK: Cambridge University Press.

NASA web site, National Aeronautics and Space Administration. http://climate.nasa.gov/ evidence/ Pérez-Estaún, A., Gómez, M., Carrera, J. (2009). El almacenamiento geológico de CO2, una de las soluciones al efecto invernadero.

Enseñanza de las Ciencias de la tierra, ISSN 1132-9157, Vol. 17, N° 2, págs. 179-189.

Rigg, A., G. Allinson, J. Bradshaw, J. EnnisKing, C.M. Gibson-Poole, R.R. Hillis, S.C. Lang and J.E. Streit (2001). The search for sites for geological sequestration of CO2 in Australia: A progress report on GEODISC. APPEA Journal, 41, 711–725.

Tarbuck, E.J. & Lutgens, F.K. (2005). Earth: an introduction to physical geology. Prentice Hall, 670 p.

37

ENTREVISTA

Silvana Habib Daza Ex-presidenta ANM

Transición energética: Compromiso de todos.

Foto: www.anm.gov.co

Flover Rodríguez Portillo Director Ejecutivo ACGGP

1. ¿Puede comentarnos sobre la importancia de los minerales considerados estratégicos para impulsar el uso de nuevas fuentes de energías renovables?

Para responder esta pregunta empiezo con una cita del Banco Mundial: “Mientras más ambiciosas son las metas climáticas, mayor es el volumen de minerales necesario para una transición hacia la energía limpia”.

La minería siempre ha estado presente y ha sido protagonista en todos los ciclos históricos con diferentes minerales y en el caso de la transición energética no será la excepción. Nuestro país tiene potencial en los minerales que han sido calificados como minerales del futuro. Definitivamente, para la transformación energética se requiere la transformación minera. Se necesita que este sector produzca los insumos para la transformación energética.

La apuesta de los países en proyectos de energías renovables es una oportunidad que Colombia debe aprovechar

38

a partir de su potencial. De acuerdo con nuestro mapa geológico, tenemos alto potencial en: oro, cobre, níquel, coltán, potasio, magnesio, hierro, uranio y fosfatos. Además, a parte del potencial hoy tenemos el marco institucional y legal para ser protagonista en el proceso de transición energética.

Por ejemplo, una sola turbina eólica requiere 4.7 toneladas de cobre, 335 toneladas de acero y 1.200 toneladas de concreto. Esto nos da un estimado de lo que internamente se va a demandar de la industria minera para la transformación energética. Sin embargo, para esto surgen dos frentes en los que hay que seguir trabajando: lograr que los proyectos avancen a etapas de producción y que los títulos se conviertan en proyectos, lo cual no es tarea fácil.

Para aprovechar esta oportunidad y lograr que Colombia sea protagonista como país generador de insumos para la transformación energética, es necesario implementar una política tanto para la promoción internacional

como la nacional, en este último caso, para que los insumos requeridos en el desarrollo de estos proyectos de transformación energética preferiblemente sean colombianos, siempre y cuando se cuente con la suficiente oferta. Es necesario que este sector se pueda alinear con industrias como la metal mecánica para un impulso de toda la cadena.

La sociedad civil es clave para impulsar proyectos productivos y de infraestructura en los territorios para que, con su apoyo, legitimen las acciones de gobiernos y empresas.

2. En su opinión, ¿cuál debe ser la principal estrategia para combatir la pobreza y la desigualdad a partir del uso de la energía?

Para combatir la pobreza y la desigualdad a partir del uso de la energía debemos hablar dos enfoques u objetivos, de una igualdad de oportunidades en términos educativos y laborales, y de la aceleración de las acciones para que todos los municipios y centros urbanos cuenten con cobertura del servicio de energía eléctrica. A mayo de 2019, hablábamos de una cobertura del 97%.

La energía es un gran aliado para que cada día más personas puedan acceder a servicios educativos y laborales en línea, y es de resaltar que ambos sectores se adaptaron y dinamizaron su operación por la coyuntura actual en la que vivimos. Creo que todos los que alguna vez hemos sido servidores públicos conservamos esa pasión por aportar a la construcción de país y mejoramiento de la calidad de vida de quienes más lo necesitan, y sin duda, la energía no solo es necesaria, también es ese gran aliado para que cada día más personas puedan formarse en línea, acceder a la oferta institucional de entidades como el SENA, terminar de cursar su primaria y su bachillerato y acceder cada vez a mejores ofertas laborales que les permitan, no solo desarrollarse más en su vida profesional y personal, aportar al mejoramiento de la calidad de vida de su familia.

Para todo lo anterior, es fundamental la energía. Una lámpara de noche, un toma corriente para cargar el celular, conectar la radio o la posibilidad de que la alcaldía municipal, la junta de acción comunal o hasta un punto o Kiosko Vive Digital tengan computadoras para conectarse o hacer las tareas. un servicio que para muchos es un lujo, pero que

39

hace toda la diferencia para combatir la pobreza y desigualdad.

3. ¿Cómo considera usted que las organizaciones de la sociedad civil pueden aportar en la construcción de estrategias para que la comunidad en general se apropie de sus territorios y generemos sinergias Gobierno – Sociedad – Industria, en pro de un desarrollo sostenible?

La participación de la sociedad civil cada vez está siendo más determinante en los procesos encaminados a la erradicación de la pobreza y el desarrollo sostenible, ya que su actuación es un excelente complemento del trabajo de las autoridades y las diferentes entidades gubernamentales.

La sociedad civil es clave para impulsar proyectos productivos y de infraestructura en los territorios, porque ejerce como un actor crítico para que estos proyectos se hagan en debida forma y su participación activa también sirve para informar correctamente y movilizar a los ciudadanos para que, con su apoyo, legitimen las acciones de gobiernos y empresas. Otro aporte que podría hacer la sociedad en pro del desarrollo sostenible es actuar como un agente de cambio, diseñando e implementando estrategias de innovación social y transformación cultural.

Sin embargo, para que el país pueda cumplir agenda ODS se hace necesario la creación y construcción de alianzas e instancias de diálogos permanentes entre los gobiernos, el sector privado, las comunidades y la sociedad civil, que permita realizar un trabajo conjunto para lograr equilibrar el desarrollo econòmico y la sostenibilidad.

4. ¿Qué oportunidades laborales traerá la transición energética para geólogos, geofísicos y profesionales en ciencias de la Tierra en Colombia y América Latina? ¿Cuáles oportunidades resaltaría a nivel social y económico?

Los profesionales de las ciencias de la tierra también desempeñarán un papel vital en la transición energética,

ENTREVISTA ya que la comprensión y la disposición o uso de los recursos, los residuos, y de las interacciones con el subsuelo, el mar, el aire y la vida, dependen de geólogos altamente capacitados y entrenados en universidades o por las mismas industrias. Con este se puede ampliar la oferta y la demanda de la academia, pero sin duda se necesita del apoyo de la institucionalidad de ciencia y tecnología del país para la promoción de estos programas de formación. Necesitamos generar know how colombiano y no importarlo.

También en línea con lo que mencioné sobre la necesidad de mayor producción de minerales para la transición energética, el trabajo de los profesionales de las ciencias de la tierra en cuanto a los hallazgos de nuevos depósitos de metales como cobre, será un campo para aplicar sin duda el conocimiento de los geólogos como parte de esta industria. Esto es una gran oportunidad laboral para los geólogos de América Latina, ya que esta es una región con un gran potencial en estos metales.

Otro aspecto muy importante para destacar es el trabajo importante que desempeñan los geólogos en la ordenación del territorio, se necesita de su conocimiento de la tierra para la construcción de los mapas de riesgos para prevenir las diferentes amenazas, lo cual es un instrumento valioso en la construcción de cualquier proyecto.

Sin duda los profesionales de la tierra serán protagonistas de los procesos de transición energética de los países de la región, pues su trabajo es esencial, no solo para todo lo mencionado, porque la seguridad en el suministro energético a la población se tiene que basar necesariamente en conocimientos geológicos.

5. Teniendo en cuenta la importancia de los combustibles fósiles y el carbón para las exportaciones en Colombia, ¿Cuál cree que será el futuro de estos recursos energéticos dentro de este nuevo contexto de transición en las próximas décadas?

En el caso del carbón, lo primero que hay que decir es que este mine-

Sin duda, los profesionales en ciencias de la tierra serán protagonistas de los procesos de transición energética de los países de la región. ral no es un producto menor para las cuentas nacionales. Es el segundo producto de exportación después del petróleo, representando aproximadamente un 18% del valor de las exportaciones colombianas y un 77% de las exportaciones mineras. Además, para los departamento de Cesar, Guajira y Magdalena, es la principal fuente de ingresos por las regalías que reciben por su explotación.

Así mismo, Colombia ocupa un lugar importante en el mundo por la producción de carbón término, es el quinto país exportador a nivel mundial y el primer productor en América Latina. También, representa el 11% del mercado fluvial internacional, siendo el principal destino el mercado europeo.

Bajo esta realidad es que se tendría que analizar el futuro del carbón colombiano, que sin lugar a dudas se está viendo altamente afectado por la apuesta que están haciendo los principales países compradores para cambiar sus matrices energéticas. Las

40

autoridades energéticas de la Unión Europea tienen en sus cuentas que las últimas plantas de carbón terminen su cierre en el año 2031.

Así mismo, no se puede perder de vista los 130.000 empleos directos y formales que genera este sector, los cuales serían muy difícil de reemplazar si las políticas europeas empiezan a ser una tendencia en el corto plazo en el resto del mundo.

Esta situación obliga a que se empiece a mirar si se pueden abrir mercados que ofrezcan ventajas competitivas para el carbón térmico colombiano.

Hoy en día, solo un pequeño porcentaje llega al continente asiático y para ampliar ese mercado es necesario contar con una infraestructura portuaria y con condiciones logísticas que permitan la salida de este mineral a Asia. Además, se debe tener en cuenta otros factores de riesgo, como las agendas política y ambientales internacionales.

El futuro del carbón dependerá en gran medida de cómo la industria pon-

derará el comportamiento del precio y de una estrategia que permita identificar y abrir alternativas de mercado frente a la generación de energía, así como articular la política minera con los compromisos ambientales internacionales y las agendas verdes de los diferentes países.

Ante este gran desafío sería importante que el país cuente con una agenda única del carbón que permita tratar este tema como prioritario y lograr buscar alternativas para su competitividad y para alinearse con la agenda verde de los países compradores.

Este, sin duda, ha sido uno de los grandes desafíos que ha tenido el sector minero, ya que los proyectos mineros se desarrollan principalmente en zonas rurales donde en algunos casos hay poca presencia estatal y poca oferta institucional, lo que hace que se generen mayores expectativas en torno a la ejecución de los proyectos mineros.

La industria minera en este aspecto se ha venido transformado en la forma de relacionarse con las comunidades del área de influencias de los proyectos, siendo cada día más consciente de la necesidad de suministrar información permanente, oportuna y transparente de los proyectos. Muchas cuentan con comités permanentes donde participan activamente los habitantes de la zona y se enteran de primera mano de los aspectos técnicos, ambientales y económicos más relevantes de los proyectos, así como de la oferta laboral del cual pueden beneficiarse. Esto hace que el diálogo sea más equilibrado y permita mayor participación de los diferentes grupos de interés.

Cada día las empresas son más conscientes de que la primera gestión que hay que hacer en los territorios es la social, que implica un conocimiento de sus pobladores y de las necesidades de los diferentes grupos de interés para que esta haga parte integral del proyecto minero.

Una de las estrategias que me gustaría destacar es que las empresas están comenzando el primer relacionamiento con el territorio de mano de sus geólogos, que son los que tienen el primer contacto con las comunidades y que con sus conocimiento técnicos pueden contribuir a un mejor desarrollo social.

6. Para la ACGGP el programa de Pedagogía Regional ha sido el pilar fundamental para generar un diálogo de saberes con las comunidades rurales, ¿Cuál ha sido la estrategia de la industria minera para llevar a cabo este proceso de vinculación de las comunidades en los lugares donde se están llevando a cabo proyectos?

7. ¿Desde su experiencia, cómo podemos potenciar medidas para que la equidad de género se implante en el ADN de las organizaciones del sector?

Lo principal es que dejemos de ver la equidad de género como una medida o una obligación más y la empecemos a ver como una oportunidad, una meta a la cual queremos aspirar. Cada vez vemos más casos de mujeres líderes en

41

países que son potencias mundiales: Angela Merkel en Alemania, Jacinda Ardern en Nueva Zelanda y tenemos otro gran ejemplo con Kamala Harris como Vicepresidenta Electa en EE.UU. Estas tres mujeres no solo son grandes líderes si no que también nos envían un mensaje de ejemplo para todas aquellas que quieren seguir sus pasos.

Lo mismo pasa en las organizaciones del sector minero-energético. Como Presidenta de la Agencia Nacional de Minería, lideré con ejemplo y tuve la fortuna de rodearme de grandes mujeres que desarrollaron sus temas con dedicación y pasión por su trabajo y los resultados hablan por sí solos. Hay grandes ejemplos a destacar en el sector: Sylvia Escobar, como Presidenta de la Terpel y Claudia Bejarano como Presidenta de Cerrejón. El hecho que ellas estén en esos cargos, motiva cada vez a que más mujeres quieran ingresar al sector y estudien carreras afines a nuestra actividad. Eso ya es un gran logro.

Hoy en día contamos con importantes estudios que demuestran que las empresas con mujeres en sus juntas directivas o instancias directivas presentan mejor desempeño. En ese sentido, creo que este es uno de los sectores que más potencial tiene para promover una mayor participación de mujeres e invito a todos los líderes de organizaciones de este sector a dar este paso que ya varias empresas han dado.

Las políticas con enfoque de género mejoran la vida de las personas, de las sociedades y del país, enriqueciendo todos los ámbitos productivos, es decir, no se limita solamente a las políticas focalizadas a favor de las mujeres. Es una herramienta que permite expresar las necesidades de los diferentes grupos de interés.

Y por último, creo que otro gran mensaje de equidad de género en el sector es la creación de los grupos de trabajo de mujeres en industria: Women in Mining Colombia y Mujeres Oil and Gas Colombia. Lo especial de estos grupos es que resaltan uno de los aspectos que más me gusta destacar de las mujeres y es la sororidad, ese sentido de ayudarnos y apoyarnos entre mujeres.

INVESTIGACIÓN

Determinación del potencial fotovoltaico en la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá

Ingeniero Jorge Restrepo Profesor Germán Vargas Cuervo Oficina de Gestión Ambiental, Bogotá Universidad Nacional de Colombia oga_bog@unal.edu.co

Actualmente, la Universidad Nacional de Colombia es pionera en generación distribuida en el país al contar con un sistema de 60 kW. El proyecto se encuentra instalado y en funcionamiento.

E

n el marco del Plan de Manejo Ambiental Sustentable, de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, adelantado por la Oficina de Gestión Ambiental, se pretende reducir en un 15% las emisiones de CO2 durante el trienio a partir de la línea base ambiental establecida.

El consumo de energía tiene un fuerte efecto sobre este indicador, por lo cual se ha propuesto mejorar el desempeño energético de la sede. Con esta meta, se implementó el proyecto de investigación denominado “Potencial fotovoltaico de la Sede de Bogotá”, cuyos resultados principales se presentan en este artículo.

Generación Fotovoltaica actualmente existente Actualmente, la Universidad Nacional de Colombia es pionera en generación distribuida en el país al contar con un sistema de 60 kW. El proyecto se encuentra instalado y en funciona-

42

miento en la terraza superior del edificio de Medicina de Bogotá, desde el 16 de mayo de 2018, ha producido un total de 39,198 MWh de energía, a corte del 02 de noviembre de 2018, lo que representó una disminución de un 15% del consumo de la Facultad de Medicina, una disminución en la huella de carbono de 14,38 toneladas de CO2 y un ahorro de $14,25 millones de pesos, además de generar otros beneficios para la docencia e investigación en energías renovables.

Metodología Metodológicamente el estudio incluyó la evaluación de las condiciones naturales de las zonas con medidas de radiación incidente mediante mediciones de irradiancia. Las exposiciones de los edificios y sus techos en la incidencia de luz y afectaciones de sombras con modelamientos en 3D, las condiciones físicas de los techos actuales y a mediano plazo, los inventarios de las

luminarias externas georreferenciadas, la valoración de la eficiencia energética, los costos estimados y las posibles fuentes de financiación para implementar el proyecto. Figura 1.

Evaluación de parámetros condicionantes Condiciones estructurales y arquitectónicas En la evaluación de las condiciones estructurales y arquitectónicas, se identificaron las restricciones a nivel estructural de los edificios, así como también las restricciones identificadas en el Proyecto Plan Especial de Manejo y Protección Patrimonial del Campus PEMP, que condiciona liberaciones y restricciones arquitectónicas en el uso del espacio.

Se incluyeron en el análisis cubiertas planas con condiciones estructurales que permitieran la integración de la generación fotovoltaica sin requerir de obras civiles y que contarán con superficies libres, con el objetivo de maximizar la producción de energía. Se excluyeron para este análisis: edificios patrimoniales, edificios con techos inclinados en tejas, edificaciones para demolición futura y edificaciones como subestaciones, entre otras. Figura 2.

Parámetros energéticos y medioambientales Se consideran en este análisis dos componentes principales: la eficiencia energética, la evaluación del potencial fotovoltaico y el cálculo de CO2.

METODOLOGÍA ESTUDIO FOTOVOLTAICO DE LA SEDE PARÁMETROS ENÉRGETICOS Y MEDIOAMBIENTALES

PARÁMETROS ESTRUCTURALES Y ARQUITECTÓNICOS

PARÁMETROS ELÉCTRICOS

ZONAS POTENCIALES

PARÁMETROS REGULATORIOS

COSTO Y FINANCIACIÓN

Figura 1. Marco metodológico para la determinación del potencial fotovoltaico de la Sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia.

43

INVESTIGACIÓN

Figura 2. Vista de diferentes construcciones arquitectónicas en el campus universitario.

El componente de eficiencia energética comprendió la identificación de los equipos de alto consumo dentro en la sede por edificio, lo cual fue llevado a cabo mediante información de medición inteligente con la cual se identificó la forma de consumo del campus universitario. Un estudio previo, de parte del GRISEC, sobre los consumos relevantes de energía en la sede y mediante información previamente suministrada por la división de laboratorios, en donde se identificaron equipos de alto consumo, además de realizar un levantamiento de la iluminación externa existente en la sede y la instalación de un piloto de iluminación con luminarias LED auto alimentadas con paneles solares fotovoltaicos.

El potencial de generación fotovoltaica de los edificios aptos, se estimó a partir del área libre disponible para la instalación de paneles solares fotovoltaicos, la medición de radiación en sitio, la evaluación del sombreado cercano (árboles, otros edificios de mayor altura, paredes del propio edificio que proyecten sombra) y a partir de la producción del proyecto de 60 kW que se encuentra en funcionamiento en el campus. Lo que permitió estimar la generación que se pudiera dar en caso de desarrollar este tipo de proyectos en cada uno de los edificios y la reducción de CO2 debido a la utilización de esta tecnología.

Para obtener un mejor estimado de la generación disponible, en cada edificio se realizaron mediciones en campo utilizando un radiómetro digital con información meteorológica y de radiación solar incidente, reflejada y neta.

En este análisis también se determinaron las pérdidas relacionadas por áreas de sombra, orientación e inclinación, calentamiento de los cables y el equipo eléctrico en la transmisión de energía eléctrica, por lo que se llevó a cabo para cada espacio apto de instalación una evaluación.

La disminución de CO2 por la instalación de generación fotovoltaica, se calcula teniendo en cuenta la matriz energética del país específico donde instale el sistema de generación fotovoltaico. En los casos de países con una fuerte dependencia de la generación térmica, los impactos en reducción de emisiones son más elevados que en el caso de países con matrices energéticas más limpias. En el caso de Colombia, la producción de energía eléctrica se da en un 70% a 80% de manera hidráulica, mientras que el otro 30% a 20% es suministrado por plantas térmicas, la reducción en emisiones de CO2 están determinadas por la cantidad de energía que no se requiere despachar de estas plantas y por lo tanto no se emite a la atmósfera. Debido a que las condiciones del sistema eléctrico

44

En cada edificio se realizaron mediciones en campo utilizando un radiómetro digital con información meteorológica y de radiación solar incidente, reflejada y neta.

Cantidad de paneles y potencia pico Área Área 1 Área 2 Total

Cantidad de Paneles 153 80 233

Potencia Pico Instalada[kW] 48,96 25,6 74,56

Cálculo de pérdidas de orientación e inclinación

Área Área 1 Área 2 Total

Potencia Pico Instalada[kW] 48,96 25,6 74,56

Perdidas Orientación 5% 5%

Potencia Ajustada [kW] 46,51 24,32 70,83

Pérdidas por orientación e inclinación. (dos Santos & Rüther, 2014)

Figura 3. Ejemplo de criterios de análisis de parámetros energéticos y medioambientales en edificios de la Sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia. En la parte inferior ejemplo de sombras a las 12 pm, altitud del sol 90° y a las 3 pm, altitud del sol 38° oeste.

cambian continuamente, la producción de CO2 no es constante, por lo que se requiere alimentar la información constantemente de generación de CO2 en el sistema eléctrico, con datos suministrados por el operador del sistema (XM). En la Figura 3, se presenta un histórico de producción de CO2 en el sistema eléctrico colombiano con resolución diaria, se observa que existe una variación la cual depende de las plantas despachadas.

Parámetros eléctricos La conexión de generación en los diferentes edificios de la sede, requiere que se tenga un conocimiento previo de la infraestructura eléctrica existente para identificar la capacidad que se tiene de evacuar la futura generación del

45

sitio. La siguiente información se evaluó para cada edificio potencial: • Existencia de protección contra rayos • Dimensiones físicas de la subestación • Calibre de cableado del transformador al tablero general • Calibre de cableado a tableros de distribución principales en caso de que el edificio no cuente con subestación propia.

• Tamaño de la subestación en kVA para determinar la máxima inyección de potencia posible por límites térmicos.

• Existencia de puesta a tierra.

Parámetros regulatorios Para la instalación de generación fotovoltaica se aplican unas ciertas

INVESTIGACIÓN

Figura 4. Ejemplo de materiales eléctricos considerados en el proyecto: cableado, protecciones, cajas, ducteria, accesorios de conexión y demás materiales para contar con la conexión de la planta solar al edificio.

normatividades (Ley 1715 de 2014 y CREG 030 de 2018), dependiendo de la potencia a instalar y el impacto que esta tenga sobre el sistema interconectado.

Esto es especialmente importante para los proyectos del tipo grid-tie (conectados a la red) en los que no existe un control del nivel de potencia inyectada a la red. Actualmente, se cuenta con una categorización la cual se muestra a continuación: • Potencia instalada menor a 0.1 MW: Generación distribuida • Potencia instalada de 0.1 a 1 MW: Autogeneración a pequeña escala • Potencia instalada de 1 a 5 MW: Autogeneración a gran escala • Potencia instalada mayor a 5MW: Generador Actualmente la universidad se encuentra catalogada en la clasificación menor a 0.1 MW, ya que cuenta con un sistema de 0.07 MW en la Facultad de Medicina. Por lo que en el caso del campus universitario, una instalación adicional de 0.03 MW haría necesario que el campus presentara un estudio de conexión detallado ante el operador de red para la integración de nueva generación.

Costos y financiación La generación fotovoltaica ha venido presentando una disminución

importante en sus costos a través de los años, llegando a ser una tecnología competitiva con las formas de generación tradicionales, por lo que se ha venido extendiendo su uso desde grandes generadores de varios cientos de megavatios hasta pequeños generadores distribuidos de unos pocos kilovatios. Con el objetivo de estimar los costos de implementar esta tecnología en toda la sede, se llevó a cabo un estudio de mercado con proveedores especializados en el montaje de este tipo de proyectos, considerando las condiciones específicas de la sede Bogotá.

La estimación de los costos en pesos por vatio permite identificar un valor unitario lo que hace fácil la estimación de nuevos proyectos de generación fotovoltaica en la sede. Este valor fue obtenido a partir de un estudio de mercado realizado durante el desarrollo del proyecto, identificando precios de 0,9923 USD/W para el desarrollo de proyectos en el campus universitario.

Para lograr desarrollar estos proyectos se requiere de una financiación que en mercado presenta dos esquemas: préstamos de entidades bancarias y de inversión para llevar a cabo un EPC (Engineering, Procurement, Construction) o el uso de PPAs (Power

46

Actualmente la universidad se encuentra catalogada en la clasificación menor a 0.1 MW, ya que cuenta con un sistema de 0.07 MW en la Facultad de Medicina.

Purchase Agreement). En el primero (EPC), una entidad hace un préstamo a la institución para realizar la inversión en el proyecto a cambio de un pago con intereses, en este modelo se logra un mayor retorno de la inversión pero requiere hacerse cargo de la inversión inicial, así como también de la operación y mantenimiento de los activos.

Mientras que en la segunda (PPA), no se tiene riesgo ya que la inversión es asumida por un tercero así como la operación y el mantenimiento, pero los activos de generación son propiedad de quien suministra el servicio, además de requerir contratos a largo plazo de por lo menos doce (12) años en la mayoría de los casos.

Resultados Como resultado de este proyecto, se determinó que, bajo las condiciones actuales, un total 13 edificios y dos predios externos en el campus tienen potencial fotovoltaico en la sede, lo que representa un área de 1,74 hectáreas efectivas para la instalación de paneles solares. También, se identificó la posibilidad de implementar iluminación LED fotovoltaica en la iluminación peatonal del campus, lo cual fue verificado a través de un proyecto piloto de iluminación en el campus, además de evaluar la posibilidad de contar con cafeterías alimentadas a través de generación fotovoltaica.

A partir del área de potencial fotovoltaico, se estima una generación de 1058,7 kWp y una potencia de inyección a la red de 833,2 kW, en condiciones de máxima radiación. La instalación de este potencial fotovoltaico representaría una generación anual de 1479 MWh y una reducción mínima estimada en emisiones de CO2 de 542,78 toneladas anuales, lo que contribuiría a alcanzar la meta de reducción de emisiones de manera significativa.

El costo inicial presenta un costo de 0,9923 dólares por vatio, que resultó ser inferior al inicialmente estimado de 1,2 dólares por vatio, lo que representa un costo total para el proyecto en la sede de 1,05 millones de dólares. Es importante resaltar que, este tipo de proyectos presenta una serie de bene-

ficios para su ejecución, como exención de IVA en equipos, exención en aranceles de importación y reducción de hasta en un 50% en la declaración de renta, lo cual lo hace atractivo para los inversionistas.

Para la financiación existen dos modelos el EPC (Energy Procurement and Construction) y el PPA (Power Purchase Agreement). El modelo EPC, son proyectos llave en mano donde se hace una inversión por el sistema de generación fotovoltaico y se es dueño de los activos, este modelo representa el retorno de inversión más rápido pero el de mayor riesgo debido a los altos niveles de inversión, por lo que se lleva a cabo generalmente a través de préstamos bancarios u organizaciones dedicadas a la inversión. El modelo PPA presenta la opción de dejar la inversión, operación y mantenimiento a un tercero, quien cobra por la energía generada por el sistema a un precio más competitivo que el de la red y para recuperar la inversión se suscriben contratos de largo plazo (mínimo 12 años), en los que el cliente y el generador definen una tarifa para la energía presentándose modelos pague lo generado, pague lo contratado o pague lo demandado, lo que facilita la utilización de generación solar por parte de los clientes. Se determinó que el retorno de la inversión es menor a 12 años considerando un EPC con un 70% de préstamo bancario y 30% de uso de recursos propios.

47

El costo inicial presenta un costo de 0,9923 dólares por vatio, que resultó ser inferior al inicialmente estimado de 1,2 dólares por vatio.

INVESTIGACIÓN La instalación de generación fotovoltaica es una oportunidad para la sede y se presentan diferentes esquemas de financiación que hacen posible su adopción, lo que representaría una disminución, no solo en emisiones de CO2, sino también en costos de operación de la universidad, que dependiendo del esquema de aplicación pueden representar 14 años de energía en el caso de un EPC o inversión cero y energía limpia por medio de un PPA. Lo anterior, aunado a estrategias de eficiencia energética permitirán tener una sede sostenible en el tiempo.

Conclusiones De este estudio se pueden resaltar las siguientes conclusiones: • Los edificios del campus universitario tienen amplias áreas de cubierta que muestran la existencia de un gran potencial fotovoltaico no aprovechado por parte de la universidad, que puede ser complementado con generación solar en áreas libres para cubrir la demanda de energía de la sede Bogotá.

• Las cubiertas de los edificios aptos para generación de energía solar fotovoltaica en el campus universitario de la Universidad Nacional de Colombia presentan un potencial de generación de 1479 MWh anuales.

• Mediante el desarrollo del proyecto de generación fotovoltaica en la sede se estima una reducción mínima en emisiones de 542,78 t CO2 anuales.

• Una inyección máxima de potencia a la red de 833,2 kW, lo que equivale a un 38% del consumo del campus universitario al mediodía en condicio-

nes de máxima radiación, el cual se encuentra en 2200 kW • Los predios externos tienen un potencial de 32 kW distribuidos entre el predio las nieves y marengo, los demás predios presentan restricciones para la instalación de paneles solares fotovoltaicos debido a ser predios de conservación BIC o presentar cubiertas de tejas de asbesto cemento, que no ofrecen garantías estructurales ante la instalación de los equipos.

• La construcción de un proyecto de más de 30 kW conlleva a que la capacidad instalada supere los 100 kW, convirtiendo a la universidad en autogenerador y llegando al a un escenario con una capacidad instalada mayor a 100 kW y menor a 5 MW, en el que se requiere de un estudio de conexión simplificado, que muestre que la generación en el campus no afecte de manera negativa la red del distribuidor y en caso de presentar inconvenientes sugerir cambios en la red eléctrica para hacer viable el proyecto.

• Se cuenta con dos métodos de financiación para un proyecto de gene-

Bibliografía

ración fotovoltaico, el EPC o el PPA. En el EPC el cliente asume toda la inversión, para este caso es posible recurrir a créditos bancarios o grupos de inversión que suministran el capital, adicionalmente se encuentra la alternativa de solicitar recursos de regalías. En el PPA se compra la energía a un tercero que hace toda la inversión en el proyecto, en este caso es necesario pactar un contrato de larga duración donde el cliente se compromete a pagar la energía contratada, adicionalmente los equipos son propiedad del tercero, que da una tarifa más cómoda al cliente para hacer más atractivo el negocio.

• La universidad presenta un alumbrado externo mixto, parte con sodio y parte con LED. A pesar de que el mayor porcentaje de iluminación aún se encuentra con sodio, se ha evidenciado un importante proceso de actualización en la iluminación, contando actualmente con un 41% de iluminación LED la cual se presenta principalmente para iluminación peatonal.

FINDETER. (2018). Condiciones generales Línea Especial KFW para energía sostenible. Retrieved from https://www.findeter.gov.co/ publicaciones/403318/condiciones_generales_linea_especial _kfw_ para_energia_sostenible/ Ministerio de Minas y Energía. Decreto 2469 de 2014 del Ministerio de Minas y Energía. , Pub. L. No. 2469 (2014).

UPME. Resolución UPME 281 de 2015. , Pub. L. No. 281 (2015).

UPME, S. D. H. (2017). PROYECCIÓN DE PRECIOS DE LOS ENERGÉTICOS PARA GENERACIÓN ELÉCTRICA. Retrieved from http://www1.upme.gov.co/Hidrocarburos/publicaciones/Proyeccion_ precios_combustible s_30Nov2017.pdf XM. (2018). Emisiones de dióxido de carbono [gCO/kWh].

Benghanem, M. (2011). Optimization of tilt angle for solar panel: Case study for Madinah, Saudi Arabia. Applied Energy, 88(4), 1427–1433.

Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG). CREG 025 de 1995. , (1995).

Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG). CREG 086 de 1996. , Pub. L. No. 086 (1996). Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG). CREG 106 de 2006. , Pub. L. No. 106 (2006). Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG). CREG 024 de 2015. , Pub. L. No. 024 (2015). Congreso de Colombia. Ley 1715 de 2014. , (2014).

CREG. CREG 030 de 2018. , Pub. L. No. 30 (2018).

Dos Santos, Í. P., & Rüther, R. (2014). Limitations in solar module azimuth and tilt angles in building integrated photovoltaics at low latitude tropical sites in Brazil. Renewable Energy, 63, 116– 124.

48

Geotermia Oil & Gas Equipo de Geotermia Ecopetrol VDP-VDE, VEX, EPP, Gerencia de Energía

E

n los últimos 10 años, las compañías operadoras de hidrocarburos han diversificado su matriz energética como respuesta a la dinámica mundial de cambio energético.

Compañías como BP, ENI, Shell, Total y Repsol entre otras han realizado inversiones a gran escala orientadas a lograr un cambio en su portafolio de generación de energía, siendo las más populares la energía eólica y solar. (Figura 1).

Un nuevo concepto denominado Pivot energético ha tomado auge en países como Estados Unidos, Canadá, Noruega y Reino Unido. Consiste en usar el legado de la industria de los hidrocarburos para dar lugar a una transición rápida hacia enfoques energéticos descentralizados y sostenibles.

De esta forma, la experiencia, la investigación y los grandes volúmenes de información adquiridos en torno a la

Estrategia empresarial en nuestra transición energética Mejorar las operaciones tradicionales de petróleo y gas

Compañía

Reduciendo emisiones de metano

Reduciendo emisiones de CO2

Abastecimiento de energía renovable

desplegando CCUS

para emisiones centralizad as

Para EOR

suministro de líquidos y gases para transiciones energéticas gases bajos en carbono

Bicombustibles avanzados

transición de combustibles a "empresas energéticas" Solar PV y eólica

Otra generación de energía

Distribución eléctrica /al por menor

Eficiencia de servicios electrificad os

BP Chevron Eni ExxonMobil Shell Total CNPC Equinor Petrobras Repsol Nota: PV = fotovoltaica. Círculo completo = área de crecimiento respaldada por inversiones estratégicas observadas (por ejemplo, fusiones y adquisiciones) y / o gastos de capital / operativos en actividades comerciales; semicírculo = estrategia anunciada y / o inversiones menores, capital de riesgo y / o gasto en investigación y desarrollo (I + D); círculo vacío = evidencia limitada de actividad inversora. Para las emisiones de metano y CO2, que no se basan en datos de proyectos y gastos, las evaluaciones reflejan la presencia y fuerza de los objetivos de reducción e intensidad de emisiones de metano, así como evidencia de sus implementaciones, la tendencia de intensidad de emisiones de nuevas inversiones, informes transparentes de valores absolutos. emisiones y fuentes, y vinculación de la remuneración de los ejecutivos y del personal con el logro de las metas. Las inversiones en generación y eficiencia de energía en la categoría de Transición corresponden a proyectos destinados a ventas comerciales (ni uso propio). Los servicios electrificados incluyen almacenamiento de baterías y carga de vehículos eléctricos. Los gases con bajo contenido de carbono incluyen hidrógeno y biometano con bajo contenido de carbono.

La industria del petróleo y el gas en las transiciones energéticas | IEA 2020. Todos los derechos reservados

Figura 1. La industria Oil & Gas en la transición energética. Tomado IEA 2020. All rights reserved.

49

Pivot energético.

Consiste en usar el legado de la industria de los hidrocarburos para dar lugar a una transición rápida hacia enfoques energéticos descentralizados y sostenibles.

INVESTIGACIÓN industria Oil&Gas son enfocados hacia este propósito.

A la luz de esta información, un tipo de energía que yace en el interior de la tierra ha empezado a asumir un rol importante en esta diversificación. La energía geotérmica.

El mercado de la energía geotérmica es un sector con fuerte crecimiento a nivel mundial, pues en solo 5 años ha crecido un 52% su capacidad total instalada, con un promedio anual de crecimiento de 8.7 %, incremento motivado por la creciente popularidad de bombas

de calor que utilizan agua subterránea o cuerpos hídricos superficiales. ¿Qué es la energía geotérmica?

Como sugieren sus vocablos griegos geo (“Tierra”) y thermos (“calor”) la energía geotérmica aprovecha el calor interno de la tierra, para ser usado como energía calórica directa en balnearios, invernaderos ó en la industria alimenticia, ó bien para usos indirectos en los que es transformada en energía eléctrica. (Figura 2). Es considerada un tipo de energía base, es decir constante

Figura 2. Producción de electricidad desde sistemas geotérmicos. Tomado del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE).

Figura 3. Comparación de factor de disponibilidad de varias fuentes energéticas. Modificado de Enel- Quartenty Buletin, 2018.

50

y no sujeta a condiciones meteorológicas, siendo entre las energías renovables la que tiene un mayor factor de disponibilidad con un porcentaje del 85% (Figura 3). Adicionalmente, comparada con otras alternativas de generación de energía, las emisiones de CO2 son considerablemente más bajas, en promedio 100 g de CO2/ KWh (Kilo Watt/hora). (Figura4).

Los sistemas geotérmicos Un sistema geotérmico es un conjunto de elementos naturales en una misma área de donde es posible extraer el calor del centro de la tierra (Marzolf, 2014).

Sus elementos convencionales incluyen: Reservorio geotérmico, capa sello, sistema de recarga de agua, fuente de calor y disponibilidad de fluidos. (Figura 5).

De acuerdo con el mecanismo de transferencia de calor, pueden ser clasificados en dos tipos: a) Los sistemas convectivos asociados a recursos denominados de alta entalpía donde los gradientes geotérmicos son anormalmente altos generando temperaturas superiores a 150°C, como zonas volcánicas donde la transferencia de calor se hace por el mecanismo de convección relacionado al movimiento de fluidos (agua o gases); b) Los sistemas conductivos que están vinculados con recursos de media y baja entalpía, es decir en donde los gradientes térmicos son superiores ó muy cercanos al normal y las temperaturas menores a 150°C, como cuencas sedimentarias, donde la transferencia de calor ocurre por mecanismo de conducción, sin movimiento de los fluidos. (Figura 6).

Geotermia en las Cuencas Colombianas Colombia es un país con zonas de alto potencial geotérmico (Figura 7), y Ecopetrol ha desarrollado sus operaciones en gran parte de estas áreas.

Lograr establecer una metodología, análisis e integración de estas cuencas, es un reto que se debe abordar para identificar su potencial a través de la incorporación de recursos y el valor del subsuelo del cual se tiene ya abundante información adquirida. Este es un factor crucial para hacer uso del valioso recur-

Figura 4. Emisiones mensuales de CO2 a 31 de Octubre de 2018- Tomado de Energy link NZ 12.

Figura 5. Elementos de un Sistema Geotérmico convencional. Tomado y modificado de Dickinson y Fanelli, 2003.

Sabias que... ...se denomina entalpía a la cantidad de energía térmica que un fluido u objeto puede intercambiar con su entorno?

Hablando de recursos geotérmicos el término es generalmente usado como proporcional a la temperatura.

Figura 6. Clasificación de Recursos geotérmicos según la temperatura/ entalpia. Tomado y adaptado de USGS-(Muffler and Cataldi,1978).

51

so geotérmico alineado con la transición energética.

Sin embargo, el desarrollo de proyectos de geotermia requiere de estudios del régimen termal del subsuelo, que permitan predecir su potencial con algún grado de confianza (Gascuel et al., 2020). Durante la última década se observa un incremento en las publicaciones que muestran experimentos, modelamientos, perforaciones y desarrollo de campos con reservorios profundos en cuencas sedimentarias, caracterizadas por gradientes de temperatura entre 30ºC/Km y 40ºC/Km, para generación de energía eléctrica usando el calor de las aguas recuperadas de los yacimientos (Allis & Moore, 2014; Babaei & Nick, 2019; Gascuel et al., 2020). En Colombia, la integración de información de pozos, manantiales y fumarolas muestra áreas con gradientes de temperatura similares o superiores a los analizados globalmente (aparte de las regiones de vulcanismo activo) en cuencas sedimentarias como los Llanos Orientales, Catatumbo y Putumayo (Aguilera et al., 2019; Bernal et al., 2000).

La caracterización de la estructura térmica en las cuencas sedimentarias de Colombia, sugiere la presencia de una anomalía de gradiente geotérmico en la Cuenca de los Llanos Orientales, que no es compatible con el basamento constituido por el escudo Precámbrico (Aguilera et al., 2019; Alfaro et al., 2009, 2010). El régimen geotermal actual en la cuenca Llanos es caracterizado por un decrecimiento generalizado del flujo de calor hacia el occidente y norte, desde valores de 50-60 mW/m2 hasta 30-40 mW/m2; aumentando la profundidad de la isograda de 120ºC en la misma dirección, desde menos de 3 km Bajo el Nivel del Mar (BSL) hasta 5 km BSL (Bachu et al., 1995).

Estos valores y comportamientos en temperatura comparados con los casos de éxito globales en sistemas de coproducción de hidrocarburos/geotermia permiten considerar un alto potencial de éxito en Colombia (Figura 8).

Un elemento adicional a la temperatura es la producción de agua, los pozos petroleros con altos cortes de agua

INVESTIGACIÓN (>89%WC), pueden ser usados como pozos geotérmicos, generando no solamente ahorro en costos de consumo eléctrico, sino también recuperando grandes cantidades de crudo.

Teniendo en cuenta que en Colombia la Relación Petróleo - Agua varía entre 11,6 % y 12,45 % (Mesa et al., 2018), es posible estimar una producción de agua entre 8’120.000 y 8’715.000 Barriles de Agua por Día (BAPD), de los cuales, más del 50% provienen de la explotación de campos en los Llanos Orientales (Mesa et al., 2018).

Es así como flujos de calor anómalos y grandes productividades de agua en campos de petróleo en operación (cerca de 4’000.000 BAPD), plantean la posibilidad de que reservorios profundos en las cuencas Colombianas puedan presentar potencial para el desarrollo de proyectos de generación de energía eléctrica desde fuentes de baja y media entalpía (<150ºC). Lo anterior, ha motivado el análisis regional del potencial geotérmico en las cuencas de Colombia, teniendo en cuenta metodologías de análisis de corredores exploratorios de hidrocarburos para seleccionar las áreas con el mejor potencial.

En Colombia, la actividad exploratoria y de extracción de petróleo y gas han permitido identificar niveles estratigráficos, (Figura 9), medir volúmenes de agua durante etapas de producción, caracterizar geoquímicamente la composición de las aguas de producción, calcular la presión de yacimientos y medir las temperaturas a lo largo de los pozos.

Es importante considerar : a) Conceptos acerca de las variaciones de la estructura termal en las cuencas Colombianas a diferentes profundidades e intervalos estratigráficos más basales (p. ej. basamento cristalino, Paleozoico y base del Cretácico); b) Perspectiva de los elementos clave en un sistema geotérmico (temperatura, presencia y calidad de reservorios, productividad de agua); c) Mapa de corredores exploratorios geotérmicos regionales, que tenga en cuenta los procesos generadores de las fuentes de calor y de las aguas que se encuentran en los reservorios.

Figura 7. Zonas con potencial en Geotermia (Baja-Media & Alta entalpía).

Figura 8. Casos de éxito Global en sistemas de coproducción de hidrocarburos/geotermia.

Estos análisis pueden ser desarrollados por equipos de E&P de compañías petroleras, integrando la información compilada, para evaluar los recursos geotérmicos en las cuencas sedimentarias y activos en producción.

Consideraciones Geológicas favorables en las cuencas sedimentarias Altos gradientes Geotérmicos: El mapa de gradiente geotérmico regional elaborado por el Servicio Geológico Colombiano (Alfaro et al., 2009).

(Figura 10), fue construido a partir de temperaturas de fondo de pozo, y

52

muestra una clara anomalía geotérmica en la Cordillera Central (Centros volcánicos activos), Cordillera Oriental (Zona de Paipa) y anomalías en cuencas como los Llanos Orientales, Putumayo, Catatumbo y el Valle Inferior del Magdalena, planteando escenarios exploratorios geotérmicos en dichas cuencas (Figuras 7 y 10).

Estos altos gradientes geotérmicos permiten tener temperaturas en superficie en algunos sectores de las cuencas de más de 120 °C, las cuales están en el rango de explotación de recurso geotérmico de media entalpía.

Los datos de temperatura de fondo de pozo y profundidades permiten ubicar los grandes campos productores de estas cuencas como parte de los sistemas geotérmicos asociados a reservorios petrolíferos, donde profundidades de más de 3 Km son requeridas según Allis y Moore, 2014 (Figura 11).

Figura 9. Ejemplo de niveles estratigráficos y temperaturas (BHT corregida) en cuencas sedimentarias de Colombia.

800000

1000000

76°0'0"W

1200000

1200000

J

I

F

F

S

A I B

Valores de Gradientes

ß ) ) ß

M

) ß

1800000

ß ) ) ß

A R

1800000

I ß ) ) ß ) ß) ß ß )

J A

) ß

) ß

) ß ß )

) ß

ß ) ) ß

) ß

R IA HE

R IA

NC

) ß

-R A

) ß ) ß ) ß ) ß ) ß

) ß ) ß

ß ) ) ß ) ß

) ß ) ß

10°0'0"N

1600000

10°0'0"N

1600000

) ß

CE

SA

R

ß )) ß

R

) ß ) ß

ß ) ß) ) ß ) ß ) ) ß) ß) ß ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ß ) ) ) ß ) ß )ß) ß ß ) ) ) ß) ) ß ß ) ß) ) ß ) )ß ) ß ) ß ) ß ß ß ) ß ß ) ) ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ß ) ß)ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ß ß)

I S

N

HE

F

O

) ß ß )

N

F O Ú

) ß ß )

ß )

-R A

E R

H S

) ß ß ) ß )

Ú

) ß ß )

) ß ) ß

) ß ) ß

) ß

) ß ) ß

) ß) ß

F

O

) ß ) ß

H F

S

10°0'0"N

10°0'0"N

) ß) ß

ß )

O

E R

ß )

) ß

ß )

) ß ) ß

) ß) ß

SA

ß )

CE

ß ) ) ß

NC

C

C

O

O

L

12°0'0"N

12°0'0"N

I A ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß

ß )

O

O L

LEYENDA Valores de Gradientes

U G

A I B M

) ß

) ß) ß ß )

ß )

S

I

ß )ß)ß ) ß) ß ) ) ß ) ß ) ß) ) ß ß ) ß ) ß) ß) ) ß) ß) ) ß ß ) ß ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ß ) ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ) ß) ß) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß) ß VALLE ß INFERIOR DEL MAGDALENA ) ) ß ) ß) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ßß) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ßß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ) ß ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß) ) ß ) ß ) ß)ß) ) ß ) ß ) ß ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ß) ßß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß) ) ß) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ß ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß JACINTO ß) ) ß ) ß) ) ß SINÚ - SAN ) ßß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ß ) ) ß) ) ß ß ) ß ß ) ß) ) ß ) ß ß) ) ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß MAGDALENA ) ß ) ß ) ß VALLE ß INFERIOR ) ßDEL ß ) ) ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß) ß) ) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ß ) ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ) ) ß ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ) ß ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß) ß ßß) ) ß ) ß ) ) ß ß ß) ) ß) ) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß) ß) U RABÁ ß) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) SINÚ SAN JACINTO ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß) ) ß ) ß) ß ß) ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß) ß ) ) ß ß) ) ß ) ß) ß ) ) ß ß ß) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ) ) ß ß ) ß ß) ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß) ) ß ß) ß) ß) ) ) ) ß) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ß ) ß ß) ) ) ß ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ß ß) ) ) ßß ß) ) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß) ß ) ) ß ß ) ) ) ß) ß ) ß ) ß ) ßß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ) ß ß) ß ) ) ) ) ß ß ß ß ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ) ß ß ß ) ) ß ) ) ß ß ß ) ß) ) ß ) ß ß ) ) ) ß ß ) ß ßß ß ) ) ß) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß URABÁ ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ß ) ß) ) ß ß) ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß) ) ß ) ß) ) ) ß ß) ) ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ßß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ) ) ) ß ) ) ß ß ß ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ßß ß ) ) ß ß ) ß ß ) ) ß ) ) ß ß ß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß) ß ß ) ß ) ) ) ) ß ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ) ß ) ß )) ß ß ) ß ) ß ) ßß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ) ß ) ß ß ß ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ) ) ß ßß) ßß )) ) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ßß) ) ) ß ) ß) ß ) ) ) ß ß ß) ) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ßß) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß) ) ß ) ß) ) ß) ) ß ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ß ß ) ) ß ) ß ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ß) ) ß ) ß ß) ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ß ß) ) ß ß ß ) ß ) ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ß) ß) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ) ß ß ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ) ß ß ) ß ß ) ) ß) ß ) ß ß ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß) ß ) ß) ß ) ) ß) ß ) ß ß ß ) ßß ) ß) ß ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß) ) ß ) ß) ) ß ß) ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß) ) ) ß ß ß) ß ß ) ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß) ) ) ß ß) ) ß ) ß) ) ß ) ) ) ß ß ) ß ß ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß ß) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ß ) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ) ß ) ß ß ) ß ß ) ß ) ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß) ß ß ) ) ß ß ) ß ß) ß ) ß) ß ) ) ß ) ) ß ß ) ß )) ß ) ) ) ß ) ß ß ) ) ) ß ß ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ) ß ) ß ß ) ) ) ß ) ß ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß) ) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ß ) ß ) ß) ) ßß ß ) ) ß ß ß ) ß ) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß) ß ) ß ) ) ) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ßß ß ) ß ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ) ß ß ß ) ß ß ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ß) ) ß ) ß ) ß) ) ßß ß) ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ) ß ) ß ß ß ) ) ) ß ß ß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ) ß ) ß ) ) ßß)ß) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ) ß ß) ß ß ) ß ß ) ßß) ) ) ß ) ß) ß ) ) ß ß ) ) ) ß ß ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ) ß ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ßß) ) ß ) ß ) ß ) ß ß) ß ) ) ß ) ß) ) ß) ) ß ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ß) ) ) ß ) ß ß ß ) ß ) ß ß ß) ) ) ) ß ß) ß ) ß ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß) ) ß ß ) ) ß ) ß) ß) ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ß ß) ) ß ) ß ß ß ) ) ß ) ) ß ß ß ) ) ß ) ß ) ß) ) ) ß) ß ) ß ß ) ) ßß) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ß) ß ß ) ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß) ) ß ß ) ) ß ß ) ) ß ß) ) ß ß) ) ) ß ß ß) ß ) ß ) ) ß ß) ) ß ß) ß) ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ß) ) ) ß ß ) ß) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß) ) ß ß ) ) ß ) ) ß ß ) ß ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ) ß ) ) ß ß) ) ) ß ß ß ) ß) ß ) ß) ) ß ) ß) ß ) ß ß ) ) ß) ß ) ß ß ) ) ß ) ) ß ß ß ß) ) ) ß) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ) ß) ß) ß) ) ß ) ß ßß ) ) ) ß ) ß ß ß ) ß) ßß) ß ß ß) ) ) ß) ) ß ) ß ß) ) ß ) ß) ß ) ) ß ß ) ß ) ß) ß) ) ß) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ßß ) ß) ) ß ) ß ß ß ) ) ß ß ) ß ß ) ß ß ) ß ) ) ß) ) ß ) ) ß ß ß ) ) ß ß ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ß) ß) ) ß ) ß) ) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß) ß) ß ß) ) ß ß) ) ß) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ßß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ßß ) ß ) ) ß ) ß ) ßß ß ) ) ß) ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ßß ) ) ß ) ß ) ) ß) ß) ß ß ) ) ) ß ß ß ) ß ß ß) ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ß) ß ) ) ) ß ß ) ß) ß ) ) ß) ) ßß ) ß ß ß) ) ß ) ß) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ) ß) ) ß ) ß ß ) ) ß ß ß L L) A N O S O) R I E N T A L E S ß) ) ß ) ) ß ß)ß)ß)ß ß ) ß ßß) ) ß ß ß ) ) ß ) ß) ) ) ß ) ) ß ß ß ) ß ) ß ß ) ß ß ) ) ß ) ß ß ß ) ß ) ßß ß ß) ) ß ) ß) ß ) ß ) ) ß) ß ) ) ß ß ß ) ) ß) ) ß) ß ) ß) ) ß) ) ß ) ß) ß) ß ß ) ß) ß ) ß ß ) ) ß ) ß) ) ß ß ) ß ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß) ) ß ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ßß ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ß) ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ) ß) ) ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ) ) ß) ß ) ) ß ß) ) ß ß ) ßß ) ) ß ß ß ) ß ) ß ß ) ß ß ) ) ß ) ) ß ß) ß ß ) ) ß ) ß ß) ) ß ) ) ß ) ß ) ) ß) ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ) ß ß ß ) ) ß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß) ß ß ) )) ) ß ) ) ß) ) ß ) ß ) ß ß ß ß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ßß ß) ) ß) ß ) ) ß ß) ß ) ) ß) ß ß ß) ) ß) ) ß ß ) ß ß) ) ß) ) ß ß ) ß ) ß) ß ß) ) ß ) ß ß) ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß) ) ) ß ) ß ß) ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ßß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ß) ß ) ) ) ß ß ) ß ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ) ß ß ß ß) ) ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ß ß ) ) ß ß) ) ß ) ß ) ß ß ß) ) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß) ) ) ß ß ß ) ) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ß ß ß ) ß )ß) ) ) ß ß ) ) ) ß ß ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß) ß ß ßß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ß) ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß) ß ß ß ) ß ) ß) ) ß) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ß) ß ß) ) ß) ) ß ) ß) ) ) ß ß ) ß ß ) ß ß ß) ) ) ß) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß) ß ß) ) ) ß ß ) ßß ) ß) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß) ß) ) ß ) ß)ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ß ) ß ) ) ß )ß) ß ) ) ß) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ß ) ß ) ) ß) VALLE SUPERIOR ß ) ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ß ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß ß ) ß ß ) ß) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß) ) ß ) ) ß) ß) ß) )) ) ß) ) ß) ) ß ß ß ) ßß ß ) ß ) DEL MAGDALENA ) ß ) ) ß ) ß) ) ß ß ) ) ß ß ß ) ) ß) ) ß ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ) ß ß ß ß ) ) ß) ) ß) ) ß ) ß ß) ß) ) ) ßß ß) ) ß) ) ß) ß ) ßß ß ß) ß ) ß ) ß ) ß ß ß ) ß ß ) ß ß ) ) ß ) ß) ß ) ) ß ) ß ) ß L L A N O S O R I E N T A L E S ß) ) ß ) ) ß ß) ) ß ) ) ) ß)ß)ß)ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ) ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ß) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ) ß ß ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ß ß) ) ß) ß ß ) ß ) ) ß ß) ß) ß) ß ) ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ) ß ß) ß ) ) ) ß ß ) ) ß ß) ß) ) ) ) ß ß ß ß ß) ß) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ) ß ) ß) ) ) ß ß ) ß ß) ) ß) ) ß ) ß) ß) ) ß ß) ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ß ) ß) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß ß ) ß ß ) ) ß) ) ß) ß ) ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß) ß ) ß )ß) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ß ß ) ) ß) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ßß) ß ) ß) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ) ß ß) ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß) ß ) ) ß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß) ß) ) ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ßß ) ß ) ß) ) ß) ) ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ß ß ß) ) ß ) ) ) ß ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß) ) ) ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ) ) ) ß ß ß ß ) ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ß) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß) ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß)ß ) ß ) ) ß ß VALLE SUPERIOR ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ß ) DEL MAGDALENA ) ß ) ß ) ß) ) ß ) ß ) ß ß) ) ) ß ß ß) ) ß ) ßß ) ß ß) ) ß ) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ßß) ß ) ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ß) ) ß ) ß ß ) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) ) ) ß ) ) ß ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ) ) ß) ) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß) ) ß ß ) ß ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß) ) ß ) ß ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß) ) ) ) ß ß ) ß) ) ) ß ) ß ) ) ß ß ) ) ß) ß ) ß ) ) ß ß) ß) ) ß ß ß ) ßß ) ß ) ) ß) ß ß) ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ß ß) ) ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß) ) ß) ) ß ) ß ß ß ) ) ) ß) ß) ) ß ) ß C A G U A N - P U T U M AY O ) ß) ) ß ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ) ) ß ß ) ß ß ) ß ß ) ß ß ) ß ß ) ß) ) ß ) ß) ) ß ß ) ) ß ß ß) ) ß ) ) ß ) ß ) ) ß ß) ß ) ß ) ) ß) ß) ß ß ) ß ) ) ß ) ß ) ß ) ß) ß ) ß ß ) ß ß ) ß) ) ß ) ) ß ) ß ) ß

1400000

UM BO

) ß

8°0'0"N

CAT AT

8°0'0"N

LEYENDA

E

R

O

J

ß ) ß ) ß ) ß ) ) ß

1400000

H

A

A

U

G

O

A

R

ß ) ) ß

) ß

1400000

NA

1200000

LE

AG

DA

6°0'0"N

L

DE

IO

ED

L

A

IE

N

T

1200000

R

O

A

6°0'0"N

R

E

L

1000000

IL

D

R

O

O

C

L

4°0'0"N

A

T

N

IE

R

O

A

R

E

IL

L

1000000

D

800000

R

O

O

C

-

C

4°0'0"N

A

A

C

M

2°0'0"N

U

U

Í A

C

A

T

2°0'0"N

ºC/Km

M

LE

VA L

NA

LE

DA

AG

M

L

DE

IO

ED

M

LE

VA L

Í A

T

A

O

C H O C Ó

8°0'0"N

M

A M A G Á

O F F S H O R E

C H O C Ó

) ß

P

800000

ß )

C H O C Ó

O F F S H O R E

P R O F U N D O 4°0'0"N

4°0'0"N

1000000

PA C I F I C O

C O L O M B I A N O

6°0'0"N

P R O F U N D O

1200000

C H O C Ó

6°0'0"N

C O L O M B I A N O

) ß) ß

A M A G Á

8°0'0"N

1200000

1000000

ºC/Km

CA TA TU MB O

1400000

PA C I F I C O

En Colombia, la actividad exploratoria y de extracción de petróleo y gas ha permitido identificar niveles estratigráficos, medir volúmenes de agua y medir las temperaturas a lo largo de los pozos.

1800000 68°0'0"W

E

R

O

H

S

F

F

R

12°0'0"N

O

A

1600000 70°0'0"W

U

U

J

A

R

I

72°0'0"W

1800000

68°0'0"W

1400000

74°0'0"W

G

) ß ) ß

1600000

70°0'0"W

1000000

1800000

1600000

1600000

72°0'0"W

800000 76°0'0"W

12°0'0"N

1800000

1400000

74°0'0"W

600000 78°0'0"W

G

600000

78°0'0"W

600000

T

600000

800000

2°0'0"N

U

U

74°0'0"W

A

T

2°0'0"N

0°0'0"

C

0°0'0"

M

ß )

A

A

-

C

O

P

A

800000

Mapa de Gradientes Geotérmicos sobre Modelo Digital de Elevación

ß )

C

ß )

VA U P E S

) ß ) ß

400000

A M A Z O N A S

) ß) ß

) ß

400000

) ß REPÚBLICA ) ß ) ß DE COLOMBIA ) ß) ) ß DE MINAS Y ENERGÍA ) ß MINISTERIO ) ß ß ) ß ) ß) ß ) ß ) ß) ß) Instituto ) ß ß Colombiano de Geología y Minería. ) ß) ß de Hidrocarburos ) ß Agencia Nacional ) ß ) ß) ß) ) ß ß ) ß ) ) ß ) ) ) ß ß ß ) ß ß ) ) ß ) ß ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ß ) ß ) ) ß ß) ) ß ) ß) ) ß) ß ) ß ß ß ) ) ß) ß) ) ß C A G ) ß) ) ß ß ß ) ß ) ) ß ß ) ß ß MAPA ßß PRELIMINAR ) ß DE GRADIENTES GEOTÉRMICOS ß ) ß) ) ß) ) ß) ) ß ß ) ß ) ß ß) ) ß ) (Método BHT) ) ß ) ß ) ß ß) ) ß ß ) ) ß) ß) ß ß ) ) ß Autores: 2°0'0"S

600000

-

ß ) 600000

74°0'0"W

U A N

-

P U T U M AY O

2°0'0"S 5°0'0"N

5°0'0"N

INGEOMINAS-ANH 200000

200000

0°0'0"

Elaborado y Editado por:

0°0'0"

INGEOMINAS. Subdirección Recursos del Subsuelo. Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos INGRID ALVARADO

Figura 10. Gradientes geotérmicos en cuencas sedimentarias en Colombia. Tomado de Alfaro et al., 2009.

CLAUDIA ALFARO

5°0'0"N

WILSON QUINTERO

5°0'0"N

Rangos de Profundidades de Mediciones de Gradientes

Fuentes de Información: Datos de Temperaturas de Pozo ANH Capa de Cuencas Sedimentarias ANH

400000

50

2008 - INGEOMINAS - ANH 1:1'500.000 25

0

50

) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß ) ß

100 Km

4°0'0"S

Sistema Proyección : Transversa de Mercator Datum:Observatorio Astronómico de Bogotá Origen Coordenadas :74°04'51.30'' W, 04°35'36.57''N Falso origen (metros): N:1'000.000, E:1'000.000

REPÚBLICA DE COLOMBIA

500-1000 m 1000-2000 m 2000-3000 m 3000-4000 m 4000-5000 m

ß

<20 ºC/Km

ß

20-40 ºC/Km

ß

ß

CONVENCIONES

ß

40-60 ºC/Km

VA U P E S

74°0'0"W

Mapa de Gradientes Geotérmicos sobre Modelo Digital de Elevación

Pozo Cuencas Sedimentarias

-

A M A Z O N A S Area No Prospectiva

>60 ºC/Km

400000

Departamentos

5000-6000 m

Altitud (Metros)

Gradiente Máximo: 65,41 ºC/Km

4°0'0"S

Gradiente Minimo: 5,034 ºC/Km

>6000 m

74°0'0"W

74°0'0"W

0 MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA

0

Instituto Colombiano de Geología y Minería.

78°0'0"W

76°0'0"W

600000

74°0'0"W

800000

1000000

72°0'0"W

1200000

70°0'0"W

68°0'0"W

1400000

1600000

1800000

2°0'0"S

Agencia Nacional de Hidrocarburos

53

74°0'0"W

2°0'0"S

MAPA PRELIMINAR DE GRADIENTES GEOTÉRMICOS (Método BHT) Autores:

5°0'0"N

5°0'0"N

INGEOMINAS-ANH 200000

200000

Elaborado y Editado por: INGEOMINAS. Subdirección Recursos del Subsuelo. Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos INGRID ALVARADO CLAUDIA ALFARO WILSON QUINTERO Fuentes de Información:

5°0'0"N

5°0'0"N

Rangos de Profundidades de Mediciones de Gradientes

CONVENCIONES

INVESTIGACIÓN Porosidades y permeabilidades favorables Los principales reservorios en las cuencas de Colombia son unidades siliciclásticas de edades Cretácico tardío a Paleogeno, las cuales cubren rocas del Paleozoico y basamento cristalino.

Las tendencias de valores de porosidad de estas formaciones en cuencas como Los Llanos están ampliamente distribuidas alcanzando valores de hasta el 20%. Los rangos de permeabilidades se encuentran entre 20 y 300 mD en promedio (ANH, 2011). (Figura 12 y 13). Estos valores están dentro de los rangos sugeridos para una transitividad efectiva en un sistema geotérmico a profundidades mayores a 3 km. (Allis y Moore, 2014) (Figura 11).

Estos parámetros favorecen que dichas formaciones funcionen como corredores de enormes volúmenes de agua que en gran medida tienen naturaleza meteórica. Adicionalmente, por ser las unidades estratigráficas más basales la transferencia de altas temperaturas debido a los elevados gradientes geotérmicos es mayor, haciendo que sean las secuencias más favorables para prospectar la extracción de fluidos calientes. (Figura 14).

Circulación de fluidos y flujo de calor El sistema de circulación de fluidos en los yacimientos de las cuencas sedimentarias de Colombia es complejo. Los marcadores geoquímicos presentes en el agua tienen indicadores que sugieren procesos de infiltración y circulación de agua de la superficie, la cual desplaza, mantiene la presión en los yacimientos, diluye el agua de formación e influye en el sistema termal como una condición de borde para el modelamiento. Esta condición de acuífero infinito para los yacimientos con un corte de agua por encima del 80% hace de esta una abundante fuente de energía. Un análisis jerárquico de estos estudios permite diferenciar familias de aguas y tendencias para sectorizar estos procesos y asociarlos a variaciones en los gradientes termales a lo largo de las cuencas.

Figura 11. Tipos de sistemas geotérmicos y petrolíferos basados en sus características de temperatura-profundidad. Modificado de Allis & Moore, 2014.

Figura 12. Histograma de porosidad promedio unidades Cretácicas (Fm. Guadalupe).

Tomado de ANH, 2011.

Figura 13. Plot de porosidad/permeabilidad en unidades Cretácicas. Tomado de ANH, 2011.

54

Figura 14. Ejemplo de Unidades de Flujo hidrogeológico usando como corredor unidades estratigráficas regionales. Tomado y modificado de Gómez-Moncada et al, 2020 y Caballero, 2019.

Figura 15. Ejemplo de Distribución regional de la salinidad para las formaciones Une y Mirador.

Tomado de González-Penagos et al, 2014.

La distribución de la composición regional de las aguas en las cuencas muestra igualmente variaciones en la circulación de fluidos para cada reservorio (Figura 15).

Los fluidos hidrotermales presentan por lo general una alta salinidad reflejo de la interacción mineral de la roca o una eventual fuente profunda de fluidos.

Existen una serie de datos sobre la salinidad y la temperatura de estas aguas en Colombia, que permiten establecer relaciones isotópicas de estas aguas y mostrar tendencias sobre la influencia de recargas por agua meteórica en yacimientos profundos y su impacto en el flujo de calor de la cuenca (Figura 16).

Sin embargo, pese a que ya existen algunos indicadores que permiten zonificar áreas con potenciales diferencias termales, es necesario realizar una correcta medida de la temperatura del agua en superficie y adicionar nuevas campañas de muestreo incluyendo metales que permitan identificar zonas con aguas de origen profundo que posiblemente sugieren fuentes termales de mayor temperatura.

Se pretende con la integración y análisis de esta información, direccionar actividades exploratorias, y el desarrollo y producción de proyectos geotérmicos en las cuencas sedimentarias de Colombia a través de la construcción de metodologías analíticas para evaluar los recursos y reservas geotérmicas en los campos de producción de Ecopetrol.

Los estudios deben ayudar a proyectar el uso de los pozos candidatos de abandono, cuyas temperaturas de agua sean registradas en el rango de 80 a 120 grados centígrados, para hacer aprovechamiento del calor del agua de producción por la capacidad térmica del subsuelo, lo que permitirá hacer una extensión de la vida de los activos de producción de hasta 25 años.

El objetivo de estos proyectos es impulsar la generación de energía eléctrica a partir de la capacidad térmica del subsuelo.

Figura 16. Ejemplo de relación isotópica de aguas y sus orígenes.

Tomado de González-Penagos et al, 2014.

55

INVESTIGACIÓN Desde la ingeniería aplicada De acuerdo con los alcances y las temperaturas esperadas, el proyecto de geotermia se organiza de la siguiente forma: Baja entalpía (<90°C): Utilizar directamente el agua de producción a temperaturas menores de 90°C, o complementar con el uso en superficie de fuentes de calor externas al yacimiento propias de la operación, para calentar el agua de producción y generar energía eléctrica. (Figura 17).

Media Entalpía (90°C-150°C): Aprovechamiento del fluido de producción caliente evitando su movilización en grandes distancias que pueden ocasionar la pérdida de temperatura en la movilización hacia la planta de producción. (Figura 18).

Alta entalpía (>150°C): Perforación de pozo localizado en la zona con las mejores temperaturas

identificadas de las cuencas y con la profundidad necesaria para encontrarlas. (Figura 19).

Marco normativo La Ley 1715 de 2014 tiene por objeto, incentivar la penetración, inversión, investigación y en general promover el desarrollo y la utilización de las fuentes no convencionales de energía, mediante esta es posible acceder a los incentivos tributarios tales como deducción especial del impuesto sobre la renta, depreciación acelerada, exclusión del IVA en la adquisición de bienes y servicios, y exclusión del gravamen arancelario.

Alcance futuro de los proyectos geotérmicos El objetivo de estos proyectos es impulsar, la generación de energía eléctrica a partir de la capacidad térmica del subsuelo representada en superficie por las altas temperaturas de los

fluidos de producción en los pozos de las Cuencas Colombianas.

Los proyectos de evaluación geotérmica en las Cuencas Colombianas deben ser orientados a: • Adelantar estudios de evaluación de potencial de recursos y reservas.

• Realizar estudios de ingeniería preconceptual.

• Construir diagnósticos y estrategias de viabilidad ambiental.

• Identificar oportunidades que permitan aprovechar los recursos existentes y extender la vida útil de los actuales proyectos.

• Promover la regulación para el desarrollo de proyectos geotérmicos en Colombia.

Figura 17. Esquema de aprovechamiento de recurso geotérmico de baja entalpía (<90C°) en campos de petróleo.

Figura 18. Esquema de aprovechamiento de recurso geotérmico de media entalpía (90C°-150C°) en campos de petróleo.

56

Figura 19. . Esquema de aprovechamiento de recurso geotérmico de alta entalpía (>150C°) en campos de petróleo.

Con el desarrollo de estos proyectos se pueden apalancar beneficios como: a) El aprovechamiento de fuentes energéticas, que permite dar uso al calor del agua de producción y sistema de gases de combustión; b) La reducción de emisiones de CO2, que trae como beneficio la mitigación de pagos por emisiones y la reducción de la huella de carbono; c) La venta de certificados de CO2- carbono neutral, con lo cual se contribuye a la generación de ingresos incrementales.

Las ERNC (Energías Renovables No

Bibliografía

Convencionales) son un atractivo de inversión de la banca mundial multilateral y organizaciones globales, así que los proyectos geotérmicos pueden apoyarse y apalancarse en estos mecanismos.

Beneficios tributarios para ERNC, UPME (Unidad de Planeación Minero-Energética), MinCiencias y apoyo del Ministerio de Minas y Energía, son también parte de los beneficios que pueden traer a las compañías de hidrocarburos realizar sus inversiones en estos proyectos.

Dickinson, M.H. and Fanelli, M. (2003). Geothermal energy: utilization and technology. UNESCO, Renewable Energy Series, New York, p 206. ISBN 978-92-3-103915-7.

Basin and Northern Magdalena Basin. In D. Gómez, J. and MateusZabala (Ed.), The Geology of Colombia,Volume 3 Paleogene – Neogene (p. 48). Servicio Geológico de Colombia. https://doi.org/10.32685/pub. esp.37.2019.10 Gascuel, V., Bédard, K., Comeau, F. A., Raymond, J., & Malo, M. (2020).

Geothermal resource assessment of remote sedimentary basins with sparse data: lessons learned from Anticosti Island, Canada. Geothermal Energy, 8(3), 32. https://doi.org/10.1186/s40517-020-0156-1 Gómez-Moncada R. (2020). Hidrodinamismo y su impacto en la Acumulación y producción de Hidrocarburos. Conferencia Técnica ACGGP. Gonzalez-Penagos, F., Moretti, I., France-Lanord, C., & Guichet, X. (2014). Origins of formation waters in the Llanos foreland basin of Colombia: Geochemical variation and fluid flow history. Geofluids. https://doi.org/10.1111/gfl.12086 International Energy Agency Outlook IEA (2020). The Oil and Gas Energy Transition. World Energy Outlook special report.

Marzolf, N. (2014). Emprendimiento de la Energía Geotérmica en Colombia. Banco Interamericano de Desarrollo. División de Energía. II. ISAGEN. III. Título. IV. Serie. IDB-MG-215.

Mesa, S. L., Orjuela, J. M., Ortega, A. T., & Sandoval, J. A. (2018).

Revisión del panorama actual del manejo de agua de producción en la industria petrolera colombiana Review of the current state of wastewater management in the Colombian oil industry. Gestión y Ambiente, 21(1), 87–98.

Muffler, L. J. P., & Guffanti, M. (1979). Assessment of Geothermal Resources of the United States - 1978. In Geological Survey Circular (United States).

Cuadrado-Peña, I. G., Colorado-Granda, A. F., Cobos-Gómez, J. C., & Vásquez-Rueda, J. C. (2015). Estudio de Factibilidad para la Implementación de un Ciclo Orgánico de Rankine en Pozos de Extracción de Petróleo. Revista EIA, 12(23), 137-148.

Aguilera, P., Alfaro, C., Arcila, A., Blessent, D., Rueda, J., & Llamosa, O. (2019). Colombia - a geothermal opportunity. 41st New Zealand Geothermal Workshop, 11.

Alfaro, C., Alvarado, I., Quintero, W., Vargas, C., & Briceño, L. A. (2009).

Mapa preliminar de gradientes geotérmicos de Colombia.

Alfaro, C., Ballesteros, I., & Manrique, A. (2010). Mapa prelimiar de flujo de calor terrestre en la cuenca de los Llanos Orientales (SGC (ed.); p. 257). SGC. Allis, R., & Moore, J. (2014). Can deep stratigraphic reservoirs sustain 100 MW power plants? Transactions - Geothermal Resources Council, 1–8.

ANH. (2011). Petroleum Geology of Colombia. Geology and Hidrocarbon Potential Llanos Basin.

Babaei, M., & Nick, H. M. (2019). Performance of low-enthalpy geothermal systems: Interplay of spatially correlated heterogeneity and well-doublet spacings. Applied Energy, 253, 19. https://doi.org/10.1016/j. apenergy.2019.113569 Bachu, S., Ramon, J. C., Villegas, M. E., & Underschultz, J. R. (1995).

Geothermal regime and thermal history of the Llanos Basin, Colombia.

American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 79(1), 116–129. https://doi.org/10.1306/8d2b14d0-171e-11d7-8645000102c1865d Bernal, N., Ramirez, G., & Alfaro, C. (2000). Mapa Geotérmico de Colombia, Versión.

Caballero, V. M., Rodríguez, G., & Al., E. (2020). From Facies Analysis, Stratigraphic Surfaces, and Depositional Sequences to Stratigraphic Traps in the Eocene – Oligocene Record of the Southern Llanos

57

JÓVENES

Vacío generacional del conocimiento en la industria energética en Colombia

L

os últimos cinco años han sido devastadores para la fuerza laboral dedicada a la industria de los hidrocarburos en Colombia. Pasando por la caída de los precios del petróleo en 2016, hasta los actuales efectos del COVID – 19 en la economía mundial, es evidente que los principales afectados por dicha inestabilidad han sido los profesionales dedicados a este sector, entre los que se encuentran la geología y la ingeniería de petróleos.

Este comportamiento variante de los precios ha conllevado a que unas de las primeras medidas tomadas por las compañías haya sido reducir su fuerza laboral y detener muchos procesos de contratación de recién egresados que

se estuviesen llevando a cabo. Entre las consecuencias principales de esta baja vinculación de nuevas generaciones durante los últimos cinco años, está un inevitable vacío generacional en la transferencia de conocimiento, donde una generación completa de geólogos e ingenieros de petróleos no han tenido la oportunidad de recibir y aprovechar el conocimiento de profesionales con años de experiencia, que, dadas las circunstancias, estarán más cerca de buscar su retiro y nuevas oportunidades.

Puede que durante estos momentos de crisis los efectos de esta ruptura en la transferencia de conocimiento no sean evidentes. Sin embargo, es

58

Juan Pablo Ramos Vargas Profesional Técnico en Geología Asociación Colombiana de Geólogos y Geofísicos del Petróleo (ACGGP)

Entre las consecuencias principales de la baja vinculación de nuevas generaciones, está un inevitable vacío generacional en la transferencia de conocimiento.

una consecuencia catastrófica no sólo para los nuevos profesionales, sino para todos los actores del sector de hidrocarburos y para los desarrollos asociados al nuevo conocimiento que se produzca.

Consecuencias para las compañías La falta de preparación laboral de las nuevas generaciones genera un grave riesgo para la industria minero-energética de pasar años sin reemplazos adecuados para posiciones críticas dentro de las compañías, o de ascender a profesionales que no están del todo preparados para asumir dichas posiciones.

Por ello, comenzar a implementar planes de entrenamiento, acompañados de proyecciones de relevo generacional con jóvenes profesionales, garantiza a cualquier compañía un desempeño continuo y efectivo en el largo plazo. La vinculación de estas generaciones de relevo, se debe basar en una cultura de aprendizaje y liderazgo comprometido con el entrenamiento de aquellos que serán los futuros líderes.

Son muchas las industrias que han entendido que sus equipos profesionales son el mejor activo con el que cuentan y se han comenzado a centrar más en ellos que en los proyectos y los clientes. Cuando las compañías no tienen en cuenta este factor decisivo, se genera un proceso que actualmente está sufriendo el sector minero-energético en Colombia, de pérdida de personal talentoso y capacitado, especialmente en los profesionales más jóvenes del mercado.

Empresas como Telefónica, Unilever, Jerónimo Martins y Bavaria han comenzado a implementar programas de entrenamiento y crecimiento profesional en nuevas generaciones, basados en que son los individuos los que marcan la diferencia entre cada compañía.

Para estas organizaciones, fomentar el talento y liderazgo en jóvenes conlleva una ventaja competitiva sobre su entorno en los próximos años, ya que propician el entrenamiento de profesionales basado en sus necesidades, los cuales a su vez, serán capaces de sostener los nuevos desafíos con ideas innova-

doras, aterrizadas a la actualidad y con proyecciones de crecimiento para la compañía. Por estas razones es que, en “Global Generations”, un estudio global sobre el mercado laboral, se resalta que “para el año 2025, el 75% de la fuerza laboral mundial estará formada por millenials”, tendencia a la cual la industria energética en Colombia no se está proyectando para hacer parte.

Las crisis petroleras de mediados de los años 80 y finales de los años 90, llevaron a una primera pérdida de fuerza laboral y un primer vacío generacional en el conocimiento en la industria petrolera en Colombia. A comienzos de este siglo, cuando los precios del crudo se empezaron a recuperar, no se tenían suficientes ingenieros de petróleos y geólogos graduados para contratar.

Veinte años después, esta situación se está volviendo a presentar y parece que con consecuencias mucho más devastadoras.

Consecuencias en las universidades Jóvenes profesionales brillantes están comenzando a buscar nuevos caminos lejanos a la industria del Oil & Gas, y se estima que la cantidad de estudiantes que tienen la intención de aplicar a

59

A comienzos de este siglo, cuando los precios del crudo se empezaron a recuperar, no se tenían suficientes ingenieros de petróleos y geólogos graduados para contratar.

JÓVENES programas de geología e ingeniería de petróleos en el país se ha ido reduciendo constantemente. Esto conducirá, sin duda, a que una de las industrias más importantes para la economía colombiana sufra uno de los efectos más devastadores para cualquier sector: la falta de personal calificado para llevar a cabo los trabajos.

Para el caso de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, los puntajes de admisión para la carrera de geología han venido disminuyendo desde el año 2015. Mientras que en el año 2014 la carrera se posicionó como la más difícil para ser admitido en toda la sede debido a su alta demanda, actualmente la cantidad de jóvenes que aplican a geología como primera opción es considerablemente menor, hecho que se puede evidenciar con la constante caída de los puntajes de admisión para nuevos estudiantes de geociencias (ver Figura 1).

Asimismo, esta situación se observa en varios departamentos de ingeniería de petróleos en Colombia. Recientemente, la Universidad de América, una de las escuelas más importantes del país, tomó la decisión de abrir un nuevo programa de Ingeniería en Energías, lo cual es una decisión coherente con los procesos de transición energética global, pero evidencia que las facultades enfocadas en el sector petrolero están perdiendo el interés de los jóvenes en el país; lo anterior está obligando a las universidades y grupos de investigación a buscar nuevos caminos lejanos al sector de los hidrocarburos.

Importancia para el sector Cabe resaltar las palabras del Ministro de Minas y Energía, Diego Mesa, quien ha insistido en que la industria de los hidrocarburos será fundamental para la reactivación social y económica del país, al “aprovechar los recursos que tenemos en yacimientos convencionales, no convencionales y costa afuera”.

Sin embargo, este esfuerzo conjunto como gremio será ineficiente a largo plazo si no se cuenta con la participación de aquellos que liderarán los procesos de transición y abastecimiento energético en las próximas décadas.

Justo en el momento en que el precio del crudo se comience a recuperar, se comenzarán a contratar profesionales con años sin ejercer su profesión, con poca experiencia en el ámbito laboral y menos capacitados para llevar a cabo las funciones que una empresa del sector requiere para tener éxito.

Sería más prudente, por parte de las compañías, empezar a entrenar a estas nuevas generaciones desde ahora, no solo con un enfoque técnico, sino también de liderazgo corporativo, y con conciencia social y ambiental, para que en el momento que los precios se empiecen a recuperar, cuenten con un personal adaptado y capacitado para realizar aquello por lo cual están siendo vinculados. Teniendo en cuenta los aspectos financieros de tal iniciativa, las empresas lograrán encontrar una forma más efectiva de reducir gastos que aplazando la contratación de jóvenes profesionales, cuyos salarios no son considerablemente altos.

Mientras tanto, es necesario sacar el mayor provecho a estos momentos de crisis. Sin la presión de un taladro cercano para muchas compañías, sería un excelente momento para volver a estudiar prospectos que por falta de tiempo no se volvieron a revisar, organizar la información técnica disponible, realizar nuevas interpretaciones en cuencas poco exploradas y comenzar a aplicar procesos de ciencia de datos y analítica en la información de cada compañía. Todo esto de la mano de

Información tomada de la página admisiones.unal.edu.co

Figura 1. Puntaje del último estudiante admitido para el programa de Geología, UNAL Sede Bogotá, 2012-2020.

60

No se debe olvidar que las nuevas generaciones serán los futuros líderes que llevarán a cabo la mayoría de los procesos de sostenibilidad y transición energética.

esta nueva generación de profesionales para la industria energética.

Invitación para las nuevas generaciones Las dos crisis que se han tenido que afrontar durante los últimos cinco años, sin duda han afectado el desarrollo profesional como geólogos e ingenieros de petróleos. Sin embargo, no se debe olvidar que las nuevas generaciones serán los futuros líderes que llevarán a cabo la mayoría de los procesos de sostenibilidad y transición energética que se enfrentarán en las próximas décadas. Por ello, se debe mantener motivados a los nuevos profesionales y seguir adquiriendo fortalezas y conocimientos que les permitan estar capacitados para este futuro cercano.

Es evidente que muchos estarán buscando oportunidades en otros sectores, lo cual es fabuloso. A los científicos de la tierra e ingenieros de petróleos se les deben abrir nuevas áreas, entre ellas la transición energética. Las energías renovables serán sin lugar a duda un tema fundamental en los programas de sucesión de las compañías y los gobiernos en las próximas décadas, y los conocimientos y habilidades adquiridos durante varios años

61

de estudio deben ser puestos a disposición de estas fuentes de energía.

Estas profesiones han creado expertos en la adquisición, análisis e interpretación de datos, y también en buscar la forma de evaluar proyectos potenciales de alto riesgo. Los geólogos e ingenieros están formados para adaptarse a cambios bruscos en diferentes condiciones de trabajo, aprendidas en las salidas de campo, a llevar a cabo jornadas de trabajo e interpretación en condiciones abrumadoras, a presentar y solucionar problemas, a escribir y plasmar en gráficos lo que se observa.

Todas estas habilidades son invaluables para poder desempeñarse en cualquier área y abrirse hacia nuevas industrias.

Asimismo, para aquellos que estén interesados en hacer parte del sector de los hidrocarburos, se debe mantener la motivación y conciencia de que la geología y la ingeniería de petróleos son profesiones maravillosas y esenciales que nadie más podrá llevar a cabo.

La transformación digital será una herramienta útil para acelerar todos los flujos de trabajo, pero el conocimiento del subsuelo y de la forma cómo extraer sus recursos serán habilidades únicas de estas carreras. Las crisis servirán sin

JÓVENES

duda para una cosa en especial, hacer más fuertes y resilientes ante las adversidades a los nuevos profesionales de las ciencias de la tierra.

Esta es una invitación a continuar en la búsqueda, a seguir aprendiendo y transmitiendo su conocimiento en todos los lugares a los que vayan. Si piensan en salir del sector minero-energético, no sientan que han fallado, ya que sus habilidades los hacen útiles para cualquier compañía que les podrá brindar equilibrio, estabilidad y nuevos conocimientos. Para los que buscan continuar su camino en la energía, la demanda volverá. Prometo hacer todo lo que pueda para ayudarnos mutuamente como jóvenes profesionales, que estamos orgullosos de nuestras profesiones y tenemos el deseo de aportar todo nuestro conocimiento a la sociedad.

Invitación para las asociaciones profesionales y compañías del sector Aún no es tarde para contrarrestar el efecto que esta baja vinculación de nuevos profesionales podría tener en nuestra industria. Es necesario que se comience desde ahora a desarrollar programas y proyectos que busquen fomentar la participación de aquellos jóvenes que durante los últimos años no han podido integrarse al mercado laboral.

Extiendo la invitación a la Sociedad

Colombiana de Geología (SCG), Consejo Profesional de Geología (CPG), Instituto Colombiano del Petróleo (ICP), Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH), Asociación Colombiana del Petróleo (ACP), Cámara Colombiana de Petróleo, Gas y Energía (Campetrol), Asociación Colombiana de Ingenieros de Petróleos (ACIPET), Consejo Profesional de Ingeniería de Petróleos (CPIP) y Society of Petroleum Engineers (SPE Colombia) a que fomenten progresivamente la transmisión de conocimiento y de oportunidades laborales a los nuevos profesionales en el mercado laboral colombiano y a apostarle a las relaciones académicas y de aprendizaje mutuo entre las compañías y las universidades, buscando que los programas de geología e ingeniería de petróleos se vean fortalecidos.

El rol de las organizaciones profesionales, como la ACGGP, es fundamental en este fomento, ya que cuenta con la posibilidad de conectar profesionales con empresa y aportar en el proceso formativo de los primeros, dada su comprensión de los retos de los segundos. Esta será, sin lugar a duda, una decisión que beneficiará al conocimiento científico en nuestro país, a los departamentos de ciencias e ingeniería en las universidades y a una de las industrias que impulsa el crecimiento económico en Colombia y es un motor de su inversión social.

62

Esta es una invitación a continuar en la búsqueda, a seguir aprendiendo y transmitiendo su conocimiento en todos los lugares a los que vayan.

63

Energía&

Geociencias

Paute con nosotros

Su marca, sus eventos, ofertas de empleo, y mucho más.

Haga su compañía visible!

Calle 125 No. 20 – 70 Of. 505 , Bogotá, Colombia www.acggp.org ACGGP

@acggp_energia

@acggp_energia

acggp