Este artículo fue publicado originalmente en Mining.com
La geotermia puede ser la solución energética para que el sector minero peruano optimice su plan de gestión energética, reduzca costos, mejore ESG y priorice el consumo de agua.
Energía geotérmica: un caso para el sector minero en el Perú
La minería nunca ha sido considerada una industria "verde". La industria ha logrado grandes avances en la última década, pero aún lucha con la opinión pública, las políticas gubernamentales y el cambio social hacia iniciativas de energía verde. La industria minera en su conjunto consume mucha energía, y una fuente afirma que casi el 80 por ciento de la electricidad mundial es utilizada por la industria minera, equivalente a la suma total del uso de energía de Australia, México, Corea del Sur, Italia y Canadá (The World Counts, 2022). Aunque es discutible (y ciertamente incorpora una serie de suposiciones subyacentes), el hecho general es que la industria minera es una de las industrias que más energía consume en el mundo y la mayor parte de esta energía proviene de la quema de combustibles fósiles, lo que convierte a la industria en una de las mayores fuentes de todas las emisiones de CO2.
En un clima global en constante cambio, con más presión que nunca para priorizar las operaciones comerciales sostenibles, el sector minero debe explorar soluciones energéticamente eficientes para compensar el consumo de energía y optimizar los recursos hídricos.
En teoría, la minería puede reducir su uso de energía y sus emisiones de GEI mediante la utilización de una variedad de opciones de energía limpia, incluida la eficiencia energética, la recuperación de energía, la energía renovable y la captura de carbono. Para abordar completamente las dificultades relacionadas con la energía que enfrenta la industria minera, se necesitará una combinación de soluciones energéticas.
La energía solar y la eólica han visto una mayor inversión por parte del sector minero y son la aplicación de tecnología de energía renovable más común en las operaciones mineras en la actualidad. Si bien ambos tienen ventajas y contribuyen a la industria, ambos también tienen importantes contratiempos. Tanto la energía solar como la eólica requieren una fuente de energía de respaldo o un costoso almacenamiento de energía durante la intermitencia (principalmente por el clima), muchas veces recurriendo a combustibles fósiles. Sin embargo, la geotermia como fuente de energía puede sortear estos problemas y tiene el potencial de proporcionar un medio de carga base sostenible para compensar el consumo con un factor de alta capacidad. El desarrollo geotérmico amplía el acceso a fuentes de agua que de otro modo serían inalcanzables, además de proporcionar un mecanismo para la reinyección de agua para la optimización y la reducción de desechos. Esto puede reducir la dependencia de una mina de los cada vez más escasos suministros de agua dulce que ya son muy buscados y vitales para sustentar a las poblaciones locales.
Como se describió en nuestro artículo anterior, El desafío energético de la minería: un caso a favor de la geotermia [enlace], existe una correlación de ubicación entre los minerales preciosos que se forman a lo largo del tiempo y los recursos geotérmicos que se producen a partir de los mismos sistemas volcánicos. En otras palabras, el mapa de generación y oportunidades de energía geotérmica a escala comercial se superpone estrechamente con la infraestructura minera existente y presenta un caso convincente para el desarrollo geotérmico.
Una mirada más profunda al Perú
Hay al menos 16 volcanes activos en el sur del Perú, lo que indica que hay una cantidad accesible de calor para explorar para aplicaciones geotérmicas. Una mina de oro o cobre que opere en el sur del Perú podría explorar la geotermia para generar energía e independencia energética. Los gastos de exploración de capital asociados con esto se justificarían aún más sabiendo que la mina puede diversificar el recurso para aplicaciones como lixiviación en pilas, desalinización o quizás convertirse en la próxima región para la extracción de litio a partir de salmueras geotérmicas. Para la industria minera con operaciones en el sur del Perú, identificar la viabilidad de la geotermia ayudaría a determinar el valor que podría generar en sus esfuerzos por ponerse al frente de la transición energética.
Estudios muestran un potencial geotérmico de más de 3.000 MW en el Perú (Informe Final del Plan Maestro de Desarrollo de la Energía Geotérmica en el Perú, JICA, 2012). En perspectiva, si se desarrollara incluso el 60% de ese potencial, Perú se ubicaría entre los cinco primeros países del mundo con capacidad total de generación de energía geotérmica, detrás de líderes mundiales como Estados Unidos (3.722MW), Indonesia (2.286MW) y Filipinas (1.928MW) (ThinkGeoEnergy, 2021).
Figura 1: Mapa superpuesto del potencial geotérmico en relación con las principales operaciones mineras
Energy Development Company, líder en geotermia en Filipinas, tiene un gran interés en desarrollar la energía geotérmica en Perú (EDC Perú). La compañía tiene planes de invertir más de mil millones de dólares para construir al menos dos plantas geotérmicas en Arequipa y Moquegua. El plan tentativo será producir inicialmente 200 MW con potencial de expandirse hasta 350 MW en futuras entregas. Se estima que sólo la central eléctrica de Arequipa puede suministrar electricidad a 385 mil hogares, es decir, casi el 90% de las familias de Arequipa. Cualquier planta adicional tendría el potencial de abastecer directamente las operaciones mineras u otras industrias en el área.
Más del 50% del potencial de energía geotérmica del Perú se concentra en la región sur del país. Las plantas geotérmicas en esta región podrían sumar hasta un 2% de crecimiento económico adicional cada año en la región de Arequipa; impactando directamente la reducción de la pobreza y el avance de la comunidad. Las estimaciones indican que este proyecto por sí solo generaría entre un 25% y un 43% de empleo sostenible adicional y mejoraría drásticamente el bienestar de la región, incluidas las comunidades mineras.
Sin embargo, para que esto sea posible se requieren políticas públicas. Estas políticas incluirían agregar la energía geotérmica a los planes energéticos del país y permitirían a los peruanos aprovechar el recurso y los beneficios indirectos.
Una forma de acelerar estas políticas sería incluir al sector minero peruano como compradores o productores influyentes de energía geotérmica.
Geotermia y Minería
Las aplicaciones de la geotermia en la industria minera son enormes y varían según la operación y los minerales explotados. El siguiente diagrama de Lindal describe algunas de las muchas aplicaciones en relación con la temperatura del recurso (vapor saturado o agua caliente).
Figura 2: Diagrama de Lindal: aplicaciones mineras que utilizan recursos geotérmicos, Patsa 2015
A continuación se detallarán varias aplicaciones de la geotermia con ejemplos que incluyen lixiviación en pilas, desalinización y extracción de litio.
Lixiviación en pilas
La lixiviación en pilas es un proceso de bajo costo utilizado en más de 120 minas en todo el mundo para extraer minerales del mineral en bruto. Las reacciones químicas involucradas en el proceso se pueden acelerar calentando la pila. En muchas minas esto se puede hacer utilizando calderas de gas/petróleo donde se requieren grandes cantidades de combustible y se deben transportar constantemente a largas distancias hasta la mina. Hay ejemplos de minas que utilizan fluido geotérmico como fuente de calor, como la mina Florida Canyon en el estado de Nevada, EE. UU.
Figura 3: Mina Florida Canyon operada por Argonaut Gold (https://www.argonautgold.com/English/assets/operations/Florida-Canyon/default.aspx)
Otras minas también han considerado esto, como la mina de cobre Collahuasi en Chile. Realizaron un estudio de viabilidad utilizando fluidos geotérmicos para mejorar la lixiviación en pilas en el sitio. Se identificó que un recurso geotérmico de mayor temperatura podría aportar mejoras a su sistema actual, que calentaba el refinado a 35 grados utilizando diésel. El estudio indicó que los niveles de producción de cobre podrían aumentar en un promedio de 1,2% por cada grado centígrado de cambio en la temperatura del refinado. Un estudio separado identificó que calentar cianuro podría aumentar la extracción entre un 5% y un 7% en minas de oro y plata dependiendo de la temperatura a la que se calienta (Bloomquist, 2006).
Desalinización
No sólo se requiere agua dulce para diversos procesos a lo largo de las operaciones mineras, sino que también es necesaria para sustentar a un gran número de trabajadores mineros en ubicaciones remotas que a menudo tienen acceso restringido al agua potable. Cada vez más minas recurren a la desalinización para proporcionar los volúmenes necesarios de agua potable, por ejemplo en Escondida, El Abro y Chuquicamata en Chile.
La geotermia se puede utilizar para generar electricidad para alimentar una planta desalinizadora, o los propios fluidos geotérmicos se pueden utilizar para producir agua potable. Este tipo de solución está ganando interés a medida que los suministros de agua dulce se ven sometidos a una presión cada vez mayor en todo el mundo. También podría verse en las regulaciones mineras en un futuro cercano, con países como Chile tratando de exigir que las minas que consumen más de 150 L/s incluyan la desalinización en sus procesos mineros. Magnuvis, una nueva empresa de tecnología limpia de Nueva Zelanda, es pionera en un sistema modular que aprovecha el calor geotérmico y residual para generar energía y desalinizar agua para múltiples usos comerciales o comunitarios.
Extracción de Litio
Se ha descubierto extracción de litio de aguas geotérmicas en Cornualles, Alemania, Nueva Zelanda y Estados Unidos. Recientemente se han desarrollado proyectos geotérmicos centrados en la extracción de litio para el mercado de vehículos eléctricos (EV) en el Mar de Salton, en el sur de California, que es ampliamente reconocido como una región geotérmica madura.
Figura 4: Diagrama de extracción de litio de salmueras geotérmicas en el área del Mar de Salton en California (recursos térmicos controlados)
Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU. publicaron una revisión de las tecnologías pasadas y actuales para extraer minerales de salmuera geotérmica. La revisión encuentra que se espera que las salmueras geotérmicas en la región del Mar de Salton en California sean una importante fuente nacional de litio en el futuro, aunque con algunos desafíos importantes de infraestructura que deben optimizarse.
Más allá de la electricidad
Si el ciclo de vida de desarrollo de la generación de energía geotérmica parece injustificable, o el recurso simplemente no está lo suficientemente caliente, no lo descarte por completo. La geotermia se puede aprovechar para algo más que la generación de energía. La diversidad de aplicaciones que pueden examinarse para determinar su viabilidad comercial podría ser más adecuada para calefacción y refrigeración, agricultura y calefacción de procesos industriales, como se ilustra a continuación.
Los beneficios y aplicaciones de la geotermia van mucho más allá de la generación de electricidad. Ya sea que estos ayuden al resultado final de la operación minera o se pongan a disposición de las comunidades vecinas para generar la codiciada licencia social para operar, los beneficios son evidentes.
Independientemente de si el recurso produce electricidad o calor, o del uso final, la inversión en este recurso sostenible puede conducir a resultados rentables, como créditos fiscales para energías renovables o incentivos de sostenibilidad específicos de cada país. Esto es cierto incluso antes de considerar los ahorros de costos asociados con la compensación de costosas compras de energía, el consumo de combustible o nuevas fuentes potenciales de ingresos derivadas del calor o el agua.
Figura 5: Beneficios geotérmicos más allá de la electricidad
Con tantas minas/empresas posicionadas para capitalizar los recursos geotérmicos, ¿qué las detiene? A menudo se descubre que, sin el asesoramiento experto adecuado, muchas personas desconocen los beneficios que podría proporcionar la geotermia o tienen dificultades para presentarla como una solución creíble con cifras adecuadas que la respalden. Otras veces la gente tiende a descartar la geotermia porque la asocian con altos costos de capital y, por lo tanto, deciden, sin una consideración adecuada del caso de negocios, que no pueden permitírselo. Dado que el análisis de CDP indica que la exposición reportada a riesgos relacionados con el agua en el sector minero ascendió a $24.9 mil millones en 2018, y los precios de la energía en sus niveles más altos en décadas, la verdadera pregunta debería ser: ¿pueden darse el lujo de no hacerlo?
Aplicaciones
Un ejemplo de un sistema que podría considerarse (dependiendo del recurso disponible) sería una planta de energía geotérmica para generar electricidad para todas las demandas eléctricas de la mina, con el fluido geotérmico gastado de la planta siendo utilizado en un sistema en cascada para lixiviación en pilas, desalinización y calefacción/refrigeración de espacios.
Figura 6: El complejo minero Cuajone fue desarrollado por Southern Pern Copper Corporation (Flour.com)
Las políticas de uso del agua son temas sensibles y polarizantes para el Perú. En el contexto del desarrollo de recursos, como la minería, la energía y la gestión del agua, el agua es uno de los productos más polémicos. Se sabe que el sector minero consume cantidades significativas de agua para las operaciones en curso. El desarrollo geotérmico inicial también requiere agua; sin embargo, una vez desarrollado puede ser una fuente continua de optimización, acceso, desalinización, reutilización y gestión de aguas residuales del agua.
El agua se utiliza en todas las etapas del proceso minero, especialmente en las minas de roca dura, desde la eliminación de desechos de minerales valiosos hasta el enfriamiento de la maquinaria y la regulación del polvo. Según Ban Ki-moon, Secretario General de las Naciones Unidas, "el agua y la energía están inexorablemente entrelazadas" en el sector energético. La generación, el suministro y el uso de energía requieren agua. La energía, por otra parte, es esencial para la extracción y el suministro de agua potable, así como para la seguridad del agua misma. Cuando el acceso a cualquiera de ellos se restringe o se socava, las personas en todo el mundo -pero especialmente las más desfavorecidas y privadas de derechos- sufren riesgos importantes.
Muchos proyectos mineros importantes, incluidos Conga (una inversión de 5.000 millones de dólares en oro), Ta María (una inversión de 1.000 millones de dólares en cobre) y proyectos hidroeléctricos como Inambari de Puno (2.030 MWe), han sido suspendidos o retrasados como resultado de disputas con las comunidades locales, que citan la demanda de agua y el impacto socioambiental resultante como sus principales preocupaciones.
Muchos de los recursos geotérmicos más deseables se encuentran en lugares con importante potencial minero y escasos suministros de agua. Las dificultades sociales resultantes del vínculo entre el desarrollo/utilización de recursos y la conservación del agua pueden verse favorecidas por la demanda de agua relativamente baja de los desarrollos geotérmicos. (Oportunidades de Desarrollo Geotérmico Carmonal en Perú).
¿Qué pasaría si las empresas mineras desarrollaran recursos geotérmicos dentro de sus arrendamientos y operaciones existentes? Podrían proporcionar acceso al agua obtenida y reutilizada a partir de la energía geotérmica, y utilizar esta operación tangencial para mejorar su estatus ESG, reducir las emisiones, el consumo de energía y proporcionar empleo a los locales. Creemos que esta podría ser la clave para romper la resistencia de la comunidad y acelerar la licencia social para operar que a menudo se interpone en el camino de las operaciones.
Además, los múltiples usos del recurso geotérmico en este escenario mejorarían significativamente el argumento comercial del proyecto, y los beneficios se verían en todas las operaciones de la mina. Por ejemplo, la ventaja de una recuperación química más rápida de los metales preciosos mediante lixiviación en pilas calentada aumentaría la eficiencia operativa. Además, con el aumento de la temperatura, una empresa minera puede operar una plataforma de lixiviación durante todo el año (normalmente deteniéndose en los meses de invierno debido a las temperaturas bajo cero). Esto ayudará al operador a generar más ingresos y brindará oportunidades de empleo a los locales durante todo el año.
Este es sólo un caso de ejemplo, sin embargo, se podrían identificar oportunidades similares en minas de todo el mundo, como Perú, Estados Unidos y Australia. Los procesos involucrados en las operaciones de una mina variarán; sin embargo, todos los procesos requieren energía o calor de alguna forma, por lo que siempre habrá una demanda de independencia energética.
JRG Energy es una empresa de consultoría de ingeniería, gestión de proyectos y energías renovables con una rica historia de experiencia geotérmica. Nuestro equipo puede ayudar a los operadores mineros a navegar la ola de la transición energética, ayudar a identificar vías de independencia energética a través de la generación de energía renovable, específicamente geotérmica. Para más información, visite: https://www.jrgenergy.com/es/geothermal-solutions-for-mining
Descripción general de JRG Energy: https://www.youtube.com/watch?v=6n2CqI2atAY
Contacta con nosotros en info@jrgenergy.com
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