ENERGÍA Y RECURSOS MARINOS: LA INDEPENDENCIA ENERGÉTICA

Transcripción

1 ENERGÍA Y RECURSOS MARINOS: LA INDEPENDENCIA ENERGÉTICA Dr. Esteban Morales G. Centro de Estudios Oceánicos Insulares y Antárticos Universidad Andrés Bello

2 La energía fluye constantemente hacia adentro y hacia afuera del medio que rodea la superficie de la Tierra. Como resultado de ello los materiales constituyentes de la superficie terrestre están en un estado de circulación continua o intermitente. La fuente de energía que actualmente se emplea es preponderantemente la derivada directa o indirectamente de la RADIACIÓN SOLAR, la cual se complementa proporcionalmente por pequeñas cantidades de CALOR DEL INTERIOR de la tierra y por la ENERGÍA DE LAS MAREAS derivadas del sistema gravitatorio formado por la tierra, la luna y el sol.

3 Desde el punto de vista energético, el planeta tierra constituye un sistema activo que recibe y comunica energía a al medio que lo rodea. Parte de su energía a la recibe desde el exterior (radiación n solar) y parte es intrínseca nseca a ella misma. Potencialmente, el planeta genera energía CINÉTICA (se debe al movimiento de rotación n y traslación), energía ELÁSTICA (actividad sísmica) s smica) y energía TÉRMICA (el flujo de calor terrestre). Comparativamente, el consumo total anual de todo el mundo es aproximadamente 10 elevado a 26 ergios. La cinética es 10 órdenes de magnitud superior a dicho consumo. En el caso de la elástica, un terremoto de magnitud entre 8 y 8.5, genera una energía a de 10 elevado a 24 ergios.

4 MECANISMOS EXTERNOS GENERADORES DE ENERGÍA

5 MECANISMOS INTERNOS GENERADORES DE ENERGÍA

6

7 ENERGÍA GEOTÉRMICA: CASO ISLANDIA El 60% de la energía de origen natural proviene de la geotérmica. Se han llegado a construir tuberías para transportar vapor por más de 50 Km.

8 Además de las energías ya citadas, una pequeña proporción de la materia de la superficie terrestre, está integrada por organismos vivos, plantas y animales. Las hojas de las plantas captan una fracción de la radiación solar y la almacenan químicamente mediante la fotosíntesis. Este almacenamiento, amiento, a lo largo de millones de años y enterrado en forma de oxidación y desintegración incompleta, ha formado los combustibles fósiles que q están proporcionando a la sociedad industrializada, la mayor parte de la energía que requiere para funcionar como tal.

9

10 Grandes yacimientos de gas cercanos a Chile Cuánto produce y cuánto consume cada país

11 La utilización n de la energía a depende de dos factores: RECURSOS DISPONIBLES Y PREPARACIÓN N TÉCNICAT para convertir los recursos en calor y trabajos útiles. En el momento que la especie humana aprendió a utilizar el fuego inicia la quema de los combustibles fósiles f que se formaron a lo largo de lar eras geológicas. gicas. Si la civilización n industrial continua quemando estos combustibles fósiles f ellos prácticamente se habrán n consumido a la vuelta de quinientos años. a Todos los hombres pueden tener el fuego y los que viven cerca de las fuentes de energía pueden disponer de calor en abundancia. Pero sólo aquellos que son capaces de transformar el calor y otras formas de energía en trabajo y aplicar dicho trabajo donde quieran y acomodarlo a sus fines serán hombres con poder.

12 El Carbón, el Petróleo y el Gas Natural son los principales combustibles de nuestra sociedad actual. En los últimos 100 años, la demanda de combustibles basados en hidrocarburos se ha incrementado exponencialmente. Estos recursos, sin embargo, no son renovables y en un futuro cercano se prevé un severo agotamiento de ellos.

13

14 Los combustibles fósiles f juegan un rol vital en la economía a de cualquier país. El caso de Chile es notable ya que el 72% de los energéticos que forman parte de su matriz primaria es IMPORTADO a lo que se debe considerar la DISPONIBILIDAD,, el PRECIO,, el TRANSPORTE y la situación POLITICA del momento. Así por ejemplo: El diesel representa el 35%, pero además respalda el gas de las centrales cuando falta gas. En la actualidad se requieren diariamente 28 millones de metros cúbicos de gas y de ella el 82% es Argentino. Por su parte el 17% es generado por la hidroelectricidad, pero en casos como del SIC esta fuerza primaria representa el 57%, situación n que se agrava en períodos de sequía tal como en el año a o 1998.

15 CONSUMO DE ENERGÍA EN CHILE

16 CÓMO SE DISTRIBUYE EL GAS DESDE ARGENTINA HACIA CHILE

17 DEPENDENCIA DEL GAS NATURAL ARGENTINO.. Cerca del 25% de la matriz energética del país depende del gas natural. Esto se traduce en que cada día se requieren del orden de 28 millones de metros cúbicos de gas para satisfacer la demanda industrial, residencial o de generación eléctrica. Lo complejo es que el 82% de este recurso se importa desde Argentina, país que en mayo de 2004 comenzó a restringir los envíos, para priorizar el abastecimiento interno. De los cuales 1,7 Mm 3 /d son demandados por el sector residencial-comercial.

18 CÓMO SE DISTRIBUYE EL GAS EN EUROPA

19 PLANTA DE GAS LICUADO GNL El gas ocupa 600 veces menos espacio en la nave y en los estanques hasta su etapa gaseosa y demorándose en descargar, en esta planta, entre 10 a 12 horas. Superficies de 40 Hectáreas con un costo aproximado a los US$ millones, produciendo 10 millones de m 3 por día, pudiéndose ampliar a 20 millones.

20 Demanda energética actual y proyectada G e n e ració n e léctric a (M eg aw atts) Hidroeléctrica G as natura l Carbón O tros Total Hoy Proyectado al 2015 (Fuente: CNE)

21 Los combustibles fósiles juegan un rol vital en la economía de cualquier c país. Chile carece de reservas de combustibles fósiles y por ende e es fuertemente dependiente de la oferta y precios de estos recursos a nivel internacional. En consecuencia, buena parte de la economía nacional nal se ve afectada por las fluctuaciones internacionales en los precios y oferta de los hidrocarburos. Sin embargo, desde hace unos veinte años se avizora una nueva fuente de hidrocarburos. Esta fuente son los hidratos de gas. Se estima que las reservas mundiales de este recurso son del orden de m 3

22 PRESENCIA DE HIDRATOS DE GAS ESTIMACIONES DE CANTIDAD

23 El bloque constructor de este sólido cristalino es una estructura denominada CLATRATO en el cual las moléculas de agua forman una celda cuyo interior está ocupado por moléculas de gas.

24 GENERACIÓN DE METANO EN SEDIMENTOS

25 Los hidratos de metano, conforman un sistema finamente balanceado o en equilibrio con todos sus componentes, tales como los SEDIMENTOS,, el AGUA DE POROS,, los FLUJOS DE FLUIDOS,, la PRESIÓN,, la TEMPERATURA, el agua que cubre la capa de sedimentos con hidratos, etc.

26 La remoción de cualquier componente de este equilibrio puede entonces desestabilizar todo el sistema dando lugar a daños irreparables. Los factores desestabilizantes pueden ser perturbaciones naturales o asociadas con la explotación de los hidratos, y potencialmente podrían p afectar el clima y el ambiente geológico a una escala global catastrófica. astrófica.

27 Los hidratos de gas han sido asociados con problemas ambientales principalmente debido a que el metano es muy eficiente en la generación eración del EFECTO INVERNADERO,, con un potencial de alrededor de 10 veces aquél del dióxido de carbono. Por otra parte, se ha logrado establecer que avalanchas submarinas ocurren en acumulaciones inestables de sedimentos del fondo oceánico. En algunos casos, estas remociones s en masa pueden ser causadas por la descomposición de hidratos de gas s y la expansión o liberación del gas resultante

28 PROPORCIÓN DE GAS Y AGUA DENTRO DE UN METRO CÚBICO DE HIDRATO DE GAS

29 El estudio y prospección de los hidratos de gas dentro de los sedimentos marinos, se lleva a cabo normalmente mediante métodos geofísicos indirectos. La señal más comúnmente usada para la identificación de hidratos de gas en sedimentos marinos ha sido la presencia de una anomalía sobre registros sísmicos marinos llamada BSR (Bottom Simulating Reflector). Los hidratos poseen una alta velocidad de propagación de ondas sísmicas, de aproximadamente 3.3 km/s, alrededor del doble de la velocidad de los sedimentos del fondo marino que lo contienen. De esta forma la capa de sedimentos que contiene hidratos tiene una velocidad significativamente mayor que el estrato subyacente, normalmente saturado de gas libre. Este contraste de velocidad de propagación produce una reflexión muy fuerte de la energía sísmica incidente, que da origen al así llamado BSR

30 ÁREA ESTUDIADA CON EL APOYO DEL AGOR VIDAL GORMAZ

31 CAMPAÑAS OCEANOGRÁFICAS PRESENCIA DEL B.S.R.

32 ALGUNOS RESULTADOS PRELIMINARES DE LA INVESTIGACIÓN ESTIMACIÓN N DE LOS VOLÚMENES DE HIDRATOS Y DE GAS LIBRE - Vol_hidrato = Area_BSR * Espesor_hidrato * Porosidad_rocas * Concentración_hidrato n_hidrato - Area_BSR: : es el área de las zonas donde las imágenes sísmicas s smicas mostraron presencia del Bottom Simulating Reflector (BSR), el cual es un evento sísmico s smico que delinea la base de la capa que contiene hidratos de gas. Esta área se computó dentro de la zona de estudio (32º a 40ºS), y fue igual a 9660km². - Espesor_hidrato: : es el promedio del espesor de las capas que contienen hidratos de gas dentro de la zona de estudio, y fue igual a 130m, o bien, 0,13km. Este valor se obtuvo a partir de modelamiento de datos sísmicos. s smicos. - Porosidad_rocas: : es la fracción n del volumen de las rocas que contienen hidratos de gas en sus poros, y que NO corresponde a granos rocosos. Al multiplicar la porosidad por el volumen total de rocas se obtiene el volumen de poros. Para la zona de estudio se estimó una porosidad promedio de 40%, o bien, 0,4. Este valor se obtuvo a partir de información n de los pozos 1233, 1234 y 1235 del Leg 202 del Ocean Drilling Program (ODP), perforados el año a o 2002 sobre el margen continental de Chile.

33 - Concentración_hidrato n_hidrato: : es la fracción n del volumen de poros que está ocupada por hidratos de gas. Para la zona de estudio se estimó una concentración n promedio de 20%, o bien, 0,2. Este valor se estimó a partir de velocidades de propagación n de ondas sísmicas, s smicas, corroborado también n por valores obtenidos de testigos de perforaciones - El volumen de hidratos de gas contenido en los poros de las rocas bajo el fondo marino entre los 32º y los 40ºS es de unos 100km3. Cabe hacer notar que esta cifra es conservadora, pues se descartaron del cómputo c regiones, cuyas áreas no eran significativas. Además, se sabe que un metro cúbico c de hidrato de metano da lugar a 164 metros cúbicos c de gas metano a temperatura y presión n estándar más m s 0,8 metros cúbicos c de agua líquida. Por ende, los aproximadamente 100km 3 de hidrato de gas corresponden a 100 km 3 * 164 de gas natural a temperatura y presión estándar, es decir, km 3, o bien, 1,64*10 13 m 3. Por su parte los datos de reflexión n sísmica s smica permitieron obtener un valor promedio del espesor de la capa de hidratos de gas y de la capa de gas libre representativo para toda la zona de estudio entre los 33º S y los 40º S. la cual es de 130 metros.

34 PROPUESTA DE UNA EXPLORACIÓN, PROSPECCIÓN Y EXPLOTACIÓN

35 ODP SITE Kilometers Off Concepcion Producible concentration ODP SITE Kilometers Off Concepcion Producible concentration

36 65 km CONCEPCIÓN

37 GASOCEANICO: SISTEMA DE PRODUCCIÓN Y TUBERÍAS EN EL TALUD CONTINENTAL Tubería en el Talud Sistema de producción Depósito de hidratos

38

39

40

41

42

43 LA ENERGÍA CONSTITUYE LA VANGUARDIA DEL DESARROLLO DE UN PAÍS,Y SU APORTE TENDRÁ DIRECTA RELACIÓN CON LOS ESTUDIOS Y CONOCIMIENTOS DE ÉSTE. EN DEFINITIVA TENDREMOS MAS ENERGÍA Y SU UTILIZACIÓN SERÁ MÁS EFICIENTE MIENTRAS MÁS PROFUNDAMENTE CONOZCAMOS NUESTRA GEOGRAFÍA TERRESTRE Y MARINA. FRENTE A ESTA SITUACIÓN ES NECESARIO CONSIDERAR QUE NUESTRAS NECESIDADES FUTURAS HABRÁN DE PROCEDER EN FORMA CRECIENTE DE FUENTES DE ENERGÍA HOY CONOCIDAS COMO ALTERNATIVAS, TALES COMO LA NUCLEAR, LA GEOTÉRMICA, LA SOLAR, LA EÓLICA, Y LAS ENERGÍAS DEL MAR.