Nuevas tecnologías y desarrollos para el gas natural Experiencias internacionales

Transcripción

1 Nuevas tecnologías y desarrollos para el gas natural Experiencias internacionales Angela Cadena Monroy et al. Cartagena, abril 10 de 2014

2 Contenido Introducción 1. Potencial de gas natural 2. Balance oferta-demanda 3. Infraestructura de transporte 4. Sectores de transformación y uso final 5. Conclusiones

3 MPCD 20 años Potencial de Gas Natural Evolución de la Oferta de Gas Natural Reservas Producción Fuente: UPME, ADL Fuente: UPME, ADL Escasez Base Abundancia Incorporación de 1 TPC de CBM adicional a las reservas de La Loma en escenario base Sustitución de GN convencional por CBM para autogeneración

4 Precios Estimación de precios de largo plazo Guajira Cusiana Fuente: UPME

5 Balance Gas Natural Escenarios de oferta y demanda Fuente: UPME

6 Infraestructura de Transporte Hipótesis de balance Bajo los supuestos de no limitaciones de capacidad, el desabastecimiento coincide con demanda-oferta. El valor esperado del desabastecimiento viene dado como la diferencia entre oferta y demanda, ponderada por las respectivas probabilidades, más los costos debido a limitaciones de capacidad. E Valor esperado del desabastecimiento E P P i, j i, j Pi, j( Di S j Li, j) D i P S j P P P D S L i, j D i S j i j i, j Probabilidad conjunta de oferta y demanda Probabilidad de demanda Probabilidad de oferta Nivel de demanda Nivel de oferta Volumen no transportado por capacidad

7 Interrupciones/mes 20 años Infraestructura de Transporte Análisis de confiabilidad Historial de eventos en fallas por mes Fza Mayor Planeados Durante 6 años se reportaron las siguientes interrupciones, tanto forzadas como no forzadas.

8 Infraestructura de Transporte Confiabilidad Se toma la probabilidad de falla del proceso E( T) P 1 E( T) T T El cálculo se realiza para cada elemento OFF TOTAL

9 Ballena-Costa Interior Costa Interior-Bucaramanga Bucaramanga-Barrancabermeja Barrancabermeja-N1 Antioquia-N1 Vasconia-N1 Vasconia-La Belleza Vasconia-Mariquita Mariquita-CQR Armenia-CQR Valle-Armenia Cali-Valle Popayán-Cali Mariquita-Tolima Tolima-Fusagasugá Tolima-Sur La Belleza-Cundinamarca Bogotá-Cundinamarca Bogotá-Usme Usme-Llanos 2 Llanos 2-N2 N2-Llanos 1 N2-GBS GBS-La Belleza Guajira-Ballena Guajira-Magdalena Magdalena-Atlántico Atlántico-Bolívar Bolívar-La creciente La creciente-sucre y Córdoba 20 años Infraestructura de Transporte 0,03 Probabilidad de falla de los elementos 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0 Eventos de Fza Mayor Eventos planeados En general, las probabilidades de falla no superan el 2.5%

10 Infraestructura de Transporte Probabilidad de falla de los nodos de demanda 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 Probabilidad de falla, Evento de fuerza mayor Probabilidad de falla, evento planeado

11 Infraestructura de Transporte Efectos de la confiabilidad Combinando las hipótesis de confiabilidad y balance

12 Infraestructura de Transporte Reducción debida al peak shaving Los diferentes tipos de desabastecimiento introduciendo peak shaving en los nodos de mayor demanda.

13 Infraestructura de Transporte Especificaciones de la planta y resultados Capacidad de una peak shaving: 136,3 MPCD Inversión de la obra: MUS$ 51 Tiempo de construcción: 22 meses Fuente: Gas Natural Fenosa, Argentina Racionamiento si no se hace peak-shaving Costo evitado de racionamiento: MUS$ 14,27 Máximo pico de demanda: 392,67 MPCD Fuente: Cálculos UPME

14 Tendencias Nacionales Generación eléctrica - CBM Se han estimado entre 2,3 y 5 TPC en los escenarios de incorporación de reservas base y abundancia. Contratos vigentes en Colombia: RÍO RANCHERÍA: Contrato de asociación (superposición con Cerrejón) y firmado por ECOPETROL. LA LOMA: Contrato firmado con la ANH para consumo propio (autogeneración). Fuente: Franklin Electric

15 Cogeneración y venta de excedentes Tendencias Nacionales Sector industria Ventajas Ahorro energético y económico, mejores eficiencias y rendimiento eléctrico equivalente Menores efectos ambientales comparado con otros energéticos Mayor confiabilidad y respaldo Mayor competitividad industrial Desarrollo industrial creación de empresa Venta excedentes Viabilidad financiera de los proyectos Rentabilidad dada por el grado de aprovechamiento de térmico Menores costos de operación y mantenimiento Menores perdidas eléctricas y presencia de generación distribuida Fuente: U. de Zaragoza

16 Cogeneración en Colombia A enero 2014 se tiene registro de 13 cogeneradores inscritos ante la ASIC Detalle técnico operacional 2013: Consumo (kwh) Generación (kwh) Relación Empresa Bagazo Carbon Fuel Oil Gas E. Eléctrica Calor Util Calor/Electricidad Ing. Incauca ,7 Ing. Providencia ,0 Ing. Riopaila ,6 Ing. Tumaco ,2 Ing. La Carmelita ,9 Ing. Mayaguez ,2 Ing. San Carlos ,4 Ing. Pichichi ,9 Ing. Castilla ,5 Proenca (Ing. La Cabaña) ,4 Ing. Risaralda ,2 Papeles Nacionales ,6 SUMA (kwh) Promedio: Equivalencia (GJ) ,4 La empresa Coltejer también se encuentra registrada desde diciembre de 2013 como cogenerador ante la ASIC, pero no cuenta con 12 meses de datos para ser incluido en el anterior reporte técnico operacional. Fuente de los datos: Informe Seguimiento Cogeneradores Resolución CREG 05 de 2010 (XM, enero 2014)

17 Cogeneración en Colombia Industria de la Caña de Azúcar 11 Ingenios se encuentran registrados ante la ASIC como cogeneradores (enero, 2014). Capacidad instalada de cogeneración capaz de suministrar 193 MW en energía eléctrica, de los cuales 53 MW corresponden a excedentes (2011). Combustibles utilizados: bagazo (80,5%), carbón (19,4%) y lìquidos (0,1%). Se prevé una expansión 140 MW eléctricos, 92 MW de los cuales corresponderían a excedentes. Fuentes: Ibid + Retos de la Cogeneración frente a la garantía de abastecimiento energético (Asocaña, noviembre 2012)

18 Cogeneración en Colombia Industria del aceite de palma Se estiman potenciales de cogeneración con base en residuos sólidos y biogás, del orden de 350 MW eléctricos, 300 MW corresponderían a excedentes. Industrias de alimentos y bebidas Se cuenta con potenciales no cuantificados de cogeneración a partir de biogás producido en plantas de tratamiento de aguas residuales. Por lo menos dos empresas nacionales producen calor útil a partir de este recurso hoy en día y analizan la posibilidad de pasar a generar energía eléctrica. Industrias petrolera Se tiene conocimiento de instalaciones de más de 1000 MW asociadas a los procesos de refinación, utilizando principalmente combustibles como gas natural y GLP. No se cuenta con reportes oficiales de esta capacidad. Fuentes: ibid + Fedepalma + InCombustion, Proyecto UPME-BID en curso 2013

19 Cogeneración en Colombia Inventario 2007 ANDI Cogeneración De estos el 14% utiliza como combustible Gas natural. Fuente: ANDI, 2007

20 Autogeneración en Colombia Inventario 2007 ANDI Autogeneración De estos el 64% utiliza como combustible Gas natural. Fuente: ANDI, 2007

21 Consumo final de gas natural en Colombia 2012 Demanda interna de primarios 2012 TJ CM, , 10% Consumo final de GN por sectores 2012 TJ LE, 84916, 5% PT, , 43% HE, , 13% BZ, 47495, 3% RC, 11024, 1% Transporte, 22851, 13% Residencial, 42753, 25% GN, , 25% Consumo final de energía 2012 TJ Petróleo y derivados, , 48% Carbones, 48680, 5% Electricidad, , 17% Biomasas, , 11% Industrial, 91708, 52% Comercial y Público, 17586, 10% Gas Natural, , 16% Otros, 36013, 3%

22 Sector industria Consumo final Potencial de reducción del consumo energético en los subsectores manufactureros códigos CIIU 10 a 18* (resultados preliminares) Diagnóstico energía térmica La mayoría de procesos térmicos en estos subsectores, son de baja temperatura (T< 200 C) y se dan con calentamiento indirecto a través de vapor. La principal fuente de generación de calor son calderas pirotubulares y acuotubulares, con edades promedio de 23 años, sin implementación de recuperación de calor residual ni mezclas eficientes de aire/combustible. Parámetro Caldera Pirotubular Caldera Acuotubular Principal combustible Gas natural Carbón y biomasa Tamaños Principalmente Entre 100 y bhp entre 400 y 600 bhp Entre 100 y bhp (entre y ) Eficiencias Entre 75 y 80% Menores a 50% * Subsectores de: Alimentos, Bebidas, Cueros, Madera, Papel y Textil

23 Consumo final Sector industria Potencial de reducción del consumo energético en los subsectores manufactureros códigos CIIU 10 a 18* (resultados preliminares) Potenciales de ahorro según opciones Programa a implementar O1: Ajustes y repotenciación de componentes O2: Instalación de recuperadores de calor O3: Sustitución por calderas de condensación O4: Sustitución de sistemas centralizados por calentamiento directo Eficiencia esperada 78% a 80% 84% a 86% 90% a 95% 85% a 90% * Subsectores de: Alimentos, Bebidas, Cueros, Madera, Papel y Textil

24 Sector transporte Consumo final Equilibrio de la canasta energética. Mayor capacidad de exportación de HC. En Colombia desde hace ~28 años Flotas de camiones de reparto (TCC Servientrega) Beneficios energéticos, económicos y ambientales Incentivos a la conversión de vehículos (más de 450 mil vehículos convertidos) Tendencia mundial en transporte masivo Transporte masivo a GNV en Colombia: Metroplus (Medellín). Próximamente en Cartagena, Valledupar, Palmira y Santa Marta Vehículos dedicados ya en el país. Piloto: travesía entre Cartagena y Bogotá y pruebas adicionales en Bogotá

25 Consumo de GNV [MPCD] 20 años Sector transporte Consumo final Conversiones anuales de vehículos 0 0 Conversiones GNV (MPCD) Fuente: MME y UPME En 2006 se alcanzó un primer pico en las conversiones a GNV, impulsado principalmente por el transporte público individual (taxis). El segundo pico, alrededor de 2011, refleja el incremento de conversiones de vehículos particulares. El consumo de gas natural vehicular, aunque tiene relación con las conversiones, alcanzó un registro máximo en 2008 y ha tendido a establecerse alrededor de los 75 MPCD durante los últimos años.

26 Número de vehículos 20 años Consumo final Sector transporte GNL en el sector transporte Escenario de penetración agresivo Fuente: UPME Proyección de flota de tractocamiones ACPM Gasolinas GNC GNL GLP Entrada del GNL en 2016, con una meta de ~4,000 vehículos en 2019 ( 7% del total de la flota). El consumo de GNL representaría el 7% del consumo total del GNV para el país en 2040 (en el escenario agresivo).

27 Tcal/año Millares 20 años Consumo final Sector transporte GNL en el sector transporte Escenario de penetración agresivo Demanda energética 1% 10% % 38% 55% 15% 8% 19% 47% El GNL llegaría a representar el 1% de la demanda de energía para el sector. El GNV (GNC y GNL) llegaría a ser el 9% en 2040, que corresponde a ~138 MPCD en el mismo año. 0 ACPM Gasolinas GNV EE GLP GNL Fuente: UPME

28 Automóviles Taxis Camperos Camionetas Motos Buses Busetas Microbuses Camiones Tractocamión 20 años Sector transporte Consumo final GNL en el sector transporte Escenario de penetración agresivo 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Distribución de la flota por energético Fuente: UPME ACPM Gasolina GNV Eléctricos Híbridos Gasolina Híbridos ACPM GNL GLP

29 Sector transporte Consumo final Gas natural en el sector transporte colombiano Nuevos usos/mercados? Estándares y regulación? Restricciones? Incentivos? $ Nuevas tecnologías (micro LNG)?

30 GRACIAS Equipo de trabajo: Beatriz Herrera, Ibrahim Massy, Catalina Peña, Carlos Garcia, Carolina Obando, Camilo Tautiva, Carlos Valles

31 m 3 /mes 20 años Sector residencial Consumo final 40 Consumo específico - sector residencial Precios - diciembre ,3% ,7% -1,9% -2,8% -1,6% -3,1% Estrato 1 Estrato 2 Estrato 3 Estrato 4 Estrato 5 Estrato 6 Se evidencian los beneficios percibidos por los usuarios en el uso del GN por estrato. Frente al GLP, las diferencias en costos son significativas. Entre el 2006 y el 2013, la tendencia por estrato en cuanto a consumo específico es decreciente. Fuente: SUI

32 m 3 /mes 20 años Sector comercial Consumo final Precios Consumo específico - sector comercial -1,34% En este sector, las cifras muestran una disminución del consumo, con una tasa interanual de aproximadamente -1,34%. En cuanto a precios, el GLP se ha mantenido por encima del GN. Fuente: SUI

33 Conclusiones De acuerdo a la planta de peak shaving de referencia de Gas Natural Fenosa, no resulta rentable implementarlo como alternativa de suministro y confiabilidad Los desabastecimientos de confiabilidad resultan del orden del 1% de la demanda total. La generación distribuida, cogeneración y autogeneración podrán vender entregar excedentes a la red, con la aprobación de la Ley 278. En el sector transporte, el uso del gas natural se ha venido incentivando y se espera que su participación en el sector en los próximos años siga creciendo. La entrada de nuevas tecnologías (micro GNL) y el fortalecimiento de las actuales, pueden llevar al gas natural a alcanzar el 9% de la demanda energética del sector, abarcando distintos modos y categorías.

34 GRACIAS