UNIDAD N 8b ALMACENAMIENTO SUBTERRÁNEO DE GAS EN EL MUNDO. Juan José Rodríguez 2011

Transcripción

1 UNIDAD N 8b ALMACENAMIENTO SUBTERRÁNEO DE GAS EN EL MUNDO Juan José Rodríguez 2011

2 Ventas Necesidad de Almacenamientos PRODUCCIÓN TRANSPORTE La distancia promedio entre centros de consumo y áreas de producción está incrementando. Debido a las características técnicas y económicas de las instalaciones de producción y de transporte se requiere un flujo prácticamente constante. MERCADO CLIENTES Tiempo DESAJUSTES: REINYECCION / QUEMA CORTES DE SUMINISTRO SOLUCION: ALMACENAMIENTOS

3 Utilidad de los Almacenamientos Esquemas Tradicionales Equilibrar la oferta y demanda: Estacional, Diaria y Horaria Optimización de los sistemas de transporte Seguridad de suministro: Almacenamiento Estratégico En un cuarto de siglo el porcentaje que ocupa el gas natural dentro de la matriz energética mundial ha crecido un 8% (del 17% al 25%). El mercado doméstico / comercial es cada vez más importante y su demanda está muy ligada a la temperatura, provocando un importante desajuste con la producción. Este aumento del consumo de gas natural he incrementado la dependencia sobre las importaciones de muchos países. El porcentaje de importaciones ha pasado de un 4% en 1970 a un 22% en Esto implica un riesgo para los países importadores, con la consecuente necesidad de crear reservas estratégicas Nuevos Servicios y Posibilidades Comerciales Coberturas de Riesgo en Precios Mejores condiciones en contratos de importación Exportación de Capacidad de Almacenamiento Los mercados de gas natural de un gran número países están siguiendo procesos de liberalización que han provocan competencia en el aprovisionamiento y la aparición de mercados spot. Esto crea un riesgo de precio y la consecuente necesidad de herramientas de mitigación. Aunque fundamentalmente referidos al gas natural estos criterios aplican a todos los combustibles en general.

4 Tipología y Productos Almacenados

5 Yacimientos Depletados y Acuíferos Yacimientos depletados Utilización de antiguos yacimientos de gas y/o petróleo. Es el método más utilizado mundialmente. Los primeros fueron construidos en 1916 en el estado de Nueva York y 1954 en Polonia. Actualmente existen 424 almacenamientos de este tipo. Son los más económicos No requieren trabajo de prospección, los pozos ya están hechos y la infraestructura en el lugar puede ser reutilizada. Acuíferos Se inyecta gas natural en una capa geológica inicialmente llena de agua. Utilizado por primera vez en 1946 en Kentucky (USA) y 1953 en Alemania. Existen 82 almacenamientos de este tipo en el mundo. Poseen grandes volúmenes de almacén y tasas de producción bajas (relativas al volumen de almacenamiento). Son adecuados para regular demandas estacionales y para reserva. 1 : Formación almacenamiento 2: Formación cobertera 3: Acuífero superior 4: Planta de tratamiento 5: Pozo de inyección/producción 6 y 7: Pozos de observación 8: Gas almacenado

6 Funcionamiento de un Acuífero Un acuífero es una formación geológica porosa y permeable que puede almacenar gas natural si: Está cubierta de una capa impermeable, para evitar migración vertical del gas. Tiene forma de trampa, para asegurar confinamiento lateral. Profundidad entre 500 y 2000 m. En fase de llenado, el gas se comprime e inyecta en estado gaseoso en el almacenamiento: Desplazando el agua que ocupa inicialmente los intersticios de la roca. Para su extracción, el gas es expulsado por efecto de su propia presión: El agua puede volver a ocupar el espacio liberado. La inyección y la extracción son realizadas por un conjunto de pozos de explotación que se asemejan a los pozos de producción de los yacimientos de gas. Tiene un elevado porcentaje de gas colchón difícilmente recuperable. Los equipos de superficie comprenden instalaciones de compresión, de tratamiento y de medida del gas. Durante la explotación, una serie de pozos permite verificar la posición del gas y la estanquidad de la obra.

7 Cavidades Lixiviadas (Salinas) Cavidades Lixiviadas (Salinas) La sal puede presentarse en el subsuelo en forma de capas extensas y gruesas o en forma de domos. Es un material de fácil extracción disolviéndolo con agua (lixiviación). Se pueden realizar de este modo grandes cavidades subterráneas artificiales, en las que se puede inyectar el gas natural. Esta técnica se utilizó durante muchos años para almacenar LPG. Se utilizó por primera vez en Michigan (USA) en 1961 y en Europa en 1970 (Francia y Alemania). Actualmente existen 42 almacenamientos de este tipo en el mundo. Poseen tasas de producción altas, gran disponibilidad, periodos de llenado cortos. Son adecuadas para regular demandas de punta, negociar en precio, etc. 1: Formación salina 2: Cavidades 3: Insolubles 4: Pozo 5: Cobertera de la sal

8 Funcionamiento Cavidad Salina El agua, inyectada en profundidad a través de un sondeo, disuelve progresivamente la sal de una manera controlada. La salmuera producida es evacuada por el mismo sondeo. La estabilidad de las cavidades requiere un control permanente de las presiones, temperaturas y de los caudales durante la operación. Su estanquidad resulta de las propiedades intrínsecas de la sal. Numerosos productos pueden ser almacenados: Hidrocarburos líquidos y gaseosos. Aire comprimido, productos químicos y residuos industriales. Para el gas natural requiere poco gas colchón que es totalmente recuperable. 1: Extracción de la salmuera 2: Inyección de agua dulce 3: Inyección de gas/producto 4: Cobertera de la sal 5: Formación salina 6: Residuos de insolubles

9 Minas abandonadas y cavidades Minas Abandonadas Las minas abandonadas se pueden convertir en almacenamiento subterráneo si reúnen condiciones de estabilidad y estanquidad. Deben tener profundidad suficiente para que el agua contenida naturalmente en el macizo rocoso se dirija hacía la mina, garantizando así el confinamiento del producto en el almacenamiento. Se suelen utilizar para hidrocarburos líquidos y residuos sólidos. Su utilización para gas natural es escasa (3). Cavidades excavadas en roca Una cavidad excavada en la roca es una obra subterránea compuesta de una o de varias galerías excavadas en un macizo rocoso La roca debe ser lo suficientemente resistente para que la cavidad sea estable. El almacenamiento en cavidades excavadas en la roca puede ser utilizado para hidrocarburos líquidos, industriales y radioactivos. Se está estudiando su aplicación a gas natural en los casos en que no existen otras posibilidades. Un solo almacén de este tipo.

10 Cavidad Criogénica El confinamiento es asegurado por la zona helada que se forma alrededor de las galerías. Este tipo de almacenamiento puede ser una solución interesante al almacenamiento de GLP presurizado, especialmente cuando el producto debe enviarse refrigerado. El GLP se mantiene a baja temperatura gracias a una instalación de refrigeración permanente Aplicable a todos los gases de punto de licuefacción inferior a 10ºC (amoniaco, propano, etileno, etano, metano) También para GNL a 10 bares y una temperatura de -125ºC (necesidad de volver a licuar el boil-off) (más favorable económicamente que unidad tradicional: -162ºC) No es utilizado para gas natural hasta el momento.

11 VOLUMEN DE GAS Conversión de un yacimiento depletado GAS COMERCIALIZADO DEL YACIMIENTO Fin de Explotación Comercial Yacimiento Fase Almacenamiento Subterráneo Gas-Colchón GAS REMANENTE 0 AÑOS

12 Costes de Almacenamientos ACUIFERO Gas Colchón 40% M$ SALINO Instalacione s de Superficie 27% Gas Colchón 15% M$ Exploración 10% Instalacione s de Superficie 30% Tratamiento Salmuera 18% Sondeos 20% Exploración y Cavidades 40% El coste de un almacenamiento depende de: Inversión: Exploración, sondeos, equipos de superficie y gas-colchón. Depende del volumen, tasa de extracción y características geológicas. Costes Financieros: Fundamentalmente gas-colchón y de trabajo. Costes de Operación. Los factores que influyen en los costes son: Inversión Volumen de almacenamiento. El gas-colchón puede superar el 40% de la inversión total. Se utiliza para mantener la presión del almacenamiento y no puede ser recuperado. El coste de la prospección, incluyendo pozos, será importante en acuíferos y salinos. Estación de compresión y, en salinos, de lixiviación, con fuente de agua cercana y medios para desechar la salmuera resultante. Coste de Operación Volumen y tasa de extracción. Ubicación con respecto a la red de transporte. Costes financieros A mayor volumen de almacenamiento, mayor será el gas colchón y de maniobra, y por lo tanto los costes financieros.

13 Almacenamientos de gas en Europa CONSUMO Nº Working AREA (bcm) Almacen. Cap. (bcm) MUNDO USA EUROPA CIS DIC.1999

14 Almacenamientos en EEUU UTILIZACION FUNDAMENTALMENTE ESTACIONAL Fuente:

15 USA: Necesidad de modulación La variación mensual del consumo es muy importante Billion Cubic Feet per Day Source: EIA, Natural Gas Division Residential Commercial Industrial Electric Utilities Total 2 0 nov dec jan feb mar apr may jun jul aug sep oct Fuente:

16 USA: Necesidad de modulación Los niveles de almacenamiento sufren variaciones anuales 3,500 Billion Cubic Feet 3,000 2,500 2,000 1,500 1, Mar-99 Jun-99 Sep-99 Dec-99 Mar-00 Note: The dashed lines indicate the historical range for the period The solid line with diamond symbols represents end-of-month or end-of-week storage volumes. Monthly storage volumes are data from the EIA-191 data survey. The most recent storage volumes are weekly estimates derived by EIA from the final data observation in the EIA-191 series and weekly net changes to working gas in storage from the American Gas Association. Jun-00 Sep-00 Dec-00 Mar-01 Jun-01 Sep-01 Fuente:

17 La situación en la Unión Europea La industria del gas europea ha proporcionado un alto nivel de seguridad de suministro a sus usuarios. La seguridad de suministro para la UE en su totalidad está garantizada por una serie de medidas que incluyen : El uso de contratos a largo plazo para los importadores de gas El uso de contratos interrumpibles con las empresas eléctricas y los usuarios industriales. El almacenamiento subterráneo del gas La producción nacional flexible, y convenios comerciales de asistencia mutua. Sin embargo, hay una demanda creciente de gas en algunos estados miembros y la admisión de nuevos estados aumentará sustancialmente la dependencia global de la Comunidad de la importación. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Dependencia exterior creciente de fuentes de suministro de energía. Solid fuels Oil Natural gas Total