Física y Tecnología Energética 6 - Combustibles Fósiles. El petróleo.
Combustibles Combustión: Oxidación exoenergética de la materia orgánica C n H 2m + n + m O 2 2 nco 2 + mh 2 O + E reac Energía E-encendido E-combustión C n H 2m + O 2 CO 2 + H 2 O Es necesario proporcionarle una energía inicial o subir la temperatura para que la combustión tenga lugar Creación Energía Solar Fotosíntesis Materia Orgánica Combustibles fósiles Plantas y animales de hace millones de años
Propiedades de algunos Combustibles Poder calorífico ( MJ/kg ) Temperatura de la llama ( ºC ) Temperatura autoignición (ºC) Límites de Inflamabilidad ( % en aire ) Gas natural 54 1950 630 4-17 Propano 50 1980 450 2-10 Butano 49 1970 370 2-8 Gasolina 47 1820 246 1-7 Gasoil 45 1857 210 1-7 Carbón 12-30 2211 400 Alcohol 29 1791 365 3-30 Madera 10-15 730 300 Hidrógeno 142 2045 520 4-75 Azufre 9 1699 232
Combustibles y Consumo energético Consumo ( % ) Carbón Hidráulica Nuclear Gas Petróleo N. América S. América Europa O.Medio Africa Asia El 80-90 % del consumo de energía primaria se basa en combustibles fósiles
Formación del petróleo Hipótesis generalmente admitida El placton y otros residuos orgánicos se depositaron en el fondo de los mares hace centenares de millones de años Quedaron cubiertos por capas de arena y sedimentos Las bacterias produjeron la fermentación anaeróbica Con los movimientos de la corteza terrestre quedaron sometidos a enormes presiones y altas temperaturas formándose el petróleo Está compuesto de moléculas con carbono: hidrocarburos, parafinas, aromáticos, ect
Yacimientos petrolíferos El petróleo emigra desde su lugar de formación hasta que encuentra una trampa de rocas impermeables que le impide seguir
Prospección del petróleo El petróleo no aparece en general donde se formó Estudio geológico de terrenos que puedan presentar atrapamiento de petróleo Estudio de terrenos similares a donde han aparecido pozos en otros lugares. Cuencas sedimentarias Estudios sismológicos de propagación de terremotos y ondas sonoras. El petróleo (líquido) se comporta de forma muy distinta a los estratos rocosos (sólidos)
Petróleo en el mundo Regiones con las mayores reservas conocidas
Petróleo y gas en España ( prospecciones y explotaciones )
Perforación y extracción Una vez seleccionado el posible yacimiento, hay que perforar hasta encontrarlo Una vez encontrado el petróleo sale solo o hay que bombearlo
Hay una gran variedad de plataformas fijas y flotantes Extracción del fondo marino
Primaria Extracción del Petróleo Secundaria Terciaria Agua Gas Vapor Químicos Gas Gas Gas Petróleo Petróleo Petróleo Agua Petróleo Petróleo Agua Agua Primaria. 20-25 % - Sale solo por la presión del gas, después se bombea Secundaria 15-20 % - Se inyecta gas a presión y agua Terciaria 15 % - Vapor caliente para reducir viscosidad y agentes superficiales activos ( jabón ) El 40-50 % del petróleo se queda en el pozo impregnando las rocas porosas Minería de Petróleo?
Refinado. Torre de Fraccionamiento Condensador 50ºC Gas C 1 -C 4 Nafta C 5 -C 7 Gasolina C 6 -C 12 200ºC 350ºC Keroseno C 12 -C 15 Gasoleo C 14 -C 17 Fuel Oil C 15 -C 18 Lubricante C 16 -C 20 Se separan o fraccionan los componentes del petróleo debido a sus distintos puntos de ebullición Caldera Crudo Asfalto Grasas C 18 -C 22 Parafina C 20 -C 24 Calor
Refinado Los resultados finales del proceso de refino pueden adaptarse a la demanda Se aumenta la fracción de gasolina Craking térmico y catalíticode hidrocarburos pesados Polimerización y alquilación catalítica de hidrocarburos ligeros Los gases ( butano, propano ) se licuan Los acites se tratan para darles la viscosidad necesaria
Refinerías en España Coruña Gijón Somorrostro Santurce León Ribabellosa S.Sebastián Pamplona Vigo Burgos Zaragoza Lérida Valladolid Torrejón Tarragona Reus Barcelona Refinería Depósitos Oleoducto Salamanca Villaverde Mérida Alcázar Puertollano Castellón Alcudia Valencia Alicante Ibiza Palma Mahón Sevilla Córdoba Cartagena Huelva Rota Málaga Algeciras Motril Tenerife Las palmas
Refinerías en España 10 Refinerías Capacidad de refino: 64 900 ktep / año Capacidad de almacenamiento: crudo - 7 300 000 m 3 productos - 9 980 000 m 3 Compra (Argelia, Camerún, Libia, Nigeria, Arabia, Irán, Irak, Siria, Reino Unido, Rusia, Méjico, Venezuela ) 62 741 kt Producción propia (Tarragona, Burgos) 300 kt Generación electricidad 4 581 kt Consumo propio y pérdidas 4 603 kt Refinería 53 802 kt Gas licuado 2 892 kt Gasolina 9 561 kt Keroseno 4 359 kt Gasoil 23 927 kt Otros 13 064 kt
Producción mundial de Petróleo Millones de barriles diarios Asia-Pacífico Africa Oriente medio Europa-Eurasia Sudamérica Norteamérica Anuario BP
Comercio de petróleo Comercio mundial ( mill. toneladas) Anuario BP
Reservas probadas a finales del 2006 Miles de millones de barriles Reservas mundiales de Petróleo Anuario BP
Reservas mundiales de Petróleo Quién tiene el petróleo? Oriente medio tiene mas del 60% de las reservas EEUU consume mas de 20 millones de barriles diarios pero solo tiene el 2% de las reservas Quién lo consume? (miles de barriles al día)
Reservas mundiales de Petróleo Cociente Reservas / Producción = años para agotarlas Anuario BP
Recursos y Reservas Recursos - Cantidad total existente Reservas - Cantidad descubierta y aún no empleada 4 10 10 3 10 10 2 10 10 1 10 10 Produccion (bar/año) Descubrimientos (bar/año) Según se ván descubriendo nuevos pozos aumenta nuestro conocimiento del recurso total Inicialmente los descubrimientos anuales van aumentando, en algún momento empezarán a disminuir Según se vaya agotando el recurso la producción también tendrá que disminuir 3 10 12 2.5 10 12 2 10 12 1.5 10 12 1 10 12 0 1850 1900 1950 2000 2050 2100 año Recurso total Produccion acumulada (bar) Recursos conocidos (bar) reservas 5 10 11 1 barril = 159 litros 0 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 año
Precio del petróleo
Precio de los derivados del petróleo e impuestos