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El gas natural licuado ( GNL ) es gas natural (predominantemente metano , CH 4 , con alguna mezcla de etano , C 2 H 6 ) que se ha enfriado a forma líquida para facilitar y seguridad el almacenamiento o transporte no presurizado. Ocupa aproximadamente 1/600 del volumen de gas natural en estado gaseoso (en condiciones estándar de temperatura y presión ).

El GNL es inodoro , incoloro , no tóxico y no corrosivo . Los peligros incluyen inflamabilidad después de la vaporización en estado gaseoso, congelación y asfixia . El proceso de licuefacción implica la eliminación de ciertos componentes, como polvo, gases ácidos , helio , agua e hidrocarburos pesados , que podrían causar dificultades aguas abajo. Luego, el gas natural se condensa en un líquido cercano a la presión atmosférica al enfriarlo a aproximadamente −162 ° C (−260 ° F); La presión máxima de transporte se establece en alrededor de 25 kPa (4 psi).

Un proceso típico de GNL.

El gas producido a partir de depósitos de hidrocarburos generalmente contiene una amplia gama de productos de hidrocarburos, que generalmente incluye metano (CH 4 ), etano (C 2 H 6 ), propano (C 3 H 8 ) y butano (C 4 H 10 ). Todos estos productos tienen amplios puntos de ebullición y también diferentes valores caloríficos que permiten diferentes vías de comercialización y también diferentes usos. Los elementos "ácidos", como el sulfuro de hidrógeno (H 2 S) y el dióxido de carbono (CO 2 ), junto con el aceite, el lodo, el agua y el mercurio, se eliminan del gas para brindar una limpieza endulzada.corriente de gas. No eliminar estas moléculas ácidas, mercurio y otras impurezas podría dañar el equipo. La corrosión de las tuberías de acero y la amalgamización del mercurio en aluminio dentro de los intercambiadores de calor criogénicos podrían causar daños costosos.

La corriente de gas se separa típicamente en las fracciones de petróleo licuado (butano y propano), que se pueden almacenar en forma líquida a una presión relativamente baja, y las fracciones más ligeras de etano y metano. Estas fracciones más ligeras de metano y etano se licúan para formar la mayor parte del GNL que se envía.

Se consideró que el gas natural carecía de importancia económica dondequiera que los campos de gas o petróleo productores de gas estuvieran distantes de los gasoductos o se ubicaran en ubicaciones costa afuera donde los gasoductos no eran viables. En el pasado, esto generalmente significaba que el gas natural producido normalmente se quemaba en antorcha, especialmente porque, a diferencia del petróleo, no existía ningún método viable para el almacenamiento o transporte de gas natural aparte de los gasoductos que requerían el uso inmediato del mismo gas por parte de los usuarios finales. Esto significó que los mercados de gas natural eran históricamente completamente locales y cualquier producción tenía que consumirse dentro de la red local.

Los desarrollos de los procesos de producción, el almacenamiento criogénico y el transporte crearon efectivamente las herramientas necesarias para comercializar el gas natural en un mercado global que ahora compite con otros combustibles. Además, el desarrollo del almacenamiento de GNL también introdujo una confiabilidad en las redes que antes se creía imposible. Dado que el almacenamiento de otros combustibles se asegura con relativa facilidad utilizando tanques simples, se podría mantener almacenado un suministro para varios meses. Con la llegada del almacenamiento criogénico a gran escala, fue posible crear reservas de almacenamiento de gas a largo plazo. Estas reservas de gas licuado podrían desplegarse en cualquier momento a través de procesos de regasificación y hoy en día son el principal medio para que las redes manejen los requisitos locales de reducción de picos. [1]

Contenido energético específico y densidad energética [ editar ]

El valor calorífico depende de la fuente de gas que se utilice y del proceso que se utilice para licuar el gas. El rango de valor calorífico puede oscilar entre +/- 10 y 15 por ciento. Un valor típico del poder calorífico más alto del GNL es aproximadamente 50 MJ / kg o 21,500 BTU / lb. [2] Un valor típico del poder calorífico inferior del GNL es 45 MJ / kg o 19,350 BTU / lb.

Con el fin de comparar diferentes combustibles, el poder calorífico puede expresarse en términos de energía por volumen, lo que se conoce como densidad de energía expresada en MJ / litro. La densidad del GNL es aproximadamente de 0,41 kg / litro a 0,5 kg / litro, dependiendo de la temperatura, la presión y la composición, [3] en comparación con el agua a 1,0 kg / litro. Utilizando el valor medio de 0,45 kg / litro, los valores típicos de densidad de energía son 22,5 MJ / litro (basado en un poder calorífico superior) o 20,3 MJ / litro (basado en un poder calorífico inferior).

La densidad de energía (basada en el volumen) del GNL es aproximadamente 2,4 veces mayor que la del GNC, lo que hace que sea económico transportar gas natural por barco en forma de GNL. La densidad de energía del GNL es comparable a la del propano y el etanol, pero es solo el 60 por ciento de la del diesel y el 70 por ciento de la gasolina . [4]

Historia [ editar ]

Los experimentos sobre las propiedades de los gases comenzaron a principios del siglo XVII. A mediados del siglo XVII, Robert Boyle había derivado la relación inversa entre la presión y el volumen de los gases. Casi al mismo tiempo, Guillaume Amontons comenzó a investigar los efectos de la temperatura en el gas. Varios experimentos con gases continuaron durante los siguientes 200 años. Durante ese tiempo se hicieron esfuerzos para licuar los gases. Se han descubierto muchos datos nuevos sobre la naturaleza de los gases. Por ejemplo, a principios del siglo XIX, Cagniard de la Tour había demostrado que había una temperatura por encima de la cual no se podía licuar un gas. Hubo un gran impulso a mediados y finales del siglo XIX para licuar todos los gases. Varios científicos, incluido Michael Faraday, James Joule y William Thomson (Lord Kelvin), hicieron experimentos en esta área. En 1886, Karol Olszewski licuó el metano, el componente principal del gas natural. En 1900, todos los gases se habían licuado, excepto el helio, que se licuó en 1908.

La primera licuefacción de gas natural a gran escala en los EE. UU. Fue en 1918 cuando el gobierno de EE. UU. Licuó el gas natural como una forma de extraer helio, que es un pequeño componente de cierto gas natural. Este helio estaba destinado a ser utilizado en los dirigibles británicos durante la Primera Guerra Mundial. El gas natural licuado (GNL) no se almacenó, sino que se regasificó y se puso inmediatamente en la red de gas. [5]

Las patentes clave relacionadas con la licuefacción de gas natural fueron en 1915 y mediados de la década de 1930. En 1915 Godfrey Cabot patentó un método para almacenar gases líquidos a muy bajas temperaturas. Consistía en un diseño tipo botella termo que incluía un tanque interior frío dentro de un tanque exterior; los tanques están separados por aislamiento. En 1937 Lee Twomey recibió patentes para un proceso de licuefacción de gas natural a gran escala. La intención era almacenar gas natural en forma líquida para que pudiera usarse para reducir las cargas de energía pico durante las olas de frío. Debido a los grandes volúmenes, no es práctico almacenar gas natural, como gas, cerca de la presión atmosférica. Sin embargo, cuando se licua, se puede almacenar en un volumen 1/600 del tamaño. Esta es una forma práctica de almacenarlo, pero el gas debe mantenerse a −260 ° F (−162 ° C).

Hay dos procesos para licuar gas natural en grandes cantidades. El primero es el proceso en cascada, en el que el gas natural es enfriado por otro gas que a su vez ha sido enfriado por otro gas, de ahí el nombre de proceso de "cascada". Por lo general, hay dos ciclos en cascada antes del ciclo del gas natural líquido. El otro método es el proceso Linde , con una variación del proceso Linde, llamado proceso Claude, que a veces se utiliza. En este proceso, el gas se enfría de forma regenerativa haciéndolo pasar continuamente a través de un orificio hasta que se enfría a las temperaturas a las que se licua. El enfriamiento del gas expandiéndolo a través de un orificio fue desarrollado por James Joule y William Thomson y se conoce como efecto Joule-Thomson . Lee Twomey utilizó el proceso en cascada para sus patentes.

Operaciones comerciales en los Estados Unidos [ editar ]

El East Ohio Gas Company construyó una planta a gran escala comercial de gas natural licuado (GNL) en Cleveland, Ohio, en 1940, justo después de una planta piloto con éxito construido por su empresa hermana, Esperanza Natural Gas Company de West Virginia. Esta fue la primera planta de este tipo en el mundo. Originalmente tenía tres esferas, de aproximadamente 63 pies de diámetro que contenían GNL a -260 ° F. Cada esfera contenía el equivalente a unos 50 millones de pies cúbicos de gas natural. En 1942 se añadió un cuarto tanque, un cilindro, que tenía una capacidad equivalente de 100 millones de pies cúbicos de gas. La planta funcionó con éxito durante tres años. El gas almacenado se regasificó y se puso en la red cuando golpearon las olas de frío y se necesitó capacidad adicional. Esto impidió la negación de gas a algunos clientes durante una ola de frío.

La planta de Cleveland falló el 20 de octubre de 1944 cuando el tanque cilíndrico se rompió derramando miles de galones de GNL sobre la planta y el vecindario cercano. El gas se evaporó y se incendió, lo que provocó 130 muertos. [6] El incendio retrasó la implementación de las instalaciones de GNL durante varios años. Sin embargo, durante los próximos 15 años, nuevas investigaciones sobre aleaciones de baja temperatura y mejores materiales de aislamiento prepararon el escenario para una reactivación de la industria. Se reinició en 1959 cuando un barco estadounidense Liberty de la Segunda Guerra Mundial, el Methane Pioneer , convertido para transportar GNL, realizó una entrega de GNL desde la costa del Golfo de EE. UU. A Gran Bretaña, que padecía hambre de energía. En junio de 1964, entró en servicio el primer transportador de GNL especialmente diseñado del mundo, el Methane Princess .[7] Poco después se descubrió un gran campo de gas natural en Argelia. El comercio internacional de GNL siguió rápidamente, ya que el GNL se envió a Francia y Gran Bretaña desde los campos argelinos. Ahora se había explotado un atributo más importante del GNL. Una vez que el gas natural se licuó, no solo podría almacenarse más fácilmente, sino que también podría transportarse. Por lo tanto, la energía ahora podría enviarse a través de los océanos a través de GNL de la misma manera que se envió por petróleo.

La industria de GNL de EE. UU. Se reinició en 1965 cuando se construyeron una serie de nuevas plantas en los EE. UU. El edificio continuó durante la década de 1970. Estas plantas no solo se usaron para la reducción de picos, como en Cleveland, sino también para suministros de carga base para lugares que nunca antes habían tenido gas natural. Se construyeron varias instalaciones de importación en la costa este en previsión de la necesidad de importar energía a través de GNL. Sin embargo, un reciente auge en la producción de gas natural de EE. UU. (2010-2014), posibilitado por la fracturación hidráulica ("fracking"), ha hecho que muchas de estas instalaciones de importación se consideren instalaciones de exportación. La primera exportación estadounidense de GNL se completó a principios de 2016. [8]

Ciclo de vida del GNL [ editar ]

Ciclo de vida del GNL.

El proceso comienza con el pretratamiento de una materia prima de gas natural que ingresa al sistema para eliminar impurezas como H 2 S , CO 2 , H 2 O, mercurio e hidrocarburos de cadena superior . Luego, el gas de la materia prima ingresa a la unidad de licuefacción donde se enfría entre -145 ° C y -163 ° C [9] Aunque el tipo o número de ciclos de calentamiento y / o refrigerantes usados ​​puede variar según la tecnología, el proceso básico implica la circulación el gas a través de bobinas de tubos de aluminio y exposición a un refrigerante comprimido. [9] A medida que se vaporiza el refrigerante, la transferencia de calor hace que el gas de las bobinas se enfríe. [9]Luego, el GNL se almacena en un tanque aislado especializado de doble pared a presión atmosférica listo para ser transportado a su destino final. [9]

La mayor parte del GNL doméstico se transporta por tierra a través de un camión / remolque diseñado para temperaturas criogénicas . [9] Estas unidades constan de un compartimento interno de acero o aluminio y un compartimento externo de carbono o acero con un sistema de vacío en el medio para reducir la cantidad de transferencia de calor. [9] Una vez en el sitio, el GNL debe almacenarse en tanques de almacenamiento de fondo plano o aislados al vacío . [9] Cuando está listo para su distribución, el GNL ingresa a una instalación de regasificación donde se bombea a un vaporizador y se calienta nuevamente en forma gaseosa. [9] Luego, el gas ingresa al sistema de distribución de tuberías y se entrega al usuario final. [9]

Producción [ editar ]

El gas natural alimentado a la planta de GNL será tratado para eliminar agua, sulfuro de hidrógeno , dióxido de carbono y otros componentes que se congelarán (por ejemplo, benceno ) bajo las bajas temperaturas necesarias para el almacenamiento o serán destructivos para la instalación de licuefacción. El GNL normalmente contiene más del 90% de  metano . También contiene pequeñas cantidades de etano , propano , butano , algunos alcanos más pesados y nitrógeno. El proceso de purificación puede diseñarse para producir casi el 100% de  metano . Uno de los riesgos del GNL es una explosión de transición de fase rápida(RPT), que ocurre cuando el GNL frío entra en contacto con el agua . [10]

La infraestructura más importante necesaria para la producción y el transporte de GNL es una planta de GNL que consta de uno o más trenes de GNL , cada uno de los cuales es una unidad independiente para la licuefacción de gas. El tren de GNL más grande en funcionamiento se encuentra en Qatar, con una capacidad de producción total de 7,8 millones de toneladas por año (MTPA). Estas instalaciones alcanzaron un hito de seguridad en 2014, completando 12 años de operaciones en sus instalaciones costa afuera sin un incidente de tiempo perdido. [11] La operación de Qatar superó al Tren 4 de Atlantic LNG en Trinidad y Tobago con una capacidad de producción de 5,2 MTPA, [12] seguido del SEGAS LNGplanta en Egipto con una capacidad de 5 MTPA. En julio de 2014, Atlantic LNG celebró su carga 3000 de GNL en las instalaciones de licuefacción de la compañía en Trinidad. [13] La planta de Qatargas II tiene una capacidad de producción de 7,8 MTPA para cada uno de sus dos trenes. GNL procedente de Qatargas II se suministrará a Kuwait, tras la firma de un acuerdo en mayo de 2014 entre Qatar Gas Company licuado y Kuwait Petroleum Corp . [13]El GNL se carga en los barcos y se entrega a una terminal de regasificación, donde se permite que el GNL se expanda y se reconvierta en gas. Las terminales de regasificación suelen estar conectadas a una red de almacenamiento y distribución de gasoductos para distribuir gas natural a empresas de distribución locales (LDC) o centrales eléctricas independientes (IPP).

Producción de plantas de GNL [ editar ]

La información de la siguiente tabla se deriva en parte de la publicación de la Administración de Información de Energía de EE. UU. [14]
Véase también Lista de terminales de GNL.

Producción total mundial [ editar ]

Tendencias mundiales de las importaciones de GNL, por volumen (en rojo) y como porcentaje de las importaciones mundiales de gas natural (en negro) (datos de la EIA de EE. UU.)
Tendencias en las cinco principales naciones importadoras de GNL a partir de 2009 (datos de la EIA de EE. UU.)

La industria del GNL se desarrolló lentamente durante la segunda mitad del siglo pasado porque la mayoría de las plantas de GNL están ubicadas en áreas remotas que no cuentan con gasoductos y por los altos costos de tratamiento y transporte de GNL. La construcción de una planta de GNL cuesta al menos $ 1.5 mil millones por 1 MTPA de capacidad, una terminal receptora cuesta $ 1 mil millones por 1 bcf / día de capacidad de producción y los buques de GNL cuestan entre $ 200 millones y $ 300 millones.

A principios de la década de 2000, los precios para la construcción de plantas de GNL, terminales de recepción y embarcaciones cayeron a medida que surgían nuevas tecnologías y más actores invirtieron en licuefacción y regasificación. Esto tendió a hacer que el GNL sea más competitivo como medio de distribución de energía, pero el aumento de los costos de materiales y la demanda de contratistas de construcción han ejercido una presión al alza sobre los precios en los últimos años. El precio estándar de un buque de GNL de 125.000 metros cúbicos construido en astilleros europeos y japoneses solía ser de 250 millones de dólares. Cuando los astilleros coreanos y chinos entraron en la carrera, el aumento de la competencia redujo los márgenes de ganancia y mejoró la eficiencia, reduciendo los costos en un 60 por ciento. Los costos en dólares estadounidenses también disminuyeron debido a la devaluación de las monedas de los mayores constructores navales del mundo: el yen japonés y el won coreano.

Desde 2004, la gran cantidad de pedidos aumentó la demanda de espacios en los astilleros, elevando su precio y aumentando los costos de envío. El costo de construcción por tonelada de una planta de licuefacción de GNL disminuyó constantemente desde la década de 1970 hasta la de 1990. El costo se redujo en aproximadamente un 35 por ciento. Sin embargo, recientemente el costo de construcción de terminales de licuefacción y regasificación se duplicó debido al aumento del costo de los materiales y la escasez de mano de obra calificada, ingenieros profesionales, diseñadores, gerentes y otros profesionales de cuello blanco.

Debido a las preocupaciones por la escasez de gas natural en el noreste de los EE. UU. Y el exceso de gas natural en el resto del país, se están contemplando muchas terminales nuevas de importación y exportación de GNL en los Estados Unidos. Las preocupaciones sobre la seguridad de tales instalaciones crean controversia en algunas regiones donde se proponen. Uno de esos lugares se encuentra en Long Island Sound entre Connecticut y Long Island. Broadwater Energy , un esfuerzo de TransCanada Corp. y Shell, desea construir una terminal de importación de GNL en el sonido del lado de Nueva York. Los políticos locales, incluido el ejecutivo del condado de Suffolk, plantearon preguntas sobre la terminal. En 2005, los senadores de Nueva York Chuck Schumer y Hillary Clinton también anunciaron su oposición al proyecto. [21] Varias propuestas de terminales de importación a lo largo de la costa de Maine también se encontraron con altos niveles de resistencia y preguntas. El 13 de septiembre de 2013, el Departamento de Energía de EE. UU. Aprobó la solicitud de Dominion Cove Point para exportar hasta 770 millones de pies cúbicos por día de GNL a países que no tienen un acuerdo de libre comercio con EE . UU. [22] En mayo de 2014, la FERC concluyó su evaluación ambiental del proyecto de GNL de Cove Point, que encontró que el proyecto de exportación de gas natural propuesto podría construirse y operarse de manera segura. [23] Actualmente se propone otra terminal de GNL para la isla de Elba , Georgia. [24]Los planes para tres terminales de exportación de GNL en la región de la costa del Golfo de EE. UU. También han recibido aprobación federal condicional. [22] [25] En Canadá, se está construyendo una terminal de exportación de GNL cerca de Guysborough , Nueva Escocia. [26]

Aspectos comerciales [ editar ]

Comercio global [ editar ]

En el desarrollo comercial de una cadena de valor de GNL, los proveedores de GNL primero confirman las ventas a los compradores intermedios y luego firman contratos a largo plazo (generalmente de 20 a 25 años) con términos y estructuras estrictas para los precios del gas. Solo cuando los clientes estén confirmados y el desarrollo de un proyecto nuevo se considere económicamente viable, los patrocinadores de un proyecto de GNL podrían invertir en su desarrollo y operación. Por lo tanto, el negocio de licuefacción de GNL se ha limitado a jugadores con fuertes recursos financieros y políticos. Principales empresas petroleras internacionales (IOC) como ExxonMobil , Royal Dutch Shell , BP , Chevron , Total y empresas petroleras nacionales (NOC) como Pertamina y Petronas son jugadores activos.

El GNL se envía a todo el mundo en embarcaciones marítimas especialmente construidas . El comercio de GNL se completa mediante la firma de un SPA (acuerdo de compraventa) entre un proveedor y una terminal receptora, y mediante la firma de un GSA (acuerdo de venta de gas) entre una terminal receptora y los usuarios finales. La mayoría de los términos del contrato solían ser DES o ex ship , lo que responsabiliza al vendedor del transporte del gas. Sin embargo, con los bajos costos de construcción naval y los compradores que prefieren asegurar un suministro confiable y estable, los contratos con términos FOB aumentaron. Bajo tales términos, el comprador, que a menudo es propietario de un barco o firma un contrato de fletamento a largo plazo con transportistas independientes, es responsable del transporte.

Los acuerdos de compra de GNL solían ser a largo plazo con relativamente poca flexibilidad tanto en precio como en volumen. Si se confirma la cantidad del contrato anual, el comprador está obligado a tomar y pagar el producto, o pagarlo incluso si no se toma, en lo que se conoce como la obligación de contrato de compra o venta (TOP).

A mediados de la década de 1990, el GNL era un mercado de compradores. A pedido de los compradores, las SPA comenzaron a adoptar algunas flexibilidades en volumen y precio. Los compradores tenían más flexibilidades hacia arriba y hacia abajo en TOP, y entraron en vigencia las SPA a corto plazo de menos de 16 años. Al mismo tiempo, también se permitieron destinos alternativos para la carga y el arbitraje. A principios del siglo XXI, el mercado estaba nuevamente a favor de los vendedores. Sin embargo, los vendedores se han vuelto más sofisticados y ahora proponen compartir oportunidades de arbitraje y alejarse de los precios de la curva S. Se ha debatido mucho sobre la creación de un "OGEC" como equivalente de gas natural de la OPEP . Rusia y Qatar, los países con las mayores y terceras reservas de gas natural del mundo, finalmente han apoyado tal medida. [ cita requerida ]

El presidente Trump visita la terminal de exportación de GNL de Cameron en Luisiana , mayo de 2019

Hasta 2003, los precios del GNL han seguido de cerca los precios del petróleo. Desde entonces, los precios del GNL en Europa y Japón han sido más bajos que los precios del petróleo, aunque el vínculo entre el GNL y el petróleo sigue siendo fuerte. Por el contrario, los precios en los EE. UU. Y el Reino Unido se han disparado recientemente y luego han caído como resultado de cambios en el suministro y el almacenamiento. [ cita requerida ] A fines de la década de 1990 y principios de la de 2000, el mercado cambió para los compradores, pero desde 2003 y 2004, ha sido un mercado de vendedores fuerte, con net-back como la mejor estimación de precios. [ cita requerida ] .

La investigación de Global Energy Monitor en 2019 advirtió que hasta US $ 1.3 billones en nueva infraestructura de exportación e importación de GNL actualmente en desarrollo tienen un riesgo significativo de quedarse varado, ya que el gas global corre el riesgo de sobreabastecerse, particularmente si Estados Unidos y Canadá juegan un papel más importante. . [27]

El aumento actual del petróleo y el gas no convencionales en los EE. UU. Ha resultado en precios más bajos del gas en los EE. UU. Esto ha llevado a discusiones en los mercados de gas vinculados al petróleo de Asia para importar gas según el índice Henry Hub. [28] En la reciente conferencia de alto nivel celebrada en Vancouver, la Cumbre de Energía del Pacífico de 2013, la Cumbre de Energía del Pacífico de 2013 convocó a responsables políticos y expertos de Asia y los Estados Unidos para discutir las relaciones comerciales de GNL entre estas regiones.

Existen terminales de recepción en unos 40 [29] países, incluidos Bélgica, Chile, China, República Dominicana, Francia, Grecia, India, Italia, Japón, Corea, España, Taiwán, Reino Unido, Estados Unidos, entre otros. Existen planes para Bahrein, Alemania, Ghana, Marruecos, Filipinas, Vietnam [30] y otros para construir también nuevas terminales de recepción (regasificación).

Proyección de proyectos de GNL [ editar ]

Los proyectos de GNL de carga base (gran escala,> 1 MTPA) requieren reservas de gas natural, [31] compradores [32] y financiación. El uso de tecnología probada y un contratista probado es extremadamente importante tanto para inversores como para compradores. [33] Reservas de gas requeridas: 1 tpc de gas requerido por Mtpa de GNL durante 20 años. [31]

El GNL se produce de forma más rentable en instalaciones relativamente grandes debido a las economías de escala, en sitios con acceso marítimo que permiten grandes envíos regulares a granel directamente al mercado. Esto requiere un suministro de gas seguro de capacidad suficiente. Idealmente, las instalaciones están ubicadas cerca de la fuente de gas, para minimizar el costo de la infraestructura de transporte intermedia y la contracción del gas (pérdida de combustible en el transporte). El alto costo de construir grandes instalaciones de GNL hace que el desarrollo progresivo de fuentes de gas para maximizar la utilización de las instalaciones sea esencial, y la extensión de la vida útil de las instalaciones de GNL existentes, financieramente depreciadas, sea rentable. Particularmente cuando se combina con precios de venta más bajos debido a la gran capacidad instalada y al aumento de los costos de construcción, esto hace que la evaluación / justificación económica para desarrollar nuevos, y especialmente greenfield,Las instalaciones de GNL son un desafío, incluso si estas podrían ser más respetuosas con el medio ambiente que las instalaciones existentes, con todas las preocupaciones de las partes interesadas satisfechas. Debido al alto riesgo financiero, es habitual asegurar contractualmente el suministro / concesiones de gas y la venta de gas durante períodos prolongados antes de tomar una decisión de inversión.

Usos [ editar ]

El uso principal del GNL es simplificar el transporte de gas natural desde la fuente hasta el destino. A gran escala, esto se hace cuando el origen y el destino se encuentran al otro lado de un océano. También se puede utilizar cuando no se dispone de la capacidad adecuada de la tubería. Para usos de transporte a gran escala, el GNL generalmente se regasifica en el extremo receptor y se empuja hacia la infraestructura local de gasoductos.

El GNL también se puede utilizar para satisfacer la demanda máxima cuando la infraestructura normal de la tubería puede satisfacer la mayoría de las necesidades de la demanda, pero no las necesidades de la demanda máxima. Estas plantas se denominan típicamente plantas de reducción de picos de GNL, ya que el propósito es reducir parte de la demanda máxima de lo que se requiere de la tubería de suministro.

El GNL se puede utilizar para alimentar motores de combustión interna. El GNL se encuentra en las primeras etapas de convertirse en un combustible principal para las necesidades de transporte. Se está evaluando y probando para aplicaciones de transporte por carretera, [34] todoterreno, [35] marinas y ferroviarias. [36] Existen problemas conocidos con los tanques de combustible y el suministro de gas al motor, [37] pero a pesar de estas preocupaciones, ha comenzado el cambio al GNL como combustible de transporte. El GNL compite directamente con el gas natural comprimido como combustible para vehículos de gas naturalya que el motor es idéntico. Puede haber aplicaciones en las que los camiones, autobuses, trenes y barcos de GNL podrían ser rentables para distribuir regularmente la energía de GNL junto con el transporte de carga general y / o los pasajeros a comunidades más pequeñas y aisladas sin una fuente de gas local o acceso a tuberías.

Uso de GNL para alimentar grandes camiones de carretera [ editar ]

China ha sido líder en el uso de vehículos de GNL [38] con más de 100.000 vehículos propulsados ​​por GNL en la carretera en septiembre de 2014. [39]

En los Estados Unidos se están poniendo en marcha los inicios de una capacidad pública de abastecimiento de combustible de GNL. Un sitio de seguimiento del centro de abastecimiento de combustible alternativo muestra 84 centros de combustible de GNL para camiones públicos a diciembre de 2016. [40] Es posible que los camiones grandes hagan viajes a campo traviesa como Los Ángeles a Boston y reposten en estaciones de servicio públicas cada 500 millas. El Directorio Nacional de Camioneros de 2013 enumera aproximadamente 7.000 paradas de camiones, [41] por lo que aproximadamente el 1% de las paradas de camiones de EE.

Si bien en diciembre de 2014 el combustible GNL y los GNV no se llevaron muy rápidamente dentro de Europa y era cuestionable si el GNL se convertirá alguna vez en el combustible de elección entre los operadores de flotas [42], las tendencias recientes a partir de 2018 muestran perspectivas diferentes. [43] Durante el año 2015, los Países Bajos introdujeron camiones propulsados ​​por GNL en el sector del transporte. [44] El gobierno australiano está planeando desarrollar una carretera de GNL para utilizar el GNL producido localmente y reemplazar el combustible diesel importado utilizado por los vehículos de transporte interestatales. [45]

En el año 2015, India también tuvo un pequeño comienzo al transportar GNL en camiones cisterna propulsados ​​por GNL en el estado de Kerala. [46] En 2017, Petronet LNG está instalando 20 estaciones de GNL en carreteras a lo largo de la costa oeste de India que conectan Delhi con Thiruvananthapuram cubriendo una distancia total de 4.500 km a través de Mumbai y Bengaluru. [47] En 2020, India planea instalar 24 estaciones de servicio de GNL a lo largo de las carreteras del Cuadrilátero Dorado de 6.000 km que conectan los cuatro metros, ya que los precios del GNL han caído drásticamente. [48]

Japón, el mayor importador mundial de GNL, utilizará GNL como combustible para el transporte por carretera. [49]

Motores de alta potencia / alto par [ editar ]

El desplazamiento del motor es un factor importante en la potencia de un motor de combustión interna . Por lo tanto, un motor de 2000 cc sería típicamente más potente que un motor de 1800 cc, pero eso supone que se usa una mezcla similar de aire y combustible .

Sin embargo, si a través de un turbocompresor como ejemplo, el motor más pequeño usa una mezcla de aire y combustible con mayor densidad de energía, entonces podría producir más energía que el más grande quemando una mezcla de aire y combustible con menor densidad de energía. Desafortunadamente, los turbocompresores son complejos y costosos. Por lo tanto, para motores de alta potencia / alto par, se prefiere un combustible que cree una mezcla de aire y combustible más densa en energía, porque un motor más pequeño y simple puede producir la misma potencia.

Con los motores tradicionales de gasolina y diesel, la densidad de energía de la mezcla de aire y combustible es limitada porque los combustibles líquidos no se mezclan bien en el cilindro. Además, la gasolina y el combustible diesel tienen temperaturas y presiones de autoignición relevantes para el diseño del motor. Una parte importante del diseño tradicional del motor es diseñar los cilindros, las relaciones de compresión y los inyectores de combustible de manera que se evite el preencendido pero al mismo tiempo se pueda inyectar la mayor cantidad de combustible posible, mezclar bien y aún tener tiempo para completar el proceso. proceso de combustión durante la carrera de potencia.

El gas natural no se autoinflama a presiones y temperaturas relevantes para el diseño tradicional de motores de gasolina y diésel, lo que proporciona más flexibilidad en el diseño de un motor de gas natural. El metano, el componente principal del gas natural, tiene una temperatura de autoignición de 580 ° C (1.076 ° F), [50] mientras que la gasolina y el diesel se autoinflama a aproximadamente 250 ° C (482 ° F) y 210 ° C (410 ° F) respectivamente.

Con un motor de gas natural comprimido (GNC), la mezcla del combustible y el aire es más efectiva ya que los gases generalmente se mezclan bien en un corto período de tiempo, pero a presiones de compresión típicas de GNC, el combustible en sí es menos denso en energía que la gasolina o el diesel. por lo tanto, el resultado final es una mezcla de aire y combustible menos densa en energía. Por tanto, para el mismo motor de cilindrada, un motor de GNC sin turbocompresor suele ser menos potente que un motor de gasolina o diésel de tamaño similar. Por esa razón, los turbocompresores son populares en los automóviles europeos a GNC. [51] A pesar de esa limitación, el motor Cummins Westport ISX12G de 12 litros [52]es un ejemplo de un motor con capacidad para GNC diseñado para arrastrar cargas de tractores / remolques de hasta 80,000 libras que muestra que el GNC se puede usar en la mayoría, si no en todas, las aplicaciones de camiones en la carretera. Los motores ISX G originales incorporaron un turbocompresor para mejorar la densidad de energía aire-combustible. [53]

El GNL ofrece una ventaja única sobre el GNC para aplicaciones de alta potencia más exigentes al eliminar la necesidad de un turbocompresor. Debido a que el GNL hierve a aproximadamente -160 ° C (-256 ° F), mediante el uso de un intercambiador de calor simple, una pequeña cantidad de GNL se puede convertir a su forma gaseosa a una presión extremadamente alta con el uso de poca o ninguna energía mecánica. Un motor de alta potencia diseñado correctamente puede aprovechar esta fuente de combustible gaseoso de alta densidad de energía de presión extremadamente alta para crear una mezcla de aire y combustible de mayor densidad energética que la que se puede crear de manera eficiente con un motor propulsado por GNC. El resultado final en comparación con los motores de GNC es una mayor eficiencia general en aplicaciones de motores de alta potencia cuando se utiliza tecnología de inyección directa de alta presión. El Westport HDMI2 [54]El sistema de combustible es un ejemplo de una tecnología de inyección directa de alta presión que no requiere un turbocompresor si se combina con la tecnología apropiada de intercambiador de calor de GNL. El motor de GNL de 13 litros de Volvo Trucks [55] es otro ejemplo de un motor de GNL que aprovecha la tecnología avanzada de alta presión.

Westport recomienda GNC para motores de 7 litros o menos y GNL con inyección directa para motores entre 20 y 150 litros. Para motores de entre 7 y 20 litros se recomienda una u otra opción. Consulte la diapositiva 13 de la presentación de la sesión sobre innovación industrial de NGV Bruxelles [56]

Se han desarrollado o se están desarrollando motores de alta potencia en los campos de perforación petrolera, minería, locomotoras y marinas. [57] Paul Blomerus ha escrito un documento [58] en el que concluye que se podrían necesitar hasta 40 millones de toneladas por año de GNL (aproximadamente 26.1 mil millones de galones / año o 71 millones de galones / día) solo para satisfacer las necesidades globales de las altas motores de caballos de fuerza de 2025 a 2030.

A finales del primer trimestre de 2015, Prometheus Energy Group Inc afirma haber entregado más de 100 millones de galones de GNL en los 4 años anteriores al mercado industrial, [59] y continúa agregando nuevos clientes.

Uso de GNL en aplicaciones marítimas [ editar ]

El abastecimiento de combustible de GNL se ha establecido en algunos puertos mediante el abastecimiento de combustible de camión a barco. Este tipo de abastecimiento de GNL es sencillo de establecer asumiendo que hay un suministro de GNL disponible.

La empresa de transporte Feeder y Shortsea Unifeeder ha estado operando el primer buque portacontenedores propulsado por GNL del mundo, el Wes Amelie, desde finales de 2017 en tránsito entre el puerto de Rotterdam y los países bálticos en un horario semanal. [60] La empresa de transporte de contenedores, Maersk Group, ha decidido introducir buques portacontenedores impulsados ​​por combustible GNL. [61] DEME Group ha contratado a Wärtsilä para impulsar su draga de clase 'Antigoon' de nueva generación con motores de combustible dual (DF). [62] Crowley Maritime de Jacksonville, Florida, lanzó dos barcos ConRo propulsados ​​por GNL, el Coquí y el Taino, en 2018 y 2019, respectivamente. [63]

En 2014, Shell encargó un buque de combustible de GNL dedicado. [64] Está previsto que entre en servicio en Rotterdam en el verano de 2017 [65]

El Convenio Internacional para la Prevención de la Contaminación por los Buques (MARPOL), adoptado por la OMI , ha ordenado que los buques marinos no consuman combustible (combustible de combustible, diesel, etc.) con un contenido de azufre superior al 0.5% a partir del año 2020 dentro de International Aguas y zonas costeras de los países que adoptan la misma normativa. El reemplazo del combustible búnker con alto contenido de azufre por GNL sin azufre se requiere a gran escala en el sector del transporte marítimo, ya que los combustibles líquidos con bajo contenido de azufre son más costosos que el GNL. [66] Japón tiene previsto utilizar GNL como combustible búnker para 2020. [67]

BHP , una de las empresas mineras más grandes del mundo, tiene como objetivo poner en servicio buques de transporte de minerales propulsados ​​con GNL para fines de 2021. [68]

Uso de GNL en ferrocarril [ editar ]

Florida East Coast Railway tiene 24 locomotoras GE ES44C4 adaptadas para funcionar con combustible GNL. [69]

Comercio [ editar ]

El comercio mundial de GNL está creciendo rápidamente de insignificante en 1970 a lo que se espera que sea una cantidad sustancial a nivel mundial para 2020. [70] Como referencia, la producción mundial de petróleo crudo en 2014 fue de 92 millones de barriles (14,6 millones de metros cúbicos) por año. día [71] o 186,4 billones de unidades térmicas británicas (54.600 teravatios-hora ) por año.

En 1970, el comercio mundial de GNL era de 3 mil millones de metros cúbicos (bcm) (0,11 quads). [72] En 2011, era de 331 bcm (11,92 quads). [72] EE. UU. Comenzó a exportar GNL en febrero de 2016. El pronóstico de Black & Veatch de octubre de 2014 es que para 2020, solo EE. UU. Exportará entre 10 y 14 mil millones de pies cúbicos / d (280 a 400 millones de m 3 / d) o por poder calorífico 3,75 a 5,25 quad (1,100 a 1,540 TWh). [73] E&Y proyecta que la demanda global de GNL podría llegar a 400 mtpa (19,7 quads) para 2020. [74] Si eso ocurre, el mercado de GNL será aproximadamente un 10% del tamaño del mercado mundial de petróleo crudo, y eso no cuenta el vasto la mayor parte del gas natural que se entrega a través de gasoductos directamente desde el pozo al consumidor.

En 2004, el GNL representó el 7 por ciento de la demanda mundial de gas natural. [75] Se espera que el comercio mundial de GNL, que ha aumentado a una tasa del 7,4 por ciento anual durante la década de 1995 a 2005, continúe creciendo sustancialmente. [76] Se espera que el comercio de GNL aumente en un 6,7 por ciento anual entre 2005 y 2020. [76]

Hasta mediados de la década de 1990, la demanda de GNL estaba muy concentrada en el noreste de Asia: Japón, Corea del Sur y Taiwán . Al mismo tiempo, los suministros de la Cuenca del Pacífico dominaron el comercio mundial de GNL. [76] El interés mundial en utilizar unidades generadoras de ciclo combinado de gas natural para la generación de energía eléctrica, junto con la incapacidad de los suministros de gas natural de América del Norte y del Mar del Norte para satisfacer la creciente demanda, amplió sustancialmente los mercados regionales de GNL. También incorporó al comercio a nuevos proveedores de Atlantic Basin y Oriente Medio. [76]

Políticos rusos y occidentales visitan el proyecto Sakhalin-II el 18 de febrero de 2009

A finales de 2017, había 19 países exportadores de GNL y 40 países importadores de GNL. Los tres mayores exportadores de GNL en 2017 fueron Qatar (77,5 TM), Australia (55,6 TM) y Malasia (26,9 TM). Los tres mayores importadores de GNL en 2017 fueron Japón (83,5 TM), China (39 TM) y Corea del Sur (37,8 TM). [77] Los volúmenes de comercio de GNL aumentaron de 142 TM en 2005 a 159 TM en 2006, 165 TM en 2007, 171 TM en 2008, 220 TM en 2010, 237 TM en 2013, 264 TM en 2016 y 290 TM en 2017. [77 ] La producción mundial de GNL fue de 246 TM en 2014, [78] la mayor parte de la cual se utilizó en el comercio entre países. [79] Durante los próximos años se producirá un aumento significativo en el volumen del comercio de GNL. [74] Por ejemplo, alrededor de 59 MTPA de nuevo suministro de GNL de seis nuevas plantas llegaron al mercado solo en 2009, que incluyen:

  • Tren de plataforma noroeste 5: 4.4 MTPA
  • Sajalín-II : 9,6 MTPA
  • Yemen GNL : 6,7 MTPA
  • Tangguh: 7,6 MTPA
  • Qatargas : 15,6 MTPA
  • Rasgas Qatar: 15,6 MTPA

En 2006, Qatar se convirtió en el mayor exportador mundial de GNL. [72] En 2012, Qatar es la fuente del 25 por ciento de las exportaciones mundiales de GNL. [72] En 2017, se estimaba que Qatar suministraba el 26,7% del GNL mundial. [80]

Las inversiones en instalaciones de exportación de EE. UU. Aumentaron en 2013, estas inversiones se vieron impulsadas por el aumento de la producción de gas de esquisto en los Estados Unidos y un gran diferencial de precios entre los precios del gas natural en los EE. UU. Y los de Europa y Asia. Cheniere Energy se convirtió en la primera empresa de Estados Unidos en recibir permiso y exportar GNL en 2016. [8]

Importaciones [ editar ]

En 1964, el Reino Unido y Francia realizaron el primer comercio de GNL, comprando gas de Argelia , presenciando una nueva era de la energía.

Hoy, solo 19 países exportan GNL. [72]

En comparación con el mercado del petróleo crudo, en 2013 el mercado del gas natural representaba alrededor del 72 por ciento del mercado del petróleo crudo (medido sobre una base equivalente de calor), [81] del cual el GNL forma una pequeña parte pero en rápido crecimiento. Gran parte de este crecimiento está impulsado por la necesidad de combustible limpio y algún efecto de sustitución debido al alto precio del petróleo (principalmente en los sectores de calefacción y generación de electricidad).

Japón, Corea del Sur , España, Francia, Italia y Taiwán importan grandes volúmenes de GNL debido a su escasez de energía. En 2005, Japón importó 58,6 millones de toneladas de GNL, lo que representa alrededor del 30 por ciento del comercio de GNL en todo el mundo ese año. También en 2005, Corea del Sur importó 22,1 millones de toneladas y en 2004 Taiwán importó 6,8 millones de toneladas. Estos tres grandes compradores compran aproximadamente dos tercios de la demanda mundial de GNL. Además, España importó alrededor de 8,2 MTPA en 2006, lo que la convierte en el tercer mayor importador. Francia también importó cantidades similares a España. [ cita requerida ] Tras el desastre nuclear de Fukushima Daiichi en marzo de 2011, Japón se convirtió en un importante importador que representa un tercio del total.[82] Las importaciones europeas de GNL cayeron un 30 por ciento en 2012 y se espera que sigan cayendo un 24 por ciento en 2013, ya que los importadores de América del Sur y Asia pagan más. [83] En 2017, las importaciones mundiales de GNL alcanzaron los 289,8 [84] millones de toneladas de GNL. En 2017, el 72,9% de la demanda mundial de GNL se encontraba en Asia. [85]

Desvío de carga [ editar ]

Según las SPA de GNL, el GNL se destina a destinos previamente acordados y no se permite el desvío de ese GNL. Sin embargo, si el Vendedor y el Comprador llegan a un acuerdo mutuo, entonces se permite el desvío de la carga, sujeto a compartir el beneficio adicional creado por dicho desvío. En la Unión Europea y algunas otras jurisdicciones, no está permitido aplicar la cláusula de participación en los beneficios en las SPA de GNL.

Costo de las plantas de GNL [ editar ]

Durante un período prolongado, las mejoras en el diseño de las plantas de licuefacción y los camiones cisterna tuvieron el efecto de reducir los costos.

En la década de 1980, el costo de construir una planta de licuefacción de GNL costaba $ 350 / tpa (tonelada por año). En la década de 2000, era de $ 200 / tpa. En 2012, los costos pueden llegar a $ 1,000 / tpa, en parte debido al aumento en el precio del acero. [72]

Tan recientemente como en 2003, era común suponer que se trataba de un efecto de "curva de aprendizaje" y que continuaría en el futuro. Pero esta percepción de la caída constante de los costos del GNL se ha desvanecido en los últimos años. [76]

El costo de construcción de los proyectos de GNL totalmente nuevos comenzó a dispararse a partir de 2004 y ha aumentado de aproximadamente $ 400 por tonelada por año de capacidad a $ 1,000 por tonelada por año de capacidad en 2008.

Las principales razones del aumento vertiginoso de los costos en la industria del GNL se pueden describir de la siguiente manera:

  1. Baja disponibilidad de contratistas de EPC como resultado del extraordinario alto nivel de proyectos petroleros en curso en todo el mundo. [dieciséis]
  2. Altos precios de las materias primas como resultado del aumento de la demanda de materias primas.
  3. Falta de mano de obra calificada y experimentada en la industria del GNL. [dieciséis]
  4. Devaluación del dólar estadounidense.
  5. Naturaleza muy compleja de proyectos construidos en ubicaciones remotas y donde los costos de construcción se consideran algunos de los más altos del mundo. [86]

Si se excluyen los proyectos de alto costo, el aumento del 120% durante el período 2002-2012 está más en línea con la escalada en la industria del petróleo y el gas upstream según lo informado por el índice UCCI [86]

La crisis financiera mundial de 2007-2008 provocó una caída generalizada de los precios de las materias primas y los equipos, lo que redujo un poco el costo de construcción de las plantas de GNL. Sin embargo, para 2012 esto fue más que compensado por la creciente demanda de materiales y mano de obra para el mercado de GNL.

Plantas de licuefacción a pequeña escala [ editar ]

Las plantas de licuefacción a pequeña escala son adecuadas para picos en tuberías de gas natural, combustible de transporte o para entregas de gas natural a áreas remotas no conectadas a tuberías. [87] Por lo general, tienen un tamaño compacto, se alimentan de un gasoducto y están ubicados cerca del lugar donde se utilizará el GNL. Esta proximidad reduce los costos de transporte y productos de GNL para los consumidores. [88] [89] También evita las emisiones adicionales de gases de efecto invernadero generadas durante el transporte prolongado.

La planta de GNL a pequeña escala también permite que se produzcan picos de afeitado localizados, lo que equilibra la disponibilidad de gas natural durante los períodos de alta y baja demanda. También hace posible que las comunidades sin acceso a gasoductos de gas natural instalen sistemas de distribución local y les suministren GNL almacenado. [90]

Precios de GNL [ editar ]

Hay tres sistemas de precios principales en los contratos actuales de GNL:

  • Contrato de petróleo indexado utilizado principalmente en Japón, Corea, Taiwán y China;
  • Contratos indexados de petróleo, productos derivados del petróleo y otros portadores de energía utilizados principalmente en Europa continental [91] y
  • Contratos de mercado indexados utilizados en los EE. UU. Y el Reino Unido;

La fórmula para un precio indexado es la siguiente:

CP = BP + β X

  • BP: parte constante o precio base
  • β: gradiente
  • X: indexación

La fórmula ha sido ampliamente utilizada en las SPA de GNL de Asia, donde el precio base representa varios factores no relacionados con el petróleo, pero generalmente una constante determinada por negociación a un nivel que puede evitar que los precios del GNL caigan por debajo de cierto nivel. Por tanto, varía independientemente de la fluctuación del precio del petróleo.

Henry Hub Plus [ editar ]

Algunos compradores de GNL ya han firmado contratos para futuros cargamentos con sede en EE. UU. A precios vinculados a Henry Hub. [92] El precio del contrato de exportación de GNL de Cheniere Energy consiste en una tarifa fija (tarifa de peaje de licuefacción) más el 115% de Henry Hub por millón de unidades térmicas británicas de GNL. [93] Los derechos de peaje en los contratos de Cheniere varían: 2,25 dólares EE.UU. por millón de unidades térmicas británicas (7,7 dólares / MWh) con BG Group firmado en 2011; 2,49 dólares por millón de unidades térmicas británicas (8,5 dólares / MWh) con el GNF de España firmado en 2012; y $ 3,00 por millón de unidades térmicas británicas ($ 10,2 / MWh) con la firma de Kogas y Centrica de Corea del Sur en 2013. [94]

Paridad petrolera [ editar ]

La paridad del petróleo es el precio del GNL que sería igual al del petróleo crudo en barriles de petróleo equivalente (BOE). Si el precio del GNL excede el precio del petróleo crudo en términos de BOE, entonces la situación se llama paridad del petróleo rota. Un coeficiente de 0.1724 da como resultado una paridad de aceite completa. En la mayoría de los casos, el precio del GNL es menor que el precio del petróleo crudo en términos de BOE. En 2009, en varios acuerdos de carga al contado, especialmente en el este de Asia, la paridad petrolera se acercó a la paridad petrolera total o incluso superó la paridad petrolera. [95] En enero de 2016, el precio spot de GNL de $ 5,461 por millón de unidades térmicas británicas ($ 18,63 / MWh) rompió la paridad del petróleo cuando el precio del crudo Brent (≤32 US $ / bbl) cayó abruptamente. [96]A finales de junio de 2016, el precio del GNL ha caído casi un 50% por debajo de su precio de paridad del petróleo, lo que lo hace más económico que el gasóleo / gasóleo más contaminante en el sector del transporte. [97]

Curva en S [ editar ]

La mayor parte del comercio de GNL se rige por contratos a largo plazo. Muchas fórmulas incluyen una curva en S , donde la fórmula del precio es diferente por encima y por debajo de un determinado precio del petróleo, para amortiguar el impacto de los altos precios del petróleo en el comprador y los bajos precios del petróleo en el vendedor. Cuando el precio al contado del GNL es más barato que los contratos indexados al precio del petróleo a largo plazo, el uso final más rentable del GNL es impulsar motores móviles para reemplazar el costoso consumo de gasolina y diésel.

En la mayoría de los contratos de GNL de Asia oriental, la fórmula de precios está indexada a una canasta de crudo importado a Japón llamada Japan Crude Cocktail (JCC). En los contratos de GNL de Indonesia, la fórmula de precios está vinculada al precio del crudo de Indonesia (ICP).

En Europa continental, la indexación de la fórmula de precios no sigue el mismo formato y varía de un contrato a otro. El precio del crudo Brent (B), el precio del fuelóleo pesado (HFO), el precio del fuelóleo ligero (LFO), el precio del gasóleo (GO), el precio del carbón , el precio de la electricidad y, en algunos casos, los índices de precios al consumidor y al productor son los elementos de indexación de fórmulas de precios.

Revisión de precios [ editar ]

Por lo general, existe una cláusula que permite a las partes activar la revisión de precios o la reapertura de precios en las SPA de GNL. En algunos contratos hay dos opciones para activar una revisión de precios. regular y especial. Las regulares son las fechas que se acordarán y definirán en las SPA de GNL a efectos de revisión de precios.

Calidad del GNL [ editar ]

La calidad del GNL es uno de los aspectos más importantes del negocio del GNL. Cualquier gas que no se ajuste a las especificaciones acordadas en el contrato de compraventa se considera gas o GNL "fuera de especificación" (fuera de especificación) o "de calidad inferior". Las regulaciones de calidad tienen tres propósitos: [98]

1 - asegurar que el gas distribuido no sea corrosivo ni tóxico, por debajo de los límites superiores de H 2 S, contenido total de azufre, CO 2 y Hg;
2 - proteger contra la formación de líquidos o hidratos en las redes, mediante puntos de rocío máximos de agua e hidrocarburos;
3 - permitir la intercambiabilidad de los gases distribuidos, mediante límites en el rango de variación de los parámetros que afectan a la combustión: contenido de gases inertes, poder calorífico, índice de Wobbe , índice de hollín, factor de combustión incompleta, índice de punta amarilla, etc.

En el caso de gas fuera de especificación o GNL, el comprador puede negarse a aceptar el gas o el gas natural licuado y el vendedor tiene que pagar una indemnización por daños y perjuicios por los respectivos volúmenes de gas fuera de especificación.

La calidad del gas o del GNL se mide en el punto de entrega utilizando un instrumento como un cromatógrafo de gases.

Las preocupaciones más importantes sobre la calidad del gas tienen que ver con el contenido de azufre y mercurio y el poder calorífico. Debido a la sensibilidad de las instalaciones de licuefacción a los elementos de azufre y mercurio, el gas que se envía al proceso de licuefacción debe refinarse y probarse con precisión para asegurar la concentración mínima posible de estos dos elementos antes de ingresar a la planta de licuefacción, por lo que no hay mucho preocupación por ellos.

Sin embargo, la principal preocupación es el poder calorífico del gas. Por lo general, los mercados del gas natural se pueden dividir en tres mercados en términos de valor calorífico: [98]

  • Asia (Japón, Corea, Taiwán) donde el gas distribuido es rico, con un valor calorífico bruto (GCV) superior a 43 MJ / m 3 (n), es decir, 1.090 Btu / scf,
  • el Reino Unido y los EE. UU., donde el gas distribuido es pobre, con un GCV generalmente inferior a 42 MJ / m 3 (n), es decir, 1.065 Btu / scf,
  • Europa continental, donde el rango de GCV aceptable es bastante amplio: aprox. 39 a 46 MJ / m 3 (n), es decir, 990 a 1160 Btu / scf.

Existen algunos métodos para modificar el valor calorífico del GNL producido al nivel deseado. Para aumentar el poder calorífico, inyectar propano y butano es una solución. Con el fin de disminuir el poder calorífico, la inyección de nitrógeno y la extracción de butano y propano son soluciones probadas. La mezcla con gas o GNL puede ser una solución; sin embargo, todas estas soluciones, aunque teóricamente viables, pueden ser costosas y logísticamente difíciles de gestionar a gran escala. El precio Lean LNG en términos de valor energético es más bajo que el rico precio del LNG. [99]

Tecnología de licuefacción [ editar ]

Hay varios procesos de licuefacción disponibles para plantas grandes de GNL de carga base (en orden de prevalencia): [100]

  1. AP-C3MR: diseñado por Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
  2. Cascade - diseñado por ConocoPhillips
  3. AP-X: diseñado por Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
  4. AP-SMR (refrigerante mixto simple): diseñado por Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
  5. AP-N (refrigerante de nitrógeno): diseñado por Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
  6. MFC (cascada de fluidos mixtos) - diseñado por Linde
  7. PRICO (SMR) - diseñado por Black & Veatch
  8. AP-DMR (refrigerante mixto dual): diseñado por Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
  9. Licuefina - diseñada por Air Liquide

A enero de 2016, la capacidad nominal mundial de licuefacción de GNL era de 301,5 MTPA (millones de toneladas por año) y la capacidad de licuefacción en construcción era de 142 MTPA. [101]

La mayoría de estos trenes utilizan tecnología APCI AP-C3MR o Cascade para el proceso de licuefacción. Los otros procesos, utilizados en una pequeña minoría de algunas plantas de licuefacción, incluyen la tecnología DMR (refrigerante de doble mezcla) de Shell y la tecnología Linde.

La tecnología APCI es el proceso de licuefacción más utilizado en las plantas de GNL: de 100 trenes de licuefacción en curso o en construcción, se han diseñado 86 trenes con una capacidad total de 243 MTPA basados ​​en el proceso APCI. El proceso Philips Cascade es el segundo más utilizado, utilizado en 10 trenes con una capacidad total de 36,16 MTPA. El proceso Shell DMR se ha utilizado en tres trenes con una capacidad total de 13,9 MTPA; y, finalmente, el proceso Linde / Statoil se utiliza en el tren único Snohvit 4.2 MTPA.

Las instalaciones de gas natural licuado flotante (FLNG) flotan sobre un campo de gas en alta mar y producen, licuan, almacenan y transfieren GNL (y potencialmente GLP y condensado) en el mar antes de que los transportistas lo envíen directamente a los mercados. Shell está desarrollando la primera instalación de FLNG [102] , cuya finalización está prevista para 2018. [103]

Almacenamiento [ editar ]

Tanque de almacenamiento de GNL en EG LNG

Los tanques de almacenamiento de GNL modernos son típicamente del tipo de contención total, que tienen una pared exterior de hormigón pretensado y un tanque interior de acero con alto contenido de níquel, con un aislamiento extremadamente eficiente entre las paredes. Los tanques grandes tienen una relación de aspecto baja (altura a ancho) y un diseño cilíndrico con un techo abovedado de acero u hormigón. La presión de almacenamiento en estos tanques es muy baja, menos de 10 kilopascales (1,5  psi ). A veces se utilizan tanques subterráneos más costosos para el almacenamiento. Cantidades más pequeñas (digamos 700 metros cúbicos (180.000 galones estadounidenses) y menos) pueden almacenarse en recipientes a presión horizontales o verticales con camisa de vacío. Estos tanques pueden estar a presiones de menos de 50 a más de 1700 kPa (7,3 a 246,6 psi).

El GNL debe mantenerse frío para que siga siendo un líquido, independientemente de la presión. A pesar del aislamiento eficiente, inevitablemente habrá alguna fuga de calor en el GNL, lo que resultará en la vaporización del GNL. Este gas de ebullición actúa para mantener frío el GNL (consulte " Refrigeración " a continuación). El gas de ebullición generalmente se comprime y se exporta como gas natural , o se vuelve a licuar y se vuelve a almacenar.

Transporte [ editar ]

Modelo de Tanker LNG Rivers , capacidad de GNL de 135.000 metros cúbicos
Interior de un tanque de carga de GNL

El GNL se transporta en barcos especialmente diseñados con cascos dobles que protegen los sistemas de carga de daños o fugas. Hay varios métodos especiales de prueba de fugas disponibles para probar la integridad de los tanques de carga de membrana de un buque de GNL. [104]

Los camiones cisterna cuestan alrededor de 200 millones de dólares cada uno. [72]

El transporte y el suministro son un aspecto importante del negocio del gas, ya que las reservas de gas natural suelen estar bastante alejadas de los mercados de consumo. El gas natural tiene mucho más volumen que el petróleo para transportar y la mayor parte del gas se transporta por tuberías. Existe una red de gasoductos en la ex Unión Soviética , Europa y América del Norte. El gas natural es menos denso, incluso a presiones más altas. El gas natural viajará mucho más rápido que el petróleo a través de un oleoducto de alta presión, pero puede transmitir solo alrededor de una quinta parte de la cantidad de energía por día debido a la menor densidad. El gas natural generalmente se licúa a GNL al final del gasoducto, antes del envío.

Se encuentran disponibles tuberías cortas de GNL para su uso en el traslado de productos de los buques de GNL al almacenamiento en tierra. Se están desarrollando gasoductos más largos, que permiten a los buques descargar GNL a una mayor distancia de las instalaciones portuarias. Esto requiere tecnología de tubería en tubería debido a los requisitos para mantener frío el GNL. [105]

El GNL se transporta utilizando camiones cisterna [106] , vagones cisterna de ferrocarril [107] y barcos construidos expresamente conocidos como transportadores de GNL . A veces, el GNL se lleva a temperaturas criogénicas para aumentar la capacidad del buque tanque. Las primeras transferencias comerciales de barco a barco (STS) se llevaron a cabo en febrero de 2007 en la instalación de Flotta en Scapa Flow [108], pasando 132.000 m 3 de GNL entre los barcos Excalibur y Excelsior. Las transferencias también han sido realizadas por Exmar Shipmanagement , el propietario del petrolero belga en el Golfo de México., que implicó la transferencia de GNL de un buque de transporte de GNL convencional a un buque de regasificación de GNL (LNGRV). Antes de este ejercicio comercial, el GNL solo se había transferido entre barcos en un puñado de ocasiones como una necesidad después de un incidente. [ cita requerida ] SIGTTO - la Sociedad de Operadores de Terminales y Cisterna de Gas Internacional es el organismo responsable de los operadores de GNL en todo el mundo y busca difundir el conocimiento sobre el transporte seguro de GNL en el mar. [109]

Además de los buques de GNL, el GNL también se utiliza en algunos aviones .

Terminales [ editar ]

El gas natural licuado se utiliza para transportar gas natural a grandes distancias, a menudo por mar. En la mayoría de los casos, las terminales de GNL son puertos especialmente diseñados que se utilizan exclusivamente para exportar o importar GNL.

Refrigeración [ editar ]

El aislamiento, tan eficiente como es, no mantendrá al GNL lo suficientemente frío por sí solo. Inevitablemente, las fugas de calor calentarán y vaporizarán el GNL. La práctica de la industria es almacenar GNL como un criógeno hirviendo . Es decir, el líquido se almacena en su punto de ebullición para la presión a la que se almacena (presión atmosférica). A medida que el vapor se evapora, el calor para el cambio de fase enfría el líquido restante. Debido a que el aislamiento es muy eficiente, solo se necesita una cantidad relativamente pequeña de evaporación para mantener la temperatura. Este fenómeno también se denomina autorefrigeración .

El gas de ebullición de los tanques de almacenamiento de GNL en tierra generalmente se comprime y se alimenta a las redes de tuberías de gas natural. Algunos transportadores de GNL utilizan gas de ebullición como combustible.

Preocupaciones medioambientales [ editar ]

Protesta contra la extracción de gas de esquisto en Estados Unidos, 2016

El gas natural podría considerarse el combustible fósil menos dañino para el medio ambiente, porque tiene las emisiones de CO 2 más bajas por unidad de energía y porque es adecuado para su uso en centrales eléctricas de ciclo combinado de alta eficiencia . Para una cantidad equivalente de calor, la quema de gas natural produce aproximadamente un 30 por ciento menos de dióxido de carbono que la quema de petróleo y aproximadamente un 45 por ciento menos que la quema de carbón . [110]Por kilómetro transportado, las emisiones de GNL son más bajas que las del gas natural canalizado, que es un problema particular en Europa, donde se canalizan cantidades significativas de gas a varios miles de kilómetros de Rusia. Sin embargo, las emisiones del gas natural transportado como GNL son superiores a las del gas natural producido localmente hasta el punto de combustión, ya que las emisiones asociadas al transporte son menores para este último. [ cita requerida ]

Sin embargo, en la costa oeste de los Estados Unidos, donde se propusieron hasta tres nuevas terminales de importación de GNL antes del auge del fracking estadounidense, grupos ambientalistas como Pacific Environment , Ratepayers for Affordable Clean Energy (RACE) y Rising Tide se habían mudado a oponerse a ellos. [111] Afirmaron que, si bien las plantas de energía de gas natural emiten aproximadamente la mitad del dióxido de carbono de una planta de energía de carbón equivalente, la combustión de gas natural necesaria para producir y transportar GNL a las plantas agrega entre un 20 y un 40 por ciento más de dióxido de carbono que la quema de gas natural. solo. [112] Un estudio revisado por pares de 2015 evaluó el ciclo de vida completo de extremo a extremo del GNL producido en los EE. UU. Y consumido en Europa o Asia. [113] Llegó a la conclusión de que la producción mundial de CO2 se reduciría debido a la reducción resultante de la quema de otros combustibles fósiles.

Símbolo de diamante blanco con borde verde utilizado en vehículos propulsados ​​por GNL en China

Algunos científicos y residentes locales han expresado su preocupación por el efecto potencial de la infraestructura de GNL de Polonia sobre la vida marina en el Mar Báltico . [114] Se plantearon preocupaciones similares en Croacia . [115]

GNL comparado con diesel [ editar ]

Aunque el diésel tiene una densidad energética más alta que el GNL, el volumen de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y contaminantes atmosféricos de criterio (CAC) asociados con los sectores de aguas arriba y aguas abajo es mayor para el diésel que para el gas natural . [116] (Cuadro 1)

Seguridad y accidentes [ editar ]

El gas natural es un combustible y una sustancia combustible . Para garantizar una operación segura y confiable, se toman medidas particulares en el diseño, construcción y operación de las instalaciones de GNL.

En su estado líquido, el GNL no es explosivo y no puede encenderse. Para que el GNL se queme, primero debe vaporizarse, luego mezclarse con aire en las proporciones adecuadas (el rango de inflamabilidad es del 5 por ciento al 15 por ciento) y luego encenderse. En el caso de una fuga, el GNL se vaporiza rápidamente, convirtiéndose en gas (metano más gases traza) y mezclándose con el aire. Si esta mezcla se encuentra dentro del rango de inflamabilidad , existe el riesgo de ignición que crearía peligros de incendio y radiación térmica .

La ventilación de gas de los vehículos propulsados ​​por GNL puede crear un peligro de inflamabilidad si se estaciona en el interior durante más de una semana. Además, debido a su baja temperatura, el reabastecimiento de combustible de un vehículo propulsado por GNL requiere capacitación para evitar el riesgo de congelación . [117] [118]

Los buques tanque de GNL han navegado más de 100 millones de millas sin una muerte a bordo o incluso un accidente importante. [119]

A continuación se enumeran varios accidentes en el sitio que involucran o están relacionados con el GNL:

  • 20 de octubre de 1944 , Cleveland , Ohio, EE. UU. La empresa East Ohio Natural Gas Co. experimentó una falla en un tanque de GNL. [120] 128 personas murieron en la explosión y el incendio . El tanque no tenía un muro de contención de dique y se fabricó durante la Segunda Guerra Mundial, cuando el racionamiento de metales era muy estricto. El acero del tanque estaba hecho con una cantidad extremadamente baja de níquel , lo que significaba que el tanque era quebradizo cuando se exponía a la naturaleza criogénica del GNL. El tanque se rompió y derramó GNL en el sistema de alcantarillado de la ciudad. El GNL se vaporizó y se convirtió en gas, que explotó y se quemó.
  • 10 de febrero de 1973 , Staten Island , Nueva York, EE. UU. Durante una operación de limpieza, 42 trabajadores estaban dentro de uno de los tanques de TETCo LNG que supuestamente había sido completamente drenado diez meses antes. Sin embargo, se produjo la ignición, lo que provocó que una columna de gas en combustión se elevara dentro del tanque. Dos trabajadores cerca de la parte superior sintieron el calor y corrieron a la seguridad de los andamios afuera, mientras que los otros 40 trabajadores murieron cuando la tapa de concreto del tanque se elevó entre 20 y 30 pies en el aire y luego se derrumbó, aplastándolos hasta la muerte. [121] [122]
  • 6 de octubre de 1949, Lusby, Maryland , EE. UU. Un sello de la bomba falló en la instalación de importación de GNL de Cove Point , liberando vapores de gas natural (no GNL), que ingresaron a un conducto eléctrico. [120] Un trabajador apagó un disyuntor que encendió los vapores de gas. La explosión resultante mató a un trabajador, hirió gravemente a otro y causó graves daños al edificio. No se requirió un análisis de seguridad en ese momento y no se realizó ninguno durante la planificación, el diseño o la construcción de la instalación. [123] Los códigos nacionales de incendios se modificaron como resultado del accidente.
  • 19 de enero de 2004, Skikda , Argelia . Explosión en la instalación de licuefacción de GNL de Sonatrach. [120] 27 muertos, 56 heridos, tres trenes de GNL destruidos, un muelle marino resultó dañado y la producción de 2004 se redujo un 76 por ciento durante el año. La pérdida total fue de 900 millones de dólares. Una caldera de vapor que formaba parte de un tren de licuefacción de GNL explotó provocando una explosión masiva de gas hidrocarburo. La explosión ocurrió donde se ubicaban el almacenamiento de refrigeración de propano y etano. La distribución del sitio de las unidades provocó un efecto dominó de las explosiones. [124] [125]No está claro si el GNL o el vapor de GNL u otros gases de hidrocarburos que forman parte del proceso de licuefacción iniciaron las explosiones. Un informe de la inspección del sitio del equipo del gobierno de EE. UU. De la planta de GNL Sonatrach Skikda en Skikda, Argelia, del 12 al 16 de marzo de 2004, ha citado que se trataba de una fuga de hidrocarburos del sistema de proceso de refrigerante (licuefacción).

Problemas de seguridad [ editar ]

El 8 de mayo de 2018, Estados Unidos se retiró del Plan de Acción Integral Conjunto con Irán , restableciendo las sanciones de Irán contra su programa nuclear. [126] En respuesta, Irán amenazó con cerrar el Estrecho de Ormuz al transporte marítimo internacional. [127] El Estrecho de Ormuz es una ruta estratégica a través de la cual un tercio del GNL mundial pasa de los productores de Oriente Medio. [128]

Ver también [ editar ]

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  127. ^ Irán amenaza con bloquear el Estrecho de Ormuz por las sanciones petroleras de Estados Unidos
  128. ^ "2 petroleros resultaron dañados en posibles ataques en el Golfo de Omán" . Vox . 13 de junio de 2019.

Enlaces externos [ editar ]

  • Informe anual GIIGNL 2018 (video)
  • Video educativo de GNL. Cómo se comprime el gas natural en gas natural licuado para su transporte (Shell).
  • Centro para GNL
  • Revista de noticias e industria de GNL
  • Sitio web de Gasworld
  • Nueva tecnología de planta de GNL
  • ¿Qué es el GNL y cómo se está convirtiendo en una fuente de energía de EE. UU.?
  • Gas natural licuado en EE. UU .: Comisión Federal de Regulación de Energía (FERC)
  • Seguridad del GNL
  • Capacitación sobre vehículos de combustible alternativo del Consorcio Nacional de Capacitación sobre Combustibles Alternativos
  • Seguridad del GNL "Los riesgos y peligros del GNL" es un informe exhaustivo elaborado por el presidente internacional de CH · IV, Jeff Beale, que analiza los puntos expuestos en un controvertido video Anti-GNL.
  • Organización de estándares de ubicación de terminales de GNL que aboga por la adopción por parte del gobierno de los estándares de la industria de GNL
  • Perspectivas de desarrollo del GNL en Rusia Discurso de Konstantin Simonov en LNG 2008. 23 de abril de 2008.
  • La amenaza terrorista del gas natural licuado: ¿realidad o ficción?
  • La creciente participación de Asia en el mercado mundial de GNL a través de World Review
  • [1]
  • Energy Outlook 2035 de BP con acceso a descargas de datos históricos globales
  • El mercado global de gas natural licuado: estado y perspectivas - (documento de Adobe Acrobat * .PDF)
  • California Energy Commission: The Outlook for Global Trade in Liquefied Natural Gas Projections to the Year 2020 - (documento de Adobe Acrobat * .PDF)
  • Orientación sobre el análisis de riesgos y las implicaciones de seguridad de un gran derrame de gas natural licuado (GNL) sobre el agua - (documento Adobe Acrobat * .PDF)
  • El Grupo Internacional de Importadores de Gas Natural Licuado (GIIGNL)
  • La industria del GNL 2008 - (documento Adobe Acrobat * .PDF)
  • Sociedad de Operadores de Terminales y Cisterna de Gas internacionales Estándares mundiales de la industria del GNL