El gas natural (también llamado gas fósil ; a veces solo gas ) es una mezcla de hidrocarburos gaseosos de origen natural que consiste principalmente en metano , pero que comúnmente incluye cantidades variables de otros alcanos superiores y, a veces, un pequeño porcentaje de dióxido de carbono , nitrógeno , sulfuro de hidrógeno o helio. . [2] Se forma cuando capas de materia vegetal y animal en descomposición se exponen a un calor y una presión intensos bajo la superficie de la Tierra durante millones de años. [3]La energía que las plantas obtenían originalmente del sol se almacena en forma de enlaces químicos en el gas. [4] El gas natural es un combustible fósil .
El gas natural es un hidrocarburo no renovable [4] que se utiliza como fuente de energía para la calefacción, la cocina y la generación de electricidad. También se utiliza como combustible para vehículos y como materia prima química en la fabricación de plásticos y otros productos químicos orgánicos de importancia comercial .
La extracción y el consumo de gas natural es un factor importante y creciente del cambio climático . [5] [6] [7] Es un potente gas de efecto invernadero en sí mismo cuando se libera a la atmósfera y crea dióxido de carbono cuando se quema . [8] [9] El gas natural se puede quemar de manera eficiente para generar calor y electricidad ; emitiendo menos desechos y toxinas en el punto de uso en comparación con otros combustibles fósiles y de biomasa . [10] Sin embargo, la ventilación y la quema de gas , junto con las emisiones fugitivas no intencionales en todo elcadena de suministro , puede resultar en una huella de carbono similar en general. [11] [12] [13]
El gas natural se encuentra en formaciones rocosas subterráneas profundas o asociado con otros depósitos de hidrocarburos en lechos de carbón y como clatratos de metano . El petróleo es otro combustible fósil que se encuentra cerca y con el gas natural. La mayor parte del gas natural se creó con el tiempo mediante dos mecanismos: biogénico y termogénico. El gas biogénico es creado por organismos metanogénicos en pantanos , turberas , vertederos y sedimentos poco profundos. Más profundo en la tierra, a mayor temperatura y presión, el gas termogénico se crea a partir de material orgánico enterrado. [14] [3]
En la producción de petróleo, el gas a veces se quema como gas de antorcha . Antes de que el gas natural pueda usarse como combustible, la mayoría, pero no todos, deben procesarse para eliminar las impurezas, incluida el agua, para cumplir con las especificaciones del gas natural comercializable. Los subproductos de este procesamiento incluyen etano , propano , butanos , pentanos e hidrocarburos de mayor peso molecular, sulfuro de hidrógeno (que puede convertirse en azufre puro ), dióxido de carbono , vapor de agua y, a veces, helio y nitrógeno .
El gas natural a veces se denomina informalmente simplemente "gas", especialmente cuando se lo compara con otras fuentes de energía, como el petróleo o el carbón. Sin embargo, no debe confundirse con la gasolina , que a menudo se abrevia en el uso coloquial a "gas", especialmente en América del Norte.
Historia [ editar ]
El gas natural se descubrió accidentalmente en la antigua China, como resultado de la perforación de salmueras . El gas natural fue utilizado por primera vez por los chinos alrededor del año 500 a. C. (posiblemente incluso 1000 a. C. [15] ). Descubrieron una forma de transportar el gas que se filtraba del suelo en toscas tuberías de bambú hasta donde se usaba para hervir agua salada para extraer la sal en el distrito Ziliujing de Sichuan . [16] [17]
El descubrimiento e identificación de gas natural en las Américas ocurrió en 1626. En 1821, William Hart excavó con éxito el primer pozo de gas natural en Fredonia, Nueva York , Estados Unidos, lo que llevó a la formación de Fredonia Gas Light Company. La ciudad de Filadelfia creó la primera empresa de distribución de gas natural de propiedad municipal en 1836. [18] En 2009, 66 000 km³ (16 000 millas cúbicas) (o el 8%) se habían utilizado del total de 850 000 km 3 (200 000 millas cúbicas). .mi.) de las reservas recuperables remanentes estimadas de gas natural. [19]Sobre la base de una tasa de consumo mundial estimada en 2015 de aproximadamente 3400 km³ (815 millas cúbicas) de gas por año, las reservas totales estimadas de gas natural remanentes económicamente recuperables durarían 250 años a las tasas de consumo actuales. Un aumento anual en el uso de 2 a 3% podría resultar en reservas actualmente recuperables que duren significativamente menos, quizás tan solo 80 a 100 años. [19]
Fuentes [ editar ]
Gas natural [ editar ]
En el siglo XIX, el gas natural se obtenía principalmente como subproducto de la producción de petróleo . Las pequeñas cadenas de carbono de gas ligero salieron de la solución cuando los fluidos extraídos sufrieron una reducción de presión desde el depósito hasta la superficie, similar a destapar una botella de refresco donde el dióxido de carbono efervesce . El gas a menudo se consideraba un subproducto, un peligro y un problema de eliminación en los campos petrolíferos activos. Los grandes volúmenes producidos no se pudieron utilizar hasta que se construyeran instalaciones de almacenamiento y gasoductos relativamente costosos para entregar el gas a los mercados de consumo.
Hasta principios del siglo XX, la mayor parte del gas natural asociado con el petróleo simplemente se liberaba o se quemaba en los campos petroleros. La ventilación de gas y la quema de producción todavía se practican en los tiempos modernos, pero se están realizando esfuerzos en todo el mundo para retirarlos y reemplazarlos con otras alternativas comercialmente viables y útiles. [20] [21] El gas no deseado (o gas varado sin mercado) a menudo se devuelve al yacimiento con pozos de 'inyección' mientras se espera un posible mercado futuro o para volver a presurizar la formación, lo que puede mejorar las tasas de extracción de petróleo de otros pozos. . En regiones con una alta demanda de gas natural (como EE. UU.), Los gasoductosse construyen cuando es económicamente factible transportar gas desde un pozo hasta un consumidor final .
Además del transporte de gas a través de gasoductos para su uso en la generación de energía, otros usos finales del gas natural incluyen la exportación como gas natural licuado (GNL) o la conversión de gas natural en otros productos líquidos a través de tecnologías de gas a líquidos (GTL). Las tecnologías GTL pueden convertir el gas natural en productos líquidos como gasolina, diesel o combustible para aviones. Se ha desarrollado una variedad de tecnologías GTL, que incluyen Fischer-Tropsch (F-T), metanol a gasolina (MTG) y gas de síntesis a gasolina más(STG +). F – T produce un crudo sintético que se puede refinar aún más en productos terminados, mientras que MTG puede producir gasolina sintética a partir de gas natural. STG + puede producir gasolina, diesel, combustible para aviones y químicos aromáticos directamente a partir del gas natural a través de un proceso de circuito único. [22] En 2011, entró en funcionamiento en Qatar la planta F – T de 140.000 barriles (22.000 m 3 ) por día de Royal Dutch Shell . [23]
El gas natural puede estar "asociado" (se encuentra en los campos petrolíferos ) o "no asociado" (aislado en los campos de gas natural ), y también se encuentra en las capas de carbón (como el metano de las capas de carbón ). [24] A veces contiene una cantidad significativa de etano , propano , butano y pentano, hidrocarburos más pesados que se eliminan para uso comercial antes de que el metano se venda como combustible de consumo o como materia prima para plantas químicas. No hidrocarburos como dióxido de carbono , nitrógeno , helio (raramente) y sulfuro de hidrógenotambién debe eliminarse antes de que se pueda transportar el gas natural. [25]
El gas natural extraído de los pozos de petróleo se denomina gas de cabeza de tubería (ya sea que se produzca realmente en el espacio anular y a través de una salida de la cabeza de tubería) o gas asociado. La industria del gas natural está extrayendo una cantidad cada vez mayor de gas de tipos de recursos desafiantes : gas ácido , gas compacto , gas de esquisto y metano de capas de carbón .
Existe cierto desacuerdo sobre qué país tiene las mayores reservas probadas de gas. Entre las fuentes que consideran que Rusia tiene con mucho las mayores reservas probadas se encuentran la CIA estadounidense (47 600 km³), [26] la Administración de Información Energética de EE. UU. (47 800 km³), [27] [28] y la OPEP (48 700 km³). [29] Sin embargo, BP atribuye a Rusia sólo 32 900 km³, [30] lo que la colocaría en segundo lugar, ligeramente por detrás de Irán (33 100 a 33 800 km³, según la fuente). Con GazpromRusia es con frecuencia el extractor de gas natural más grande del mundo. Los principales recursos probados (en kilómetros cúbicos) son el mundo 187300 (2013), Irán 33600 (2013), Rusia 32900 (2013), Qatar 25100 (2013), Turkmenistán 17500 (2013) y los Estados Unidos 8500 (2013) ).
Se estima que hay alrededor de 900 000 km³ de gas "no convencional", como el gas de esquisto, de los cuales 180 000 km³ pueden ser recuperables. [31] A su vez, muchos estudios del MIT , Black & Veatch y el DOE predicen que el gas natural representará una mayor parte de la generación de electricidad y calor en el futuro. [32]
El campo de gas más grande del mundo es el campo costa afuera South Pars / North Dome Gas-Condensate , compartido entre Irán y Qatar. Se estima que tiene 51.000 kilómetros cúbicos (12.000 millas cúbicas) de gas natural y 50 mil millones de barriles (7,9 mil millones de metros cúbicos) de condensados de gas natural .
Debido a que el gas natural no es un producto puro, ya que la presión del yacimiento cae cuando se extrae gas no asociado de un campo en condiciones supercríticas (presión / temperatura), los componentes de mayor peso molecular pueden condensarse parcialmente con la despresurización isotérmica, un efecto llamado condensación retrógrada. . El líquido así formado puede quedar atrapado a medida que se agotan los poros del depósito de gas. Un método para abordar este problema es reinyectar gas seco libre de condensado para mantener la presión subterránea y permitir la reevaporación y extracción de condensados. Con mayor frecuencia, el líquido se condensa en la superficie, y una de las tareas de la planta de gases recoger este condensado. El líquido resultante se denomina líquido de gas natural (LGN) y tiene valor comercial.
Gas de esquisto [ editar ]
El gas de esquisto es gas natural producido a partir de esquisto . Debido a que la lutita tiene una permeabilidad de matriz demasiado baja para permitir que el gas fluya en cantidades económicas, los pozos de gas de lutita dependen de las fracturas para permitir que el gas fluya. Los primeros pozos de gas de esquisto dependían de fracturas naturales a través de las cuales fluía el gas; casi todos los pozos de gas de esquisto actuales requieren fracturas creadas artificialmente por fracturación hidráulica . Desde 2000, el gas de esquisto se ha convertido en una fuente importante de gas natural en los Estados Unidos y Canadá. [33] Debido al aumento de la producción de gas de esquisto, Estados Unidos fue en 2014 el principal productor de gas natural del mundo. [34]La producción de gas de esquisto en los Estados Unidos ha sido descrita como una "revolución del gas de esquisto" y como "uno de los hitos del siglo XXI". [35]
Tras el aumento de la producción en los Estados Unidos, la exploración de gas de esquisto está comenzando en países como Polonia, China y Sudáfrica. [36] [37] [38] Los geólogos chinos han identificado la Cuenca de Sichuan como un objetivo prometedor para la perforación de gas de esquisto, debido a la similitud de los esquistos con los que han demostrado ser productivos en los Estados Unidos. La producción del pozo Wei Wei 201 es de 1 × 10 4 –2 × 10 4 m 3 por día. [39] A finales de 2020, China National Petroleum Corporation reclamó una producción diaria de 20 millones de metros cúbicos de gas de su zona de demostración de Changning-Weiyuan. [40]
Aunque Polonia tiene depósitos de gas esquisto prometedores, con el Instituto Geológico Polaco estimando reservas recuperables en algún lugar entre 350 bcm y 770 bcm, no se había producido gas en 2013, y importantes desafíos de infraestructura, políticos y regulatorios pueden obstaculizar el desarrollo. [41]
La cuenca principal del Karoo de Sudáfrica ha sido identificada como un posible recurso de gas de esquisto, con estimaciones iniciales de reservas de 0,4-11x10 9 m 3 de gas de esquisto. Sin embargo, los pozos de prueba mostraron que la materia orgánica en la formación más prometedora, el Grupo Ecca, está sobremadurada, lo que significa que el carbono orgánico ya se ha desprendido del hidrógeno y queda poco potencial. Las reservas ahora se han reevaluado en 0,4 x 10 9 m 3 , el extremo más bajo de las estimaciones iniciales, aunque esto no es insignificante. [42]
Gas de la ciudad [ editar ]
El gas ciudad es un combustible gaseoso inflamable obtenido por la destilación destructiva del carbón . Contiene una variedad de gases caloríficos que incluyen hidrógeno , monóxido de carbono , metano y otros hidrocarburos volátiles , junto con pequeñas cantidades de gases no caloríficos como dióxido de carbono y nitrógeno , y se usa de manera similar al gas natural. Esta es una tecnología histórica y no suele ser económicamente competitiva con otras fuentes de gas combustible en la actualidad.
La mayoría de las "casas de gas" de las ciudades ubicadas en el este de los Estados Unidos a fines del siglo XIX y principios del XX eran hornos de coque de subproductos simples que calentaban carbón bituminoso en cámaras herméticas. El gas extraído del carbón se recogía y distribuía a través de redes de tuberías hasta las residencias y otros edificios donde se utilizaba para cocinar e iluminar. (La calefacción a gas no se generalizó hasta la última mitad del siglo XX). El alquitrán de hulla (o asfalto ) que se acumulaba en el fondo de los hornos de las casas de gas se usaba a menudo para techos y otros propósitos de impermeabilización, y cuando se mezclaba con arena y se utilizó grava para pavimentar calles.
Biogás [ editar ]
Las arqueas metanogénicas son responsables de casi todas las fuentes biológicas de metano, aunque las bacterias que degradan el metilfosfonato producen una fracción aún no completamente cuantificada de metano biogénico, particularmente en los océanos. [43] Algunos viven en relaciones simbióticas con otras formas de vida, incluidas las termitas , los rumiantes y los cultivos. Otras fuentes de metano , el principal componente del gas natural, incluyen el gas de vertedero , el biogás y el hidrato de metano . Cuando los gases ricos en metano son producidos por la descomposición anaeróbica de materia orgánica ( biomasa), estos se conocen como biogás (o biogás natural). Las fuentes de biogás incluyen pantanos , marismas y vertederos , así como materiales de desecho agrícolas como lodos de depuradora y estiércol a través de digestores anaeróbicos , [44] además de la fermentación entérica , particularmente en el ganado . El gas de relleno sanitario se crea mediante la descomposición de residuos en los vertederos . Excluyendo el vapor de agua , aproximadamente la mitad del gas de vertedero es metano y la mayor parte del resto es dióxido de carbono , con pequeñas cantidades de nitrógeno., oxígeno e hidrógeno , y trazas variables de sulfuro de hidrógeno y siloxanos . Si no se elimina el gas, la presión puede llegar a ser tan alta que llegue a la superficie, causando daños a la estructura del relleno sanitario, olores desagradables, muerte de la vegetación y peligro de explosión . El gas puede ser ventilado a la atmósfera, se encendió o quema para producir electricidad o calor . El biogás también se puede producir separando los materiales orgánicos de los desechos que, de lo contrario, van a los vertederos. Este método es más eficiente que simplemente capturar el gas de vertedero que produce. Lagunas anaeróbicasproducen biogás a partir de estiércol, mientras que los reactores de biogás se pueden utilizar para estiércol o partes de plantas. Al igual que el gas de vertedero, el biogás es principalmente metano y dióxido de carbono, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, con la excepción de los pesticidas, generalmente hay niveles más bajos de contaminantes.
El gas de vertedero no se puede distribuir a través de gasoductos de servicios públicos a menos que se limpie hasta menos del 3% de CO
2, y algunas partes por millón de H
2S , porque CO
2y H
2S corroen las tuberías. [45] La presencia de CO
2reducirá el nivel de energía del gas por debajo de los requisitos para el gasoducto. [46] [47] Los siloxanos en el gas formarán depósitos en los quemadores de gas y deben eliminarse antes de ingresar a cualquier sistema de distribución o transmisión de gas. En consecuencia, puede ser más económico quemar el gas en el sitio o dentro de una distancia corta del relleno sanitario utilizando una tubería dedicada. A menudo se elimina el vapor de agua, incluso si el gas se quema en el lugar. Si las bajas temperaturas condensan el agua del gas, los siloxanos también pueden reducirse porque tienden a condensarse con el vapor de agua. También se pueden eliminar otros componentes que no sean de metano para cumplir con los estándares de emisión., para evitar el ensuciamiento del equipo o por consideraciones medioambientales. La combustión conjunta de gas de vertedero con gas natural mejora la combustión, lo que reduce las emisiones.
El biogás, y especialmente el gas de vertedero, ya se utiliza en algunas zonas, pero su uso podría ampliarse considerablemente. Se han establecido sistemas para su uso en partes de Hertfordshire , Reino Unido [48] y Lyon en Francia. [49] El uso de materiales que de otro modo no generarían ingresos, o que incluso costaría dinero deshacerse de ellos, mejora la rentabilidad y el equilibrio energético de la producción de biogás. El gas generado en las plantas de tratamiento de aguas residuales se utiliza comúnmente para generar electricidad. Por ejemplo, la planta de aguas residuales de Hyperion en Los Ángeles quema 8 millones de pies cúbicos (230.000 metros cúbicos) de gas por día para generar energía [50]La ciudad de Nueva York utiliza gas para hacer funcionar los equipos en las plantas de alcantarillado, para generar electricidad y en las calderas. [51] El uso de gas residual para generar electricidad no se limita a las grandes ciudades. La ciudad de Bakersfield, California , utiliza cogeneración en sus plantas de alcantarillado. [52] California tiene 242 plantas de tratamiento de aguas residuales, 74 de las cuales han instalado digestores anaeróbicos. La generación de bioenergía total de las 74 plantas es de aproximadamente 66 MW. [53]
Gas natural cristalizado - hidratos [ editar ]
Existen enormes cantidades de gas natural (principalmente metano) en forma de hidratos debajo de los sedimentos en las plataformas continentales mar adentro y en la tierra en las regiones árticas que experimentan el permafrost , como las de Siberia . Los hidratos requieren una combinación de alta presión y baja temperatura para formarse.
En 2010, se estimó que el costo de extraer gas natural de gas natural cristalizado era hasta el doble del costo de extraer gas natural de fuentes convencionales, e incluso más alto de los depósitos en alta mar. [54]
En 2013, la Corporación Nacional de Petróleo, Gas y Metales de Japón (JOGMEC) anunció que había recuperado cantidades comercialmente relevantes de gas natural a partir de hidrato de metano. [55]
Procesando [ editar ]
La siguiente imagen es un diagrama de flujo de bloques esquemático de una planta de procesamiento de gas natural típica. Muestra los diversos procesos unitarios utilizados para convertir el gas natural crudo en gas de venta por tuberías a los mercados de usuarios finales.
El diagrama de flujo de bloques también muestra cómo el procesamiento del gas natural crudo produce subproductos de azufre, subproductos de etano y líquidos de gas natural (NGL) propano, butanos y gasolina natural (denotados como pentanos +). [57] [58] [59] [60]
Agotamiento [ editar ]
A mediados de 2020, la producción de gas natural en los EE. UU. Ha alcanzado un pico tres veces, y los niveles actuales superan los dos picos anteriores. Llegó a 24,1 billones de pies cúbicos por año en 1973, seguido de una disminución, y llegó a 24,5 billones de pies cúbicos en 2001. Después de una breve caída, las extracciones aumentaron casi todos los años desde 2006 (debido al auge del gas de esquisto ), con una producción de 2017 en 33,4 billones de pies cúbicos y producción en 2019 de 40,7 billones de pies cúbicos. Después del tercer pico en diciembre de 2019, la extracción continuó cayendo a partir de marzo debido a la disminución de la demanda causada por la pandemia de COVID-19 en los EE . UU . [61]
Almacenamiento y transporte [ editar ]
Debido a su baja densidad, no es fácil almacenar gas natural ni transportarlo en vehículo. Las tuberías de gas natural no son prácticas a través de los océanos, ya que el gas debe enfriarse y comprimirse, ya que la fricción en la tubería hace que el gas se caliente. Muchos oleoductos existentes en Estados Unidos están cerca de alcanzar su capacidad, lo que llevó a algunos políticos que representan a los estados del norte a hablar de una posible escasez. El elevado costo del comercio implica que los mercados de gas natural están mucho menos integrados a nivel mundial, lo que genera diferencias de precio significativas entre países. En Europa occidental , la red de gasoductos ya es densa. [63] [se necesita una mejor fuente ] [ se necesita una cita completa ]Se planean o se están construyendo nuevos gasoductos en Europa del Este y entre campos de gas en Rusia , Cercano Oriente y África del Norte y Europa Occidental.
Siempre que se compra o vende gas en los puntos de transferencia de custodia, se establecen normas y acuerdos sobre la calidad del gas. Estos pueden incluir la concentración máxima permitida de CO2, H2S y H2O . Por lo general, el gas de calidad de venta que ha sido tratado para eliminar la contaminación se comercializa sobre una base de "gas seco" y se requiere que esté comercialmente libre de olores, materiales y polvo objetables u otra materia sólida o líquida, ceras, gomas y componentes que forman la goma. lo que podría dañar o afectar negativamente el funcionamiento del equipo aguas abajo del punto de transferencia de custodia.
Los transportistas de GNL transportan gas natural licuado (GNL) a través de los océanos, mientras que los camiones cisterna pueden transportar gas natural licuado o comprimido (GNC) en distancias más cortas. [64] El transporte marítimo que utiliza buques de transporte de GNC que se encuentran actualmente en desarrollo puede ser competitivo con el transporte de GNL en condiciones específicas.
El gas se convierte en líquido en una planta de licuefacción y se devuelve a su forma gaseosa en la planta de regasificación de la terminal . También se utilizan equipos de regasificación embarcados. El GNL es la forma preferida para el transporte de gran volumen de gas natural a larga distancia, mientras que el gasoducto se prefiere para el transporte a distancias de hasta 4.000 km (2.500 millas) sobre tierra y aproximadamente la mitad de esa distancia mar adentro.
El GNC se transporta a alta presión, típicamente por encima de 200 bares (20.000 kPa; 2.900 psi). Los compresores y equipos de descompresión requieren menos capital y pueden ser económicos en unidades de menor tamaño que las plantas de licuefacción / regasificación. Los camiones y transportistas de gas natural pueden transportar gas natural directamente a los usuarios finales o a puntos de distribución como tuberías.
En el pasado, el gas natural que se recuperaba durante la recuperación del petróleo no podía venderse de manera rentable y simplemente se quemaba en el campo petrolero en un proceso conocido como quema . La quema ahora es ilegal en muchos países. [65] Además, la mayor demanda en los últimos 20 a 30 años ha hecho que la producción de gas asociado con el petróleo sea económicamente viable. Como opción adicional, ahora el gas se vuelve a inyectar a veces en la formación para mejorar la recuperación de petróleo mediante el mantenimiento de la presión, así como la inundación miscible o inmiscible. La conservación, reinyección o quema de gas natural asociado con el petróleo depende principalmente de la proximidad a los mercados (oleoductos) y las restricciones regulatorias.
El gas natural se puede exportar indirectamente a través de la absorción en otra producción física. Un estudio reciente sugiere que la expansión de la producción de gas de esquisto en los EE. UU. Ha provocado que los precios caigan en relación con otros países. Esto ha provocado un auge en las exportaciones del sector manufacturero intensivo en energía, por lo que la unidad en dólares promedio de las exportaciones manufactureras de los Estados Unidos casi triplicó su contenido energético entre 1996 y 2012. [66]
Un "sistema maestro de gas" se inventó en Arabia Saudita a fines de la década de 1970, poniendo fin a cualquier necesidad de quemar. Sin embargo, la observación por satélite muestra que la quema [67] [68] [69] [70] y la ventilación [ cita requerida ] todavía se practican en algunos países de extracción de gas.
El gas natural se utiliza para generar electricidad y calor para la desalación . Del mismo modo, se han instalado algunos vertederos que también descargan gases de metano para capturar el metano y generar electricidad.
El gas natural a menudo se almacena bajo tierra dentro de depósitos de gas agotados de pozos de gas anteriores, domos de sal o en tanques como gas natural licuado. El gas se inyecta en un momento de baja demanda y se extrae cuando la demanda se recupera. El almacenamiento de los usuarios finales cercanos ayuda a satisfacer las demandas volátiles, pero es posible que dicho almacenamiento no siempre sea factible.
Con 15 países que representan el 84% de la extracción mundial, el acceso al gas natural se ha convertido en un tema importante en la política internacional y los países compiten por el control de los gasoductos. [71] En la primera década del siglo XXI, Gazprom , la empresa estatal de energía de Rusia, se involucró en disputas con Ucrania y Bielorrusia sobre el precio del gas natural, que han creado preocupaciones de que las entregas de gas a partes de Europa podrían ser cortado por razones políticas. [72] Estados Unidos se está preparando para exportar gas natural. [73]
Gas natural licuado flotante [ editar ]
El gas natural licuado flotante (FLNG) es una tecnología innovadora diseñada para permitir el desarrollo de recursos de gas en alta mar que de otro modo permanecerían sin explotar debido a factores ambientales o económicos que actualmente hacen que no sea práctico desarrollarlos a través de una operación de GNL en tierra. La tecnología FLNG también ofrece una serie de ventajas medioambientales y económicas:
- Ambiental: debido a que todo el procesamiento se realiza en el campo de gas, no se requieren tuberías largas hasta la costa, unidades de compresión para bombear el gas a la costa, construcción de dragado y embarcadero, y construcción en tierra de una planta de procesamiento de GNL, lo que reduce significativamente el impacto ambiental. huella. [74] Evitar la construcción también ayuda a preservar los entornos marinos y costeros. Además, la perturbación ambiental se minimizará durante el desmantelamiento porque la instalación puede desconectarse y retirarse fácilmente antes de ser restaurada y reinstalada en otro lugar.
- Económico: cuando el bombeo de gas a la costa puede resultar prohibitivamente caro, FLNG hace que el desarrollo sea económicamente viable. Como resultado, abrirá nuevas oportunidades comerciales para que los países desarrollen campos de gas en alta mar que de otro modo permanecerían varados, como los de África Oriental en alta mar. [75]
Muchas empresas de gas y petróleo están considerando los beneficios económicos y ambientales del gas natural licuado flotante (FLNG). Actualmente hay proyectos en curso para construir cinco instalaciones FLNG. Petronas está a punto de terminar su FLNG-1 [76] en Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering y está en marcha en su proyecto FLNG-2 [77] en Samsung Heavy Industries . Shell Prelude comenzará la producción en 2017. [78] El proyecto Browse LNG comenzará con FEED en 2019. [79]
Usos [ editar ]
El gas natural se utiliza principalmente en el hemisferio norte. América del Norte y Europa son los principales consumidores.
Gas natural a mitad de camino [ editar ]
A menudo, los gases de boca de pozo requieren la eliminación de varias moléculas de hidrocarburos contenidas en el gas. Algunos de estos gases incluyen heptano , pentano , propano y otros hidrocarburos con pesos moleculares superiores al metano ( CH
4). Las líneas de transmisión de gas natural se extienden hasta la planta o unidad de procesamiento de gas natural que extrae los hidrocarburos de mayor peso molecular para producir gas natural con un contenido energético de entre 950 y 1.050 unidades térmicas británicas por pie cúbico (35–39 MJ / m 3 ). El gas natural procesado se puede utilizar para usos residenciales, comerciales e industriales.
El gas natural que fluye en las líneas de distribución se llama gas natural de flujo medio y se usa a menudo para impulsar motores que hacen girar compresores. Estos compresores son necesarios en la línea de transmisión para presurizar y volver a presurizar el gas natural de flujo medio a medida que viaja el gas. Por lo general, los motores de gas natural requieren de 950 a 1,050 BTU / pie cúbico (35 a 39 MJ / m 3 ) de gas natural para operar según las especificaciones de la placa de identificación rotacional. [80] Se utilizan varios métodos para eliminar estos gases de mayor peso molecular para que los utilice el motor de gas natural. Algunas tecnologías son las siguientes:
- Patinazo Joule-Thomson
- Sistema criogénico o enfriador
- Sistema de enzimología química [80]
Generación de energía [ editar ]
El gas natural es una fuente importante de generación de electricidad mediante el uso de cogeneración , turbinas de gas y turbinas de vapor . El gas natural también es muy adecuado para un uso combinado en asociación con fuentes de energía renovable como la eólica o solar [81] y para alimentar [ aclaración necesaria ] centrales eléctricas de carga máxima que funcionen en conjunto con plantas hidroeléctricas . [ cita requerida ] La mayoría de las plantas de energía con pico de red y algunos generadores de motores fuera de la redutilizar gas natural. Se pueden lograr eficiencias particularmente altas combinando turbinas de gas con una turbina de vapor en modo de ciclo combinado . El gas natural se quema de manera más limpia que otros combustibles, como el petróleo y el carbón. Debido a que la quema de gas natural produce tanto agua como dióxido de carbono, produce menos dióxido de carbono por unidad de energía liberada que el carbón, que produce principalmente dióxido de carbono. La quema de gas natural produce solo aproximadamente la mitad del dióxido de carbono por kilovatio-hora (kWh) que el carbón . [82] Para el transporte, la quema de gas natural produce aproximadamente un 30% menos de dióxido de carbono que la quema de petróleo . La Administración de Información Energética de EE. UU . Informa las emisiones en millonestoneladas métricas de dióxido de carbono en el mundo para 2012: [83] [ aclaración necesaria ]
- Gas natural: 6.799
- Petróleo: 11,695
- Carbón: 13,787
La generación de energía eléctrica a carbón emite alrededor de 2,000 libras (900 kg) de dióxido de carbono por cada megavatio-hora (MWh) generado, que es casi el doble del dióxido de carbono liberado por la generación a gas natural. [84] Debido a esta mayor eficiencia de carbono de la generación de gas natural, a medida que la combinación de combustibles en los Estados Unidos ha cambiado para reducir el carbón y aumentar la generación de gas natural, las emisiones de dióxido de carbono han disminuido inesperadamente. Los medidos en el primer trimestre de 2012 fueron los más bajos de todos los registrados para el primer trimestre de cualquier año desde 1992. [85]
La generación de energía de ciclo combinado usando gas natural es actualmente la fuente de energía más limpia disponible usando combustibles de hidrocarburos, y esta tecnología se usa cada vez más, ya que el gas natural puede obtenerse a costos cada vez más razonables. La tecnología de pilas de combustible puede eventualmente proporcionar opciones más limpias para convertir el gas natural en electricidad, pero todavía no es competitiva en precio . La electricidad y el calor producidos localmente utilizando una planta combinada de calor y energía (CHP o planta de cogeneración ) alimentados con gas natural se consideran energéticamente eficientes y una forma rápida de reducir las emisiones de carbono. [86]
La energía generada por gas natural ha aumentado de 740 TWh en 1973 a 5140 TWh en 2014, generando el 22% de la electricidad total del mundo. Aproximadamente la mitad de lo que se genera con carbón. [87] [Se necesita verificación ] [ Se necesita una cita completa ] Los esfuerzos en todo el mundo para reducir el uso de carbón han llevado a algunas regiones a cambiar al gas natural .
Uso doméstico [ editar ]
El gas natural distribuido en un entorno residencial puede generar temperaturas superiores a los 1.100 ° C (2.000 ° F), lo que lo convierte en un potente combustible doméstico para cocinar y calentar. [88] En gran parte del mundo desarrollado, se suministra a través de tuberías a los hogares, donde se utiliza para muchos fines, como cocinas y hornos, secadoras de ropa calentadas por gas , calefacción / refrigeración y calefacción central . [89] Los calentadores en hogares y otros edificios pueden incluir calderas, hornos y calentadores de agua . Tanto América del Norte como Europa son grandes consumidores de gas natural.
Los electrodomésticos, hornos y calderas usan baja presión, generalmente de 6 a 7 pulgadas de agua (6 "a 7" WC), que es aproximadamente 0.25 psig. Las presiones en las líneas de suministro varían, ya sea la presión de utilización (UP, la mencionada 6 "a 7" WC) o la presión elevada (EP), que puede estar entre 1 psig y 120 psig. Los sistemas que usan EP tienen un regulador en la entrada de servicio para reducir la presión a ARRIBA. [ cita requerida ]
En Australia, el gas natural se transporta desde las instalaciones de procesamiento de gas hasta las estaciones reguladoras a través de tuberías de transmisión. Luego, el gas se regula a presiones distribuidas y el gas se distribuye alrededor de una red de gas a través de la red de gas. Pequeñas ramas de la red, llamadas servicios, conectan viviendas domésticas individuales o edificios de viviendas múltiples a la red. Las redes suelen variar en presiones de 7 kPa (baja presión) a 515 kPa (alta presión). Luego, el gas se regula hasta 1,1 kPa o 2,75 kPa, antes de medirse y pasar al consumidor para uso doméstico. [90] Las tuberías de gas natural están hechas de una variedad de materiales; históricamente de hierro fundido, las cañerías más modernas están hechas de acero o polietileno.
En los Estados Unidos, el gas natural comprimido (GNC) está disponible en algunas áreas rurales como una alternativa al GLP ( gas licuado de petróleo ), que es menos costoso y más abundante , la fuente dominante de gas rural. Se utiliza en hogares que carecen de conexiones directas al gas proporcionado por los servicios públicos o para alimentar parrillas portátiles . El gas natural también es suministrado por proveedores independientes de gas natural a través de los programas Natural Gas Choice [ aclaración necesaria ] en todo Estados Unidos.
Transporte [ editar ]
El GNC es una alternativa más limpia y también más barata que otros combustibles para automóviles como la gasolina (gasolina). [91] A finales de 2014 había más de 20 millones de vehículos de gas natural en todo el mundo, encabezados por Irán (3,5 millones), China (3,3 millones), Pakistán (2,8 millones), Argentina (2,5 millones), India (1,8 millones), y Brasil (1,8 millones). [92] La eficiencia energética es generalmente igual a la de los motores de gasolina, pero menor en comparación con los motores diésel modernos. Los vehículos de gasolina / gasolina convertidos para funcionar con gas natural sufren debido a la baja relación de compresiónde sus motores, lo que resulta en una reducción de la potencia entregada mientras funcionan con gas natural (10-15%). Los motores específicos de GNC, sin embargo, usan una relación de compresión más alta debido al índice de octanaje más alto de este combustible de 120-130. [93]
Además de su uso en vehículos de carretera, el GNC también se puede utilizar en aviones. [94] El gas natural comprimido se ha utilizado en algunos aviones como el Aviat Aircraft Husky 200 CNG [95] y el Chromarat VX-1 KittyHawk [96]
El GNL también se está utilizando en aviones. El fabricante de aviones ruso Tupolev, por ejemplo, está ejecutando un programa de desarrollo para producir aviones propulsados por hidrógeno y GNL. [97] El programa se ha estado ejecutando desde mediados de la década de 1970 y busca desarrollar variantes de GNL e hidrógeno de los aviones de pasajeros Tu-204 y Tu-334 , y también del avión de carga Tu-330 . Dependiendo del precio de mercado actual del combustible para aviones y el GNL, el combustible para un avión propulsado por GNL podría costar 5,000 rublos (US $ 100) menos por tonelada, aproximadamente un 60%, con reducciones considerables de monóxido de carbono , hidrocarburos yEmisiones de óxido de nitrógeno .
Las ventajas del metano líquido como combustible para motores a reacción son que tiene una energía más específica que las mezclas de queroseno estándar y que su baja temperatura puede ayudar a enfriar el aire que comprime el motor para una mayor eficiencia volumétrica, reemplazando de hecho un intercooler . Alternativamente, puede usarse para bajar la temperatura del escape.
Fertilizantes [ editar ]
El gas natural es una materia prima importante para la producción de amoníaco , a través del proceso Haber , para su uso en la producción de fertilizantes . [89]
Hidrógeno [ editar ]
El gas natural se puede utilizar para producir hidrógeno , siendo un método común el reformador de hidrógeno . El hidrógeno tiene muchas aplicaciones: es una materia prima primaria para la industria química , un agente hidrogenante, un producto importante para las refinerías de petróleo y la fuente de combustible en los vehículos de hidrógeno .
Piensos para animales y peces [ editar ]
El alimento para animales y peces rico en proteínas se produce alimentando con gas natural la bacteria Methylococcus capsulatus a escala comercial. [98] [99] [100]
Otro [ editar ]
El gas natural también se utiliza en la fabricación de tejidos , vidrio , acero , plásticos , pintura , aceite sintético y otros productos. [101] El primer paso en la valorización de los componentes del gas natural suele ser la [ clarificación necesaria ] del alcano en olefina. La deshidrogenación oxidativa del etano conduce a etileno que puede convertirse en epóxido de etileno, etilenglicol, acetaldehído [102] u otras olefinas. [103] El propano se puede convertir en propileno [104] [105] o se puede oxidar a ácido acrílico [106][107] [108] y acrilnitrilo.
Efectos ambientales [ editar ]
Efecto de gases de efecto invernadero de la liberación de gas natural [ editar ]
La actividad humana es responsable de aproximadamente el 60% de todas las emisiones de metano y de la mayor parte del aumento resultante de metano atmosférico. [109] [110] [111] El gas natural se libera intencionalmente o se sabe que tiene fugas durante la extracción, almacenamiento, transporte y distribución de combustibles fósiles . A nivel mundial, esto representa aproximadamente el 33% del calentamiento antropogénico de los gases de efecto invernadero . [112] La descomposición de los desechos sólidos urbanos (una fuente de gas de vertedero ) y las aguas residuales representan un 18% adicional de dichas emisiones. Estas estimaciones incluyen incertidumbres sustanciales [113] que deberían reducirse en un futuro próximo con un satélite mejoradomediciones, como las previstas para MethaneSAT . [9]
Después de su liberación a la atmósfera, el metano se elimina por oxidación gradual a dióxido de carbono y agua por radicales hidroxilo ( OH-
) formado en la troposfera o estratosfera, dando la reacción química general CH
4+ 2 O
2→ CO
2+ 2 H
2O . [114] [115] Si bien la vida útil del metano atmosférico es relativamente corta en comparación con el dióxido de carbono, [116] con una vida media de aproximadamente 7 años, es más eficiente para atrapar el calor en la atmósfera, de modo que una cantidad determinada de metano tiene 84 veces el potencial de calentamiento global del dióxido de carbono durante un período de 20 años y 28 veces durante un período de 100 años. Por tanto, el gas natural es un potente gas de efecto invernadero debido al fuerte forzamiento radiativo del metano a corto plazo y a los efectos continuos del dióxido de carbono a largo plazo. [111]
Los esfuerzos dirigidos a reducir el calentamiento rápidamente mediante la reducción de las emisiones antropogénicas de metano es una estrategia de mitigación del cambio climático respaldada por la Iniciativa Global de Metano . [112]
Emisiones de gases de efecto invernadero [ editar ]
Cuando se refina y se quema, el gas natural puede producir entre un 25% y un 30% menos de dióxido de carbono por julio suministrado que el petróleo y entre un 40% y un 45% menos que el carbón. [82] También puede producir potencialmente menos contaminantes tóxicos que otros combustibles de hidrocarburos. [82] [117] Sin embargo, en comparación con otros combustibles fósiles importantes, el gas natural causa más emisiones en términos relativos durante la producción y el transporte del combustible, lo que significa que las emisiones de gases de efecto invernadero del ciclo de vida son aproximadamente un 47% más altas que las emisiones directas de el sitio de consumo. [118]
En términos del efecto de calentamiento durante 100 años, la producción y el uso de gas natural representan aproximadamente una quinta parte de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero, y esta contribución está creciendo rápidamente. A nivel mundial, el uso de gas natural emitió alrededor de 7.8 mil millones de toneladas de CO
2en 2018 (incluida la quema), mientras que el uso de carbón y petróleo emitió 14,7 y 12,4 mil millones de toneladas, respectivamente. [119] En 2019 se liberaron 45 megatoneladas de metano. [120] Según una versión actualizada del Informe especial sobre el escenario de emisiones , para 2030 el gas natural sería la fuente de 11.000 millones de toneladas al año porque la demanda aumenta un 1,9% anual. [121]
La continua financiación y construcción de nuevos gasoductos indica que las enormes emisiones de gases de efecto invernadero fósiles podrían quedar bloqueadas durante 40 a 50 años en el futuro. [122] Solo en el estado estadounidense de Texas , se han estado construyendo cinco nuevos gasoductos de larga distancia, con el primer servicio entrando en 2019, [123] y los otros programados para entrar en funcionamiento durante 2020-2022. [124] : 23
Para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero, los Países Bajos están subvencionando una transición fuera del gas natural para todos los hogares del país para 2050. En Ámsterdam , no se han permitido nuevas cuentas de gas residencial desde 2018, y se espera que todos los hogares de la ciudad se conviertan para 2040 para utilizar el exceso de calor de los edificios y operaciones industriales adyacentes. [125]
Otros contaminantes [ editar ]
El gas natural produce cantidades mucho menores de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno que otros combustibles fósiles. [117] Los contaminantes debidos a la combustión de gas natural se enumeran a continuación: [82] [126]
| Contaminante (lb / millón de Btu) [82] | NG | Petróleo | Carbón |
|---|---|---|---|
| Dióxido de carbono | 117 | 164 | 208 |
| Monóxido de carbono | 0,040 | 0.033 | 0,208 |
| Dióxido de azufre | 0,001 | 1.122 | 2.591 |
| Oxido de nitrógeno | 0.092 | 0,448 | 0,457 |
| Partículas | 0,007 | 0.084 | 2.744 |
| Mercurio | 0 | 0,000007 | 0,000016 |
Radionúclidos [ editar ]
La extracción de gas natural también produce isótopos radiactivos de polonio (Po-210), plomo (Pb-210) y radón (Rn-220). El radón es un gas con actividad inicial de 5 a 200.000 bequerelios por metro cúbico de gas. Se descompone rápidamente a Pb-210, que puede acumularse como una película delgada en el equipo de extracción de gas. [127]
Problemas de seguridad [ editar ]
La fuerza laboral de extracción de gas natural enfrenta desafíos únicos de salud y seguridad y es reconocida por el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) como un sector industrial prioritario en la Agenda Nacional de Investigación Ocupacional (NORA) para identificar y proporcionar estrategias de intervención con respecto a la salud ocupacional y problemas de seguridad. [128] [129]
Producción [ editar ]
Algunos campos de gas producen gas ácido que contiene sulfuro de hidrógeno ( H
2S ), un compuesto tóxico cuando se inhala. El tratamiento con gas amina , un proceso a escala industrial que elimina los componentes gaseosos ácidos , se utiliza a menudo para eliminar el sulfuro de hidrógeno del gas natural. [56]
La extracción de gas natural (o petróleo) conduce a una disminución de la presión en el depósito . Tal disminución de la presión, a su vez, puede resultar en un hundimiento , hundimiento del suelo por encima. El hundimiento puede afectar ecosistemas, vías fluviales, alcantarillado y sistemas de suministro de agua, cimientos, etc. [130]
Fracking [ editar ]
La liberación de gas natural de las formaciones rocosas porosas del subsuelo se puede lograr mediante un proceso llamado fracturación hidráulica o "fracking". Se estima que la fracturación hidráulica eventualmente representará casi el 70% del desarrollo de gas natural en América del Norte. [131] Desde la primera operación comercial de fracturamiento hidráulico en 1949, aproximadamente un millón de pozos se han fracturado hidráulicamente en los Estados Unidos. [132] La producción de gas natural de pozos fracturados hidráulicamente ha utilizado los desarrollos tecnológicos de perforación direccional y horizontal, que mejoró el acceso al gas natural en formaciones rocosas compactas. [133]Entre 2000 y 2012 se produjo un fuerte crecimiento en la producción de gas no convencional de pozos fracturados hidráulicamente [134].
En la fracturación hidráulica, los operadores de pozos fuerzan el agua mezclada con una variedad de productos químicos a través del revestimiento del pozo hacia la roca. El agua a alta presión rompe o "fractura" la roca, lo que libera gas de la formación rocosa. Se agregan arena y otras partículas al agua como apuntalante para mantener abiertas las fracturas en la roca, lo que permite que el gas fluya hacia el revestimiento y luego hacia la superficie. Se agregan productos químicos al fluido para realizar funciones tales como reducir la fricción e inhibir la corrosión. Después del "frack", se extrae petróleo o gas y del 30 al 70% del fluido del frack, es decir, la mezcla de agua, productos químicos, arena, etc., regresa a la superficie. Muchas formaciones que contienen gas también contienen agua, que fluirá por el pozo hacia la superficie junto con el gas, en pozos fracturados hidráulicamente y no hidráulicamente. EstaEl agua producida a menudo tiene un alto contenido de sal y otros minerales disueltos que se producen en la formación. [135]
El volumen de agua utilizado para fracturar pozos hidráulicamente varía según la técnica de fracturación hidráulica. En los Estados Unidos, se ha informado que el volumen promedio de agua utilizada por fractura hidráulica es de casi 7,375 galones para pozos verticales de petróleo y gas antes de 1953, casi 197,000 galones para pozos verticales de petróleo y gas entre 2000 y 2010 y casi 3 millones de galones. para pozos de gas horizontales entre 2000 y 2010. [136]
Determinar qué técnica de fracturamiento hidráulico es apropiada para la productividad del pozo depende en gran medida de las propiedades de la roca del yacimiento de la cual extraer petróleo o gas. Si la roca se caracteriza por una baja permeabilidad, que se refiere a su capacidad para dejar pasar sustancias, es decir gas, a través de ella, entonces la roca puede considerarse una fuente de gas estanco . [137] El fracking para gas de esquisto, que actualmente también se conoce como una fuente de gas no convencional , implica perforar un pozo verticalmente hasta llegar a una formación de roca de esquisto lateral, momento en el que la perforación gira para seguir la roca durante cientos o miles de pies. horizontalmente. [138]En contraste, las fuentes convencionales de petróleo y gas se caracterizan por una mayor permeabilidad de la roca, lo que naturalmente permite el flujo de petróleo o gas hacia el pozo con técnicas de fracturación hidráulica menos intensivas que las requeridas por la producción de gas compacto. [139] [140] Las décadas en el desarrollo de la tecnología de perforación para la producción de petróleo y gas convencional y no convencional no solo han mejorado el acceso al gas natural en rocas de yacimiento de baja permeabilidad, sino que también han planteado importantes impactos adversos sobre el medio ambiente y la salud pública. [141] [142] [143] [144]
La EPA de EE. UU. Ha reconocido que se han utilizado sustancias químicas cancerígenas y tóxicas, es decir, benceno y etilbenceno, como agentes gelificantes en el agua y mezclas químicas para la fracturación horizontal de alto volumen (HVHF). [145] Después de la fractura hidráulica en HVHF, el agua, los productos químicos y el fluido de frack que regresan a la superficie del pozo, llamado flujo de retorno o agua producida, pueden contener materiales radiactivos, metales pesados, sales naturales e hidrocarburos que existen naturalmente en la roca de esquisto. formaciones. [146] Los productos químicos de fracturación hidráulica, los materiales radiactivos, los metales pesados y las sales que los operadores del pozo extraen del pozo HVHF son muy difíciles de eliminar del agua con la que se mezclan y contaminarían mucho el ciclo del agua., que la mayor parte del reflujo se recicla en otras operaciones de fracturación hidráulica o se inyecta en pozos subterráneos profundos, eliminando el agua que HVHF requería del ciclo hidrológico. [147]
Los precios históricamente bajos del gas han retrasado el renacimiento nuclear , así como el desarrollo de la energía solar térmica . [ cita requerida ]
Olor agregado [ editar ]
El gas natural en su estado nativo es incoloro y casi inodoro . Para ayudar a los consumidores a detectar fugas , se agrega un aromatizante con un olor similar al de los huevos podridos, terc-butiltiol (t-butil mercaptano). A veces , se puede usar en la mezcla un compuesto relacionado, tiofano . En la industria del gas natural se han producido situaciones en las que un olor que se agrega al gas natural puede detectarse mediante instrumentación analítica, pero no puede ser detectado adecuadamente por un observador con un sentido del olfato normal. Esto es causado por el enmascaramiento del olor, cuando un olor domina la sensación de otro. A partir de 2011, la industria está investigando las causas del enmascaramiento de olores. [148]
Riesgo de explosión [ editar ]
Explosiones provocadas por fugas de gas naturalocurren algunas veces al año. Las viviendas individuales, las pequeñas empresas y otras estructuras se ven afectadas con mayor frecuencia cuando una fuga interna acumula gas dentro de la estructura. Con frecuencia, la explosión es lo suficientemente poderosa como para dañar significativamente un edificio pero dejarlo en pie. En estos casos, las personas que están adentro tienden a tener lesiones leves a moderadas. Ocasionalmente, el gas puede acumularse en cantidades lo suficientemente altas como para causar una explosión mortal, destruyendo uno o más edificios en el proceso. Muchos códigos de construcción prohíben ahora la instalación de tuberías de gas dentro de las paredes huecas o debajo de las tablas del piso para mitigar este riesgo. El gas generalmente se disipa fácilmente en el exterior, pero a veces puede acumularse en cantidades peligrosas si los índices de flujo son lo suficientemente altos. Desde 1994 hasta 2013, Estados Unidos tuvo 745 incidentes graves con la distribución de gas,[149] Sin embargo, considerando las decenas de millones de estructuras que usan el combustible, el riesgo individual de usar gas natural es bajo.
Riesgo de inhalación de monóxido de carbono [ editar ]
Los sistemas de calefacción de gas natural pueden causar intoxicación por monóxido de carbono si no tienen ventilación o están mal ventilados. En 2011, los hornos de gas natural, los calentadores portátiles, los calentadores de agua y las estufas fueron culpados de 11 muertes por monóxido de carbono en los EE. UU. Otras 22 muertes se atribuyeron a aparatos que funcionan con gas licuado de petróleo y 17 muertes a gas de tipo no especificado. Las mejoras en los diseños de los hornos de gas natural han reducido en gran medida las preocupaciones por el envenenamiento por CO. También se encuentran disponibles detectores que advierten sobre monóxido de carbono o gases explosivos como metano y propano. [150]
Contenido, estadísticas y precios de energía [ editar ]
Las cantidades de gas natural se miden en metros cúbicos normales ( metros cúbicos de gas a una temperatura "normal" de 0 ° C (32 ° F) y una presión de 101,325 kPa (14,6959 psi)) o pies cúbicos estándar ( pies cúbicos de gas a "estándar" temperatura 60.0 ° F (15.6 ° C) y presión 14.73 psi (101.6 kPa)), un metro cúbico ≈ 35.3147 pies cúbicos. El calor bruto de combustión de gas natural de calidad comercial es de alrededor de 39 MJ / m 3 (0.31 kWh / pies cúbicos ), pero esto puede variar en varios porcentajes. Esto es aproximadamente 49 MJ / kg (6.2 kWh / lb) (asumiendo una densidad de 0.8 kg / m 3 (0.05 lb / pies cúbicos), [151] un valor aproximado).
Excepto en la Unión Europea, EE. UU. Y Canadá, el gas natural se vende en unidades minoristas de gigajulios. El GNL (gas natural licuado) y el GLP ( gas licuado de petróleo ) se comercializan en toneladas métricas (1.000 kg) o millones de BTU como entregas al contado. Los contratos de distribución de gas natural a largo plazo se firman en metros cúbicos y los contratos de GNL en toneladas métricas. El GNL y el GLP son transportados por buques de transporte especializados , ya que el gas se licúa a temperaturas criogénicas . La especificación de cada cargamento de GNL / GLP generalmente contendrá el contenido de energía, pero esta información en general no está disponible para el público.
En la Federación de Rusia, Gazprom vendió aproximadamente 250 mil millones de metros cúbicos (8,8 billones de pies cúbicos) de gas natural en 2008. En 2013, produjeron 487,4 mil millones de metros cúbicos (17,21 billones de pies cúbicos) de gas natural y asociado. Gazprom suministró a Europa 161.5 mil millones de metros cúbicos (5.70 billones de pies cúbicos) de gas en 2013.
En agosto de 2015, posiblemente el mayor descubrimiento de gas natural de la historia fue realizado y notificado por una empresa de gas italiana ENI. La compañía de energía indicó que ha descubierto un campo de gas "supergigante" en el mar Mediterráneo que cubre aproximadamente 40 millas cuadradas (100 km 2 ). Este fue llamado el campo de gas de Zohr y podría contener un potencial de 30 billones de pies cúbicos (850 mil millones de metros cúbicos) de gas natural. ENI dijo que la energía es de unos 5,5 mil millones de barriles de petróleo equivalente [BOE] (3,4 × 10 10 GJ). El campo Zohr se encontró en las aguas profundas de la costa norte de Egipto y ENI afirma que será el más grande del Mediterráneo e incluso del mundo. [152]
Unión Europea [ editar ]
Los precios del gas para los usuarios finales varían mucho en la UE . [153] Un mercado energético europeo único, uno de los objetivos clave de la UE, debería nivelar los precios del gas en todos los estados miembros de la UE. Por otra parte, sería de ayuda al suministro de determinación y el calentamiento global problemas, [154] , así como fortalecer las relaciones con otros países mediterráneos e inversiones de acogida en la región. [155]
Estados Unidos [ editar ]
En unidades estadounidenses , un pie cúbico estándar (28 L) de gas natural produce alrededor de 1.028 unidades térmicas británicas (1.085 kJ). El poder calorífico real cuando el agua formada no se condensa es el calor neto de combustión y puede ser hasta un 10% menos. [156]
En los Estados Unidos, las ventas minoristas a menudo se expresan en unidades de termia (th); 1 termia = 100.000 BTU. Las ventas de gas a los consumidores domésticos suelen realizarse en unidades de 100 pies cúbicos estándar (scf). Los medidores de gas miden el volumen de gas utilizado y este se convierte en termias multiplicando el volumen por el contenido energético del gas utilizado durante ese período, que varía ligeramente con el tiempo. El consumo anual típico de una vivienda unifamiliar es de 1.000 termias o un equivalente de cliente residencial (RCE). Las transacciones al por mayor se realizan generalmente en decaterms ( Dth ), miles de decaterms (MDth) o millones de decaterms (MMDth). Un millón de decaterms es un billón de BTU, aproximadamente mil millones de pies cúbicos de gas natural.
El precio del gas natural varía mucho según la ubicación y el tipo de consumidor. En 2007, un precio de $ 7 por 1000 pies cúbicos ($ 0.25 / m 3 ) era típico en los Estados Unidos. El valor calórico típico del gas natural es de aproximadamente 1,000 BTU por pie cúbico, dependiendo de la composición del gas. Esto corresponde a alrededor de $ 7 por millón de BTU o alrededor de $ 7 por gigajulio (GJ). En abril de 2008, el precio al por mayor era de $ 10 por 1000 pies cúbicos ($ 10 / millón de BTU). [157] El precio residencial varía entre un 50% y un 300% más que el precio al por mayor. A fines de 2007, esto era de $ 12 a $ 16 por 1000 pies cúbicos ($ 0,42 a $ 0,57 / m 3 ). [158] El gas natural en los Estados Unidos se comercializa como un contrato de futuros en elBolsa Mercantil de Nueva York . Cada contrato es por 10,000 millones de BTU o 10 mil millones de BTU (10,551 GJ). Por lo tanto, si el precio del gas es de $ 10 / millón de BTU en el NYMEX, el contrato vale $ 100,000.
Canadá [ editar ]
Canadá utiliza medidas métricas para el comercio interno de productos petroquímicos. En consecuencia, el gas natural se vende por gigajulios (GJ), metro cúbico (m 3 ) o mil metros cúbicos (E3m3). La infraestructura de distribución y los metros casi siempre son de volumen por metro (pie cúbico o metro cúbico). Algunas jurisdicciones, como Saskatchewan, venden gas solo por volumen. En otras jurisdicciones, como Alberta, el gas se vende por contenido energético (GJ). En estas áreas, casi todos los medidores para clientes residenciales y comerciales pequeños miden volumen (m 3 o pies 3 ) y los extractos de facturación incluyen un multiplicador para convertir el volumen en contenido energético del suministro de gas local.
Un gigajulio (GJ) es una medida aproximadamente igual a medio barril (250 libras) de petróleo, o 1 millón de BTU, o 1,000 pies cúbicos o 28 m 3 de gas. El contenido de energía del suministro de gas en Canadá puede variar de 37 a 43 MJ / m 3 (990 a 1,150 BTU / pie cúbico) dependiendo del suministro y procesamiento de gas entre la boca del pozo y el cliente.
Como clase de activo para inversores [ editar ]
Investigación realizada por el Consejo Mundial de Pensiones (WPC) [ ¿cuándo? ] Sugiere que los grandes fondos de Estados Unidos y de pensiones de Canadá y Asia y la región MENA área SWF inversores se han vuelto particularmente activa en los campos de gas natural y la infraestructura de gas natural, una tendencia iniciada en 2005 por la formación de Scotia Gas Networks en el Reino Unido por OMERS y Ontario Plan de Pensiones Docentes . [ cita requerida ]
Gas natural adsorbido (ANG) [ editar ]
El gas natural se puede almacenar adsorbiéndolo a los sólidos porosos llamados sorbentes. La condición óptima para el almacenamiento de metano es a temperatura ambiente y presión atmosférica. Presiones de hasta 4 MPa (aproximadamente 40 veces la presión atmosférica) producirán una mayor capacidad de almacenamiento. El sorbente más común utilizado para ANG es el carbón activado (AC), principalmente en tres formas: fibra de carbón activado (ACF), carbón activado en polvo (PAC) y monolito de carbón activado. [159]
Ver también [ editar ]
- Gas de petróleo asociado
- Transición energética
- Relación de gasóleo
- Gas natural por país
- Gas pico
- Poder a gas
- Gas natural renovable
- Consumo y recursos energéticos mundiales
Referencias [ editar ]
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Enlaces externos [ editar ]
- Rastreador global de infraestructura fósil
