Uso de CSP para la recuperación mejorada de petróleo

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Uso de CSP para la recuperación mejorada de petróleo
Posted by [1] on Apr 12, 2013
A diferencia de las empresas de CSP que tienen que lidiar con las complejas dificultades de vender
electricidad a la red con generación de energía solar, las que ofrecen CSP para usos concretos
pueden empezar con algo pequeño e ir creciendo porque, simplemente, venden un producto a otras
empresas.
Susan Kraemer
GlassPoint es una empresa que ofrece de una manera bastante buena una aplicación de CSP
concreta. Vende equipamiento de fabricación de solar a vapor para el sector del petróleo que
sustituye el uso de gas en la recuperación mejorada de petróleo (EOR, por sus siglas en inglés). El
hecho de que la empresa se centrara en el calor y vapor de proceso les llevó a un enfoque muy
diferente al de vender megavatios hora a empresas de servicios públicos.
"Si quieres generar electricidad, hay que intentar minimizar el coste por kilovatio hora, producir la
energía más barata posible —señaló el director ejecutivo Rod MacGregor a CSP Today—. La mayor
influencia en ese coste por kilovatio hora es el rendimiento de la turbina de vapor. Si vas a vender
megavatios hora, cuanto más caliente esté el vapor, más eficiente será la turbina".
El impulso para obtener CSP más eficiente, para obtener temperaturas superiores, es lo que ha
llevado a innovaciones en torres, sales fundidas, CO2 supercrítico, vidrio fundido y otros materiales y
tecnologías exóticas.
Pero en la aplicación de vapor para EOR, las temperaturas superiores no tienen un valor económico.
Las diferentes profundidades del depósito establecen la temperatura para el vapor y cada
instalación de petróleo concreta impone la temperatura necesaria.
"En la EOR, las temperaturas elevadas no te ayudan; de hecho, perjudican —explica MacGregor—.
Se busca una temperatura muy concreta para el proceso. Normalmente, está en torno a los 350 ºC".
Producir vapor a temperaturas más bajas no solo es más sencillo sino también más barato. Pero no
solo es más sencilla la tecnología, el modelo comercial también es más simple.
Diferentes modelos empresariales
"Si trabajo en la generación de energía, tengo que ir y encontrar unos 300 millones de dólares de
capital y 700 millones en deuda, y tengo que convencer a toda esa gente. Después, las empresas de
servicios públicos me pagan unos pocos céntimos por kilovatio hora".
"Ese modelo empresarial requiere mucho capital y es muy difícil empezar porque el banco va a decir
'¿cómo de bien funcionará dentro de diez años? y ¿quién me garantiza que va a funcionar?'".
Por otro lado, vender a los clientes de uno en uno es más sencillo. (Y no afecta que sea un cliente
que esté muy bien capitalizado).
"Con una empresa de petróleo, ellos no emplean financiación de deuda —indica MacGregor—.
Únicamente compran el equipamiento. No hay ningún banco que esté involucrado. No necesitamos
garantías de crédito del gobierno ni nada de eso. Tenemos un cliente que puede comprar".
La menor escala también produce un crecimiento más sencillo y el sistema puede ser rentable a
cualquier escala, tal y como afirma MacGregor.
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"En la generación energética, la escala económica mínima es de 50 MW —estima—. En nuestro caso,
no hay una escala mínima. Una BTU es una BTU. Se puede construir una cosa bastante pequeña".
Los sistemas de EOR de GlassPoint, hasta ahora, han abarcado tamaños de entre 300 KW en
California y 7 MW en Omán, en Oriente Medio.
Agua malísima
Así como las temperaturas inferiores a las ideales en generación energética, otra diferencia es la
calidad del agua. La EOR no necesita agua súper pura como la que vemos en CSP, según indica. "En
una aplicación de EOR, se emplea agua realmente mal producida. Se extrae del pozo con el petróleo,
se retira el petróleo para quedarnos con el agua que luego se convierte en vapor y se inyecta. La
calidad del agua es completamente diferente".
Es sorprendente que cuesta menos, en vez de más, realizar esta desagradable tarea mediante la
maquinaría, que es básicamente el calentador más resistente y conductos que se han usado durante
mucho tiempo, y su tecnología refinada, en la producción de vapor térmico tradicional que funciona
con gas.
"La mayoría de las empresas que trabajan en solar emplean acero inoxidable en sus conductos. El
agua del pozo se ha ablandado así que tiene cloro y esto provoca grietas en el acero inoxidable
—afirma—. Así que hay que emplear acero normal, acero al carbono, que es más barato que el acero
inoxidable y funciona, y es lo único que se puede utilizar con el cloro".
Hallazgo fortuito de cubiertas de vidrio
En un principio, la cubierta de vidrio emblemática de GlassPoint para su instalación de CSP se realizó
de manera sencilla con el fin de reducir los costes de la protección frente al viento. Cuesta menos,
como indica MacGregor, situar filas de espejos relativamente frágiles dentro de una caja sólida de
vidrio porque se puede construir toda la planta con menos de la mitad de metal, acero y aluminio
que un proyecto de CSP equivalente. Además, la cadena de suministro para todos estos elementos
está bien establecida.
En un principio, supusieron que su mejor mercado serían las instalaciones petrolíferas de California,
pero en Oriente Medio, en el sucio entorno de las instalaciones petrolíferas en el desierto circulan
grandes camiones y, a menudo, se revuelve la polvorienta arena del desierto. Él emplea por la noche
limpieza robótica estándar para el techo pero los laterales pueden llenarse de polvo. Incluso si el
polvo disipa parte del sol, los pocos requisitos térmicos de la EOR se pueden cumplir fácilmente.
Aunque él, en un principio, pensaba en la protección frente al viento con un diseño cerrado, la
protección frente al polvo del equipamiento de CSP ha resultado ser una ventaja añadida en una
región propensa a que se produzcan fuertes tormentas de arena.
"A veces hay que pensar, a veces se tiene suerte", se ríe.
La CSP como la opción más económica
A diferencia de la CSP que se emplea en generación de electricidad, en esta aplicación, la CSP es
realmente más económica que su alternativa. Esto se debe a que, en contra de lo que se piensa, hay
una escasez de gas que se pueda utilizar para EOR en Oriente Medio.
Esto ha sido una sorpresa para MacGregor, que suponía incluso hace tres años que sus clientes
estarían en el (bastante más pequeño) mercado estadounidense, cuando los elevados precios del
gas estaban en EE. UU. y los bajos, en la región del Golfo.
La reducción de gas en el Golfo hace que el vapor de proceso de la CSP sea competitivo con
respecto a los precios del gas incluso cuando el umbral de rentabilidad es de solo 5 USD por
mm/BTU, mientras que los precios al contado para el gas natural líquido en Oriente Medio rondan los
18 USD.
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Final de unos grandes residuos de gas
Para la producción de petróleo cada vez más "pesada" (o "difícil de obtener), es increíble que
"básicamente, estás calentando un kilómetro y medio cúbico de roca". La electricidad que funciona
con gas se ha usado tradicionalmente para producir el vapor para esta gigantesca tarea. Señala que
en torno al 20 % del gas que se emplea en California se que quema únicamente para recuperación
de petróleo.
"Lleva muchos años inyectar grandes cantidades de vapor para calentar toda esa roca y después
hay que mantenerla caliente durante años —explica—. Normalmente, cuando empiecen por primera
vez a calentar con vapor, no pasará nada durante los primeros dos años. En el séptimo año,
obtendrán un flujo máximo y, después, calentarán con vapor durante décadas. La cantidad de gas
que se consume es asombrosa".
Él calcula que el gas que se emplea para este proceso es de casi 2000 billones de BTU al año. Las
implicaciones que tiene esto en el clima son también impresionantes.
A escala planetaria, son buenas noticias que una CSP con tecnología cilindroparabólica bastante
antigua pueda eliminar tan fácilmente un residuo tan excesivo de hidrocarburos de una vez en un
millón de años con tantas consecuencias para las generaciones futuras. A menor escala, también ha
resultado ser buena suerte, un cúmulo de coincidencias un tanto inesperadas.
"Para nosotros, es prácticamente un acontecimiento único —confirma MacGregor alegre—. Estos
países cuentan con mucho petróleo, estupendo sol y escasez de combustible. No se podría
compensar eso".
La opinión del sector del petróleo
Pero Mohammed Hasan Al-Zayer, asesor de ingeniería en el Ministerio de Petróleo y Recursos
Minerales del gobierno de Arabia Saudí, declaró a CSP Today que en este país no hay escasez de
gas.
Y afirma que los saudíes no tienen necesidad de emplear energía solar para la EOR en ningún caso
porque sus yacimientos petrolíferos no están agotados como para necesitar las técnicas mejoradas
de extracción. Indica que sus enormes reservas de petróleo son abundantes en el reino hasta, al
menos, 2030.
Pero también menciono que están llevando a cabo un proyecto de EOR piloto en una de las
instalaciones de Gawar, para el día en el que necesiten esta EOR, pero están investigando el uso de
CO2 para la inyección. Esto refleja el interés de Arabia Saudí por la reducción de las emisiones de
carbono al llevar el dióxido de carbono fuera de la atmósfera.
Un mayor futuro solar para el sector del petróleo
"La energía renovable le interesa a largo plazo al reino —nos dice Mohammed Hasan Al-Zayer—. Al
fin y al cabo, el mundo necesita petróleo y nosotros necesitamos dinero. Entonces, en vez de
emplear bastante petróleo a nivel estatal y exportar menos, podemos ahorrar para exportarlo y
generar energía a partir de recursos con los que contamos, como el solar".
En EE. UU., a pesar del bajo precio del gas para la EOR, BrightSource y Chevron se han asociado
para construir la mayor instalación de EOR y CSP del mundo, de 29 MW. Para BrightSource, se trata
de un proyecto de demostración que no esperan que sea comercial sino que se utilice como un
laboratorio para aprender a partir de la experiencia.
Como señala MacGregor, hay muchas diferencias en el ámbito mecánico de la CSP para la EOR, y
para BrightSource implicará muchos cambios tecnológicos.
Pero si el proyecto de BrightSource tiene éxito, con sus habilidades de financiación como
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importantes participantes, sin ninguna duda esto servirá para catapultar a la EOR con CSP al gran
éxito. Como el creciente número de yacimientos petrolíferos ya agotados se multiplica a nivel global,
extraer la última parte de petróleo podría resultar una aplicación muy importante de CSP y una que
reduce en gran medida el impacto que tiene el sector del petróleo en el clima.
Para responder a este artículo, escribe a Susan Kraemer [2].
O ponte en contacto con la editora, Jennifer Muirhead [3].
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