4 de junio de 2013

Los Sustitutos

"Días de mucho, vísperas de nada" Refranero popular

En la vida cotidiana es común encontrarse con productos que por tener propiedades similares a un original, el mercado pone a disposición del consumidor para reemplazarlo. En ocasiones se hace por causas económicas y en otras por motivos de escasez. Son los sucedáneos.

El pico de producción de petróleo o Peak Oil, es el instante en el que se llega a la tasa máxima de producción de petróleo y a partir del cual la producción entra en declinación. No significa un total agotamiento del recurso, sino el momento en que su explotación comienza a ser más lenta y menos rentable tanto económica como energéticamente. En el año 2010 la AIE, Agencia Internacional de la Energía, finalmente reconoció que el cenit de la extracción mundial de petróleo convencional se había producido en 2006.

Denominamos a los combustibles fósiles como convencionales, cuando su obtención de la naturaleza se basa en unas condiciones de extracción relativamente sencillas en zonas accesibles y con tasas de retorno energético aceptables. Los petróleos líquidos obtenidos en pozos situados en tierra firme o aguas poco profundas y el gas natural de depósitos concentrados, son ejemplos de explotación de recursos que requieren procesos menos costosos para ponerlos en disposición de la sociedad.

Con el fin de mitigar los efectos del declive y agotamiento de la extracción convencional, los mercados financieros y compañías petroleras con la colaboración de los gobiernos de estados desarrollados, reorientan sus esfuerzos hacia la explotación no convencional.

En la actualidad estas nuevas estrategias compensan en cierto modo la creciente demanda de energía que junto al consumo de los países pertenecientes a la OCDE, generan las llamadas economías emergentes, como China e India.


Producción global petróleo y gas. Fuente: ASPO 2008

¿Qué son estos recursos de combustibles fósiles no convencionales?, ¿pueden sustituir el déficit energético que causa los diferentes picos de producción convencional?, ¿de qué manera afectan al medio ambiente?, ¿son rentables económicamente?











Los métodos no convencionales de explotación de recursos son sistemas de obtención de combustibles líquidos y gaseosos que requieren mucha energía para su extracción y procesado, por tanto con una tasa de retorno energético TRE decreciente y económicamente más costosos. En realidad es una manera de prolongar la era de los combustibles fósiles. Algunos de estos recursos son;

Petróleo de difícil acceso

A medida que en tierra firme se van agotando los campos, la búsqueda de nuevos yacimientos de petróleo y gas natural se ha dirigido hacía la explotación en aguas profundas, a más de 500 metros, o localizaciones extremas como el Ártico. A pesar de las mejoras tecnológicas, este tipo de explotaciones requieren de una costosa infraestructura para poder funcionar, lo que conlleva a unas TRE que pueden estar entre 5:1 y 3:1. Más importante aún es el elevado riesgo de accidente que tienen las plataformas flotantes de aguas profundas expuestas a inclemencias meteorológicas, o la aceleración del deshielo en el Ártico que provocaría una explotación a gran escala. Las repercusiones ecológicas en ambos casos son enormes a nivel planetario.


Incendio de la plataforma Deepwater Horizon. Fuente:guardian.uk

       
Petróleo extrapesado

Los petróleos pesados y extrapesados son el resultado de la degradación del petróleo crudo ligero por su exposición con agentes externos como bacterias, agua o aire, perdiendo sus fracciones más ligeras. El resultado es un petróleo con densidad o peso específico superior que fluye con dificultad. Su producción, refino y transporte resultan difíciles y muy costosos energéticamente. La tasa de retorno energético TRE del petróleo sintético obtenido a partir de crudo extrapesado está entre 6:1 y 5:1.


Muestra de crudo pesado. Fuente: geoestratos.com

 Arenas asfálticas o bituminosas

Se trata de un petróleo degradado incrustado en una mezcla de arena, agua y arcilla. Se extrae mediante un proceso de licuefacción subterráneo por medio de inyección de vapor y/o solventes químicos que separan el bitumen del resto o también se utilizan técnicas de minería de seccionamiento. El material es prácticamente inútil en su estado natural, por lo que requiere un procesamiento en refinerías especializadas para obtener un petróleo crudo sintético. A parte de los problemas medioambientales, requiere cantidades importantes de gas natural y agua en la producción. La energía neta resultante tiene un rango de 5,2:1 a 5,8:1.


Rastro de arenas bituminosas en Alberta (Canadá). Fuente: revistamundoverde.net























Pizarras o esquistos bituminosos


Durante el proceso de formación de los combustibles fósiles líquidos y gaseosos debido al movimiento tectónico de las placas, las capas sedimentarias se iban hundiendo mientras la temperatura y presión aumentaban generando la descomposición química del querógeno, dando como resultado en función de la temperatura los hidrocarburos líquidos o gaseosos. El querógeno es una sustancia que proviene de la lenta degradación de desechos orgánicos llevada a cabo por bacterias anaeróbicas, en otras palabras, es petróleo que quedó poco "cocinado".

Las pizarras o esquistos bituminosos son rocas sedimentarias que contienen una proporción elevada de materia orgánica sólida en forma de querógeno, y del que mediante un proceso químico de pirólisis se puede extraer un petróleo sintético. Tiene una densidad energética baja, un impacto medioambiental alto producido por su extracción y quemado, y una tasa de retorno energético TRE en un rango entre 1,5:1 y 4:1.

Pizarra bituminosa. Fuente: wikipedia.org

Gas no convencional

El gas natural se genera en las rocas que contienen materia orgánica en el ciclo de formación del petróleo y el carbón. Cuando las rocas donde se encuentra son de baja permeabilidad, el gas no fluye fácilmente y se dificulta su extracción. El gas natural no convencional es aquel que se encuentra en yacimientos no comunes de depósitos de hidrocarburos y necesita para su explotación de alta tecnología y costosos recursos financieros. Uno de los tipos no convencionales de gas es el que proviene de areniscas compactadas, de baja porosidad y permeabilidad y que se encuentra a altas profundidades, denominado gas compacto (tight gas), otro es el que se encuentra en pizarras bituminosas que contienen querógeno y se conoce como gas de esquisto (shale gas).

La técnica que posibilita la extracción de este gas es la de fracturación hidráulica (fracking) que consiste en una perforación vertical hasta alcanzar la profundidad requerida donde se encuentra la roca madre y luego se recorre horizontalmente para crear la máxima superfície de contacto. A continuacion se procede a la fractura de la roca por medio de grandes cantidades de inyección de una mezcla de agua con arena (98%) y productos químicos (2%) a altas presiones hacia el interior del pozo. Esta operación provoca múltiples microfacturas asociadas que permiten que el gas fluya a la superfície.

Fracturación hidráulica. Fuente: frackingezaraba.org


La mezcla que integra el fluido inyectado en la fractura, contiene partículas de cerámica sintética resistentes a la profundidad y presión, y funcionan como material de soporte, manteniendo los canales creados abiertos permitiendo la liberación y circulación del gas hacia el pozo. Cuando el compuesto de agua, arena y químicos han realizado su trabajo, se extrae del pozo para ser tratado.

La técnica del fracking es muy controvertida. Tiene enormes riesgos medioambientales como posible contaminación de acuíferos provocada por la composición de los químicos asociados a la mezcla. En EEUU los componentes del fracking están protegidos por una derogación de ley similar a la que protege la famosa fórmula de la Coca-Cola, lo que permite a la industria del fracking no tener que hacerlo público, pero tras algunos análisis realizados por especialistas se han encontrado componentes químicos contaminantes entre los que se hallan sustancias cancerígenas, mutagénicas y neurotoxinas. También se produce la emisión de diversos gases nocivos como compuestos volátiles orgánicos e incluso en algunos casos gas radón. Además, existen diversos estudios científicos que indican que la técnica de fracturación puede ser el causante de fenómenos sísmicos.

Si bien el inconveniente ecológico es evidente y es el que más polémica genera, un aspecto también importante es la rentabilidad energética y económica de este procedimiento de extracción. La productividad de los pozos es muy baja, ya que un pozo de gas no convencional típico produce el 80% de todo el gas de su vida útil durante el primer año. Esto obliga a tener que estar continuamente perforando para mantener la producción. Existen estudios contradictorios respecto a la tasa de retorno de energía neta dependiendo de la fuente de información, pero en base a los precios de producción se estima entre 2:1 y 5:1.

En el plano económico hay muchas sombras alrededor. Mientras lógicamente la industria del gas natural aboga por su rentabilidad y por la independencia energética exterior, según un informe de Deborah Rogers, asesora financiera y fundadora de Energy Policy Forum, nos podemos encontrar frente a una nueva búrbuja especulativa alentada por Wall Street.

Síntesis

La conclusión que se extrae de la explotación de estos sucedáneos es que son formas de prolongar la era de los combustibles fósiles con recursos cada vez más costosos y difíciles de obtener. La energía neta disponible para la sociedad (TRE) tiende a decrecer mientras el tiempo y los costes, tanto energéticos como económicos, de las inversiones necesarias crecen y se hacen menos rentables. Y por último, pero no menos importante, el impacto ambiental y de emisiones de CO2 derivado de la explotación y uso de los combustibles no convencionales para obtener la misma energía, es potencialmente mayor.

1 comentario:

Juan Carlos dijo...

Muy buen resumen de lo que significan los combustibles no convencionales. Sin embargo todavía existe una corriente de opinión que considera estos sustitutos como la salvación al peak oil del petróleo convencional. Nada más lejos de la realidad. Reducir el problema energético a decisiones exclusivamente políticas obviando la geología es un ejercicio retórico para despistar al personal.

Coloco en este comentario el enlace a un artículo reciente en el cual el autor defiende que los precios del petróleo no pueden bajar de cierto límite principalmente por una cuestión politica y también para que los sustitutos puedan ser rentables.La producción de petróleo convencional cae un 5% anual (Peter Viser,El moderno prometeo), los sustitutos nunca podrán compensar esa pérdida por mucho fracturamiento que hagan.

http://oil-price.net/en/articles/lower-bound-of-oil-prices.php

Un cordial saludo

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