Cadena Gas Natural

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  • 16 anales de mecnica y electricidad / enero-febrero 2006

    Introduccin El presente captulo analiza cules son los di-

    ferentes elementos de la cadena de suministrodel gas hasta llegar al consumidor final, y abor-da la regulacin y la retribucin de las diferen-tes actividades necesarias para poner el gas adisposicin del usuario. La informacin en quese basa este texto est recogida y publicada enel libro El gas natural. Del yacimiento al consu-midor, de E. lvarez Pelegry y J. Balbs Pelez,editado por CIE Dossat en 2003.

    El gas en el mundo est experimentando enel momento actual un fuerte desarrollo y cam-bios estimulados por un creciente uso, funda-mentalmente en generacin elctrica median-te su utilizacin en las centrales de ciclocombinado, y por la entrada de nuevos agen-tes y mercados progresivamente liberalizados.Espaa no slo no ha permanecido ajena aesta tendencia sino que se ha mostrado comoun ejemplo de crecimiento y dinamismo.

    La expresin Cadena de Gas Natural Licua-do (GNL) da la idea de un fuerte enlace entrelos diferentes eslabones de un proceso que losengloba. De acuerdo con este esquema, en pri-mer lugar se trata la exploracin y la produc-cin de gas natural, y a continuacin el trans-porte, bien por gasoducto o bien mediante laya mencionada cadena de GNL; es decir, plan-tas de licuefaccin, transporte martimo, regasi-ficacin, transporte terrestre, distribucin; y fi-nalmente, almacenamientos subterrneos.

    Breve introduccin sobre el gas natural

    El gas natural es una mezcla de gases, decomposicin variable con el metano comocomponente predominante que se encuen-tra a presiones relativamente elevadas enformaciones geolgicas, porosas y estancas,de la cor teza terrestre, conocidas como

    rocas almacn, que constituyen yacimientosde hidrocarburos.

    Se dice que un yacimiento es de petrleocuando, a las condiciones de presin y tem-peratura del subsuelo, la mezcla de hidrocar-buros que lo constituye se encuentra en faselquida en el yacimiento. En el mismo sentido,se dice que un yacimiento es de gas cuando,a las condiciones de presin y temperaturadel subsuelo, la mezcla de hidrocarburos seencuentra en fase gaseosa.

    LA CADENA DEL GAS NATURAL

    Hay dos formas bsicas de transportar elgas natural desde el yacimiento a los puntosde consumo finales: en forma gaseosa me-diante conductos denominados gasoductos, oen fase lquida mediante la denominada cade-na del Gas Natural Licuado (GNL).

    En la Figura 1 se pueden ver las diferentesetapas para ambos casos.

    Gasoductos

    Requieren una considerable inversin en eltendido de la tubera y construccin de las es-taciones de compresin y medida necesariaspara vehicular el gas hasta el punto de destino.

    Se denomina gasoducto de transporte a losconductos por los que se transporta gas a unapresin de diseo superior a 16 bares,de acuer-do, en Espaa, con el Real Decreto 1434/2002de 27 de diciembre, y con la Ley 34/1998, de 7de octubre, del Sector de Hidrocarburos.

    El gasoducto se disea teniendo en conside-racin las condiciones de operacin y los re-querimientos durante la vida del proyecto, in-cluyendo el abandono. Con el fin de evitardaos mecnicos, los gasoductos van, en gene-ral, enterrados al menos 1 metro, sealizandosu recorrido. Los tramos areos se instalan en

    La cadena de gas natural

    Jacobo Balbs Pelez

    Ingeniero de Minas. Responsable de in-

    vestigacin gasista internacional en Unin

    Fenosa Gas y profesor del Club Espaol

    de la Energa. Coautor del libro El gas

    natural.Del yacimiento al consumidor.

    Jos M de la Via Molleda

    Doctor Ingeniero Naval. Consultor en

    energa y transportes y profesor aso-

    ciado en la ETSI Navales de la UPM.

    Ha trabajado en multinacionales pe-

    trolferas y en la industria naval.

    Eloy lvarez Pelegry

    Doctor Ingeniero de Minas, licenciado

    en Ciencias Econmicas y Empresaria-

    les y diplomado en Business Studies.

    Actualmente, Secretario General de

    Unin Fenosa Gas y Director de Cali-

    dad, Medio Ambiente e I+D en Unin

    Fenosa.Autor del libro Economa In-

    dustrial del Sector Elctrico. Estructura

    y Regulacin, y coautor de El gas na-

    tural. Del yacimiento al consumidor.

    Comentarios a:

    [email protected]

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  • zonas limpias y no apoyados directamente so-bre el terreno para evitar la corrosin externa.Los gasoductos submarinos (tramos offshore)trabajan a presiones entre 60 y 240 bares, yaque las mayores solicitaciones se producendurante la fase del tendido del gasoducto, loque obliga a la utilizacin de mayores espeso-res que en tierra firme. Para mantener la pre-sin, es necesario instalar estaciones de com-presin a lo largo del gasoducto cuando stoscubren distancias superiores a unos 200 km.

    La regulacin de los caudales y el controlde las presiones, temperaturas y poderes ca-lorficos del gas natural conllevan realizar unacoordinacin y gestin del transporte de gas.

    En el sistema gasista espaol, en el nivel in-ferior, se encuentran 410 estaciones de tele-control que captan las seales del campo ylas transmiten en un nivel intermedio a losCentros de Concentracin de Datos (CCD)que son, adems, Centros de Control Regio-nal y cuyo funcionamiento no exige necesa-riamente presencia fsica de tcnicos. En el ni-vel superior se encuentra el Centro Principalde Control (CPC) o Dispatching, que cuentacon modernas herramientas de simulacin,planificacin y ayuda a la explotacin de lared de gasoductos que permiten optimizarla operacin del sistema gasista. Existe unsegundo Centro de Reserva para casos defallos o anomalas graves del sistema principal.Finalmente, y como soporte, se dispone deuna red de fibra ptica de 5.000 km de longi-tud, as como de equipos de transmisin digi-tal que faciliten las comunicaciones en anillo ylas rutas alternativas con el fin de asegurar lacomunicacin en cualquier punto de la red.

    La cadena de GNL

    Se entiende por Cadena de Gas NaturalLicuado GNL el conjunto de elementosque va desde el transporte por gasoductodesde el yacimiento a la planta de licuefac-cin para convertir el gas en GNL, al trans-porte martimo mediante buques metaneros,la posterior conversin del GNL a fase gaseosaen plantas de recepcin y regasificacin, y eltransporte y distribucin desde esas plantashasta los puntos de consumo de gas en losmercados finales (ver Figura 1).

    Los principales elementos de la cadena deGNL son: La planta de licuefaccin. Una vez el gas na-tural ha sido tratado, se procede a su licuefac-cin para poder trasladarlo por va martima,aprovechando el hecho de que, al licuarse, elgas ocupa un volumen aproximadamente

    seiscientas veces menor. Antes de ser licuado,tiene que someterse a una serie de procesospara eliminar los hidrocarburos pesados y loscontaminantes a pie de yacimiento.

    En la actualidad hay varios tipos de proce-sos de licuefaccin en el mercado, todos ellosbasados en el enfriamiento del gas naturalhasta unos -160C, temperatura a la cual elgas es lquido a la presin atmosfrica. Almacenamiento del GNL. El almacena-miento de GNL en tanques criognicos tie-ne lugar despus del proceso de licuefacciny antes de su transporte martimo y poste-rior regasificacin en el punto de destino. Transporte martimo, llevado a cabo porlos buques metaneros, tambin llamadosLNG carriers. La propulsin de estos buquesse realiza mediante el gas de la carga evapo-rado durante el transporte (del orden del0,10%-0,13% al da) que, adems, sirve paramantener la baja temperatura del GNL, yaque estos buques no llevan planta de reli-cuefaccin. Planta de regasificacin. Una vez que el bu-que metanero atraca en la terminal de la re-gasificadora, el GNL se descarga, almacena yregasifica. El esquema bsico del procesoqueda recogido en la Figura 2. Redes de distribucin. El gas ya en estadogaseoso se distribuye mediante redes ramifi-cadas y/o malladas a travs del sistema gass-tico a los diferentes consumidores, en funcin

    La cadena de gas natural 17

    Figura 1. Cadena del Gas Natural Licuado

    Exploracin y produccin

    Tratamiento

    Transporte porgasoducto

    Transporte por gasoducto

    Planta de licuefaccin

    Almacenamiento GNL

    Transporte martimo

    Almacenamiento GNL

    Planta de regasificacin

    Redes de transporte

    Almacenamiento subterrneo GN

    Estaciones de compresin Redes de distribucin Consumidores

    Fuente: Unin Fenosa

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  • de su consumo mediante las redes de alta,media o baja presin y las correspondientesestaciones de regulacin y medida.

    Otros aspectos

    Aunque el gas natural se conoce desde laantigedad, no es hasta el siglo XIX y en Es-tados Unidos donde comienza su explota-cin comercial. Posteriormente, en 1961 sedan dos acontecimientos clave en su historia:se alcanzan por primera vez los 6.500 m deprofundidad de perforacin y se utiliza la pri-mera turbina de gas alimentada por gas na-tural.

    En Europa las mayores reservas se descu-bren en el Mar del Norte en 1965, lo quecontribuye a configurar el mapa actual de ya-cimientos de gas en el mundo. En Espaa hahabido cierta actividad exploratoria, asistien-do actualmente a un repunte de permisos deexploracin.

    Una vez extrado el gas natural necesitatratarse para hacerlo adecuado para su trans-porte y consumo. Esto se hace mediante di-ferentes tcnicas tales como la desulfuraciny descarbonatacin con el fin de eliminar losgases cidos, la deshidratacin y eliminacinde otros compuestos, etc.

    Los almacenamientos subterrneos de gassurgen de la necesidad de cubrir las variacionesestacionales de demanda de gas natural, tantopara usos industriales como para calefaccin.

    De forma elemental, un almacenamientosubterrneo de gas natural consiste en crearartificialmente un yacimiento de gas natural.Esto se puede hacer bien rellenando median-te inyeccin un yacimiento ya explotado, obien reproduciendo las condiciones de un ya-cimiento en otro lugar. Los distintos almacena-mientos pueden llevarse a cabo en yacimien-tos agotados, en acuferos, en cavernas de salo en minas. La situacin actual de los almace-namientos espaoles se muestra en la Tabla 1.

    Panormica general del gas natural enel mundo y en Europa

    RESERVAS

    Las reservas mundiales de gas en 2004, queascienden a 180.000 bcm, es decir, 180 millo-nes de millones de m3, se repar ten entreOriente Medio (casi el 41%), Europa y Eurasia(36%), Asia-Pacfico y frica, que representanambas casi el 8%, y el continente americano,otro 8%, repartido a partes iguales entre elnorte y el centro y sur. Como puede obser-varse, no estn tan concentradas en determi-nadas reas como las del petrleo, pero no lle-gan al grado de distribucin que presentan lasreservas de carbn.

    La Tabla 2 muestra la evolucin durante losltimos aos de las reservas mundiales de gasnatural.

    PRODUCCIN

    Debemos distinguir entre produccinbruta y produccin comercializada. La pro-duccin bruta corresponde a la totalidadde la produccin de gas natural antes deconsiderar las prdidas. La produccin co-mercializada se obtiene de restar a esaproduccin bruta los siguientes tipos deprdidas: el gas reinyectado en los yaci-mientos, las prdidas por gas quemado enantorcha y otras evacuaciones directas a laatmsfera y, finalmente, otras prdidas odisminuciones del volumen por posiblestratamientos del gas natural antes de su

    18 anales de mecnica y electricidad / enero-febrero 2006

    Nombre Localizacin Tipo Operativo desde Gas colchn Mm3 Gas de trabajo Mm3 Inyeccin m3 (n)/h Extraccin m3 (n)/h

    Serrablo Huesca Yac. gas agotado 1991 420 635 160.000 204.000

    Gaviota Vizcaya Yac. gas agotado 1994 1.701 780 187.500 208.333

    Tabla 1. Principales caractersticas de los almacenamientos subterrneos espaoles

    Fuente: CNE y Enags

    Figura 2. Esquema bsico del proceso de regasificacin

    Fuente: Unin Fenosa

    Compresores criognicos

    Lquido

    RelicuadorLquido

    recirculacin para emisin cero

    Bombas secundarias

    Vaporizadores (agua de mar)

    Carga de cisternas de GNL

    Vaporizador sumergido

    Estacin deregulacin y

    medida

    Odorizacin

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  • entrada en la red, tales como el tratamientode depuracin y/o extraccin de sus parteslicuables (GLP, condensados). Esta disminu-cin del volumen puede incluir tambin elautoconsumo energtico correspondientea las operaciones de tratamiento.

    En la Tabla 3 se muestra la posicin relativade diversos pases en 2004 segn el criterioque se elija en relacin con el gas natural.

    EXPORTACIN

    Algunas de las causas que han provocadoel aumento en el comercio internacional delgas son: Las propias caractersticas del gas natu-ral como energa limpia, que se puede utilizarcomo energa primaria y como energa final. La existencia de reservas para unos sesentaaos. La mejora tecnolgica que ha permitido unmanejo del gas ms seguro y fiable. Los cambios regulatorios en los sectoresenergticos, que han promovido la aperturadel sector y un nuevo dinamismo.

    ASPECTOS ECONMICOS DEL GAS NATURAL

    Normalmente los precios estn desarrolla-dos en contratos a largo plazo, con estrictasobligaciones a cumplir en la adquisicin conrespecto a las cantidades contratadas (clu-sulas take or pay) y, en general, estn formu-ladas en funcin de los precios de los deriva-dos del petrleo (fuel-leo o gasleo) odel propio crudo. En fechas relativamenterecientes han comenzado a introducirse re-laciones del precio del gas con el del carbn,la electricidad o la inflacin.

    Al coste del gas en origen hay que sumar-le los costes de la cadena del GN o del GNL.

    El gas natural en Espaa

    La oferta

    Las reservas probadas de gas natural enEspaa son reducidas, estando nicamenteen activo los yacimientos del Valle del Gua-dalquivir y los del Golfo de Cdiz, cuyas apor-taciones al sistema espaol se sitan en tor-no al 1-3% de nuestros aprovisionamientos.

    La Figura 3 muestra la procedencia de losaprovisionamientos de gas en Espaa duranteel ltimo ao.

    La demanda

    La participacin del gas natural en el con-sumo de energa primaria fue la que muestrala Tabla 4.

    La evolucin de la demanda total se puedediferenciar mediante cuatro grupos de con-sumidores: domstico comercial, industrial yde generacin mediante Centrales de CicloCombinado (CCC). Se puede estimar que elpeso del gas en la generacin elctrica va a

    La cadena de gas natural 19

    Fecha Tcm Bcm

    31/12/77 71,30 71.300

    31/12/78 70,85 70.850

    31/12/87 107,50 107.500

    31/12/88 112,00 112.000

    31/12/96 141,30 141.300

    31/12/97 144,76 144.760

    31/12/98 146,39 146.390

    31/12/99 146,43 146.430

    31/12/00 150,19 150.190

    31/12/01 155,08 155.080

    AO 2004

    ReservasProduccin

    ReinyectadoQuemado Otras Produccin puesta

    Exportacin Importacin Consumobruta en antorcha prdidas en mercado

    Rusia Estados Unidos Estados Unidos Nigeria Estados Unidos Rusia Rusia Estados Unidos Estados Unidos

    Irn Rusia Argelia Irn Canad Estados Unidos Canad Alemania Rusia

    Qatar Canad Noruega Rusia Rusia Canad Noruega Japn Reino Unido

    Arabia Saud Argelia Irn Azerbaiyn Argelia Reino Unido Argelia Italia Alemania

    Abu Dhabi Irn Venezuela Angola Arabia Saud Irn Holanda Ucrania Canad

    Estados Unidos Noruega Yemen Indonesia Mxico Noruega Turkmenistn Francia Irn

    Nigeria Reino Unido Canad Venezuela Irn Argelia Indonesia Corea del Sur Italia

    Argelia Indonesia Abu Dhabi Argelia Malasia Holanda Malasia Rusia Japn

    Venezuela Holanda Colombia Estados Unidos Qatar Indonesia Qatar Espaa Ucrania

    Noruega Arabia Saud Omn Canad Argentina Arabia Saud Estados Unidos Turqua Arabia Saud

    Tabla 2. Reservas mundiales de gas natural

    Tabla 3. Posicin relativa de diversos pases en 2004

    Tcm: millones de metros cbicos; Bcm: mil millones de metros cbicos.Fuente: BP Amoco Statistical Review of World Energy

    Fuente: CEDIGAZ 2005

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  • pasar de cifras marginales en el ao 2002, arepresentar 1/3 de la demanda total de gasen el ao 2011, previndose as mismo dupli-car la demanda los prximos 10 aos.

    En estos momentos es posible escoger en-tre el mercado liberalizado y el mercado detarifa. La reciente liberalizacin ha trado comoconsecuencia que ms de la mitad de la de-manda nacional se haya trasladado desde mer-cado de tarifa al mercado liberalizado. A pesarde todo, el peso de la compaa Gas Naturales todava preponderante en el mercado.

    Infraestructuras: situacin actual yproyectos

    Se ha pasado de 11.180 km de gasoductosen el ao 1989 a 42.253 km en el ao 2001.

    A enero de 2005, la red bsica nacional dis-pone de cuatro plantas de recepcin, almace-namiento y regasificacin en servicio, localiza-das en Barcelona, Huelva, Cartagena y Bilbao.A estas plantas se aaden otras dos en cons-truccin, en Sagunto y Murgados (Ferrol). Pa-ra completar el mapa ibrico, habra que aa-dir la planta de GNL de Sines, en Portugal.

    Por lo que respecta a almacenamientossubterrneos, en la actualidad se dispone dedos en los campos de gas agotados de Ga-viota (Vizcaya) y Serrablo (Huesca).

    Regulacin del mercado del gasnatural

    El gobierno espaol regula la industria delgas a travs del Ministerio de Economa. Conel objetivo de favorecer el desarrollo de unmercado nico de gas se establecen normascomunes para las actividades de almacena-miento, transporte, distribucin y suministrode gas natural, definiendo las modalidades de

    organizacin y funcionamiento del sector, lascondiciones de acceso al mercado, los crite-rios y procedimientos aplicables en relacincon la autorizacin de nuevas instalaciones,as como las condiciones de acceso y explo-tacin de las redes gasistas.

    La Directiva de Gas introdujo tambincier tos principios fundamentales, entre losque cabra destacar la apertura de los mer-cados, el acceso de terceros a las redes, laseparacin legal y/o contable de las distintasactividades desarrolladas por un mismo gru-po empresarial y la reciprocidad entre pases.

    La apertura del mercado se instrument demanera que los Estados miembros de laUnin Europea (UE) especificaba los clienteselegibles dentro de su territorio, consideran-do como tales aquellos a los que cada Estadootorgaba capacidad legal para elegir suminis-trador y contratar libremente el gas natural.La Directiva sealaba que entre los clienteselegibles se deban incluir, en cualquier caso,los productores de electricidad a partir de gasnatural, los comercializadores de gas y ciertosclientes industriales de gran consumo.

    El principio de Acceso de Terceros a lasRedes (infraestructuras) denominado abre-viadamente ATR, obligaba a los propietariosde las redes de transporte y distribucin apermitir a terceros agentes (suministradores,importadores, comercializadores y clienteselegibles) el acceso a sus redes en trminosequitativos y no gratuitos.

    En Espaa, las distintas compaas ya estnofreciendo tanto gas como electricidad almercado domstico.

    La ley establece tambin que el Ministeriode Economa deba aprobar las normas deGestin Tcnica del Sistema, cosa que hahecho mediante la Orden ITC/3126/2005,de octubre de 2005, y la operacin delsistema, que ser encomendada a Enags,teniendo esta empresa, a su vez, la mayorparte de las infraestructuras de transporte.

    En cuanto al acceso de terceros a las insta-laciones del sistema, se definen en primerlugar las infraestructuras que se encuentranincluidas en dicho rgimen, teniendo talconsideracin aquellas necesarias para intro-ducir el gas en el sistema y transpor tarlohasta el consumidor final, as como las insta-laciones de almacenamiento, tanto de GNLcomo de GN.Tambin se definen los sujetosque tienen derecho de acceso a las instala-ciones gasistas: los consumidores cualificados,los comercializadores y los transpor tistaspara el gas que stos tengan que facilitar a

    20 anales de mecnica y electricidad / enero-febrero 2006

    1970 1975 1980 1985 1990 1995 1998 1999 2000

    Canad 18,4 22,0 21,9 25,5 25,6 27,9 29,7 28,9 30,2

    EE UU 32,8 82,3 26,8 24,1 23,8 25,5 24,0 23,8 25,8

    Austria 12,4 16,3 16,4 18,2 20,6 24,7 25,8 24,4 28,0

    Francia 5,6 9,9 11,7 12,9 12,1 13,2 13,5 13,9 13,8

    Alemania 5,5 13,3 16,5 15,2 15,7 19,8 20,9 21,3 21,6

    Italia 9,7 15,2 17,2 20,7 25,8 28,1 28,8 30,7 34,6

    Holanda 32,4 53,4 46,7 53,0 46,7 46,8 47,0 46,5 40,5

    Espaa 1,8 2,2 3,5 6,1 7,7 10,3 11,4 12,1

    Reino Unido 4,9 15,6 20,0 23,5 24,2 28,7 34,6 36,7 38,1

    ex-URSS 21,4 23,4 26,5 33,9 42,2 50,0 53,6 53,5 53,8

    Japn 1,2 2,6 6,0 9,9 10,5 11,2 12,5 13,2 13,4

    Mundo 17,0 17,7 17,8 19,2 21,6 23,1 23,4 23,9 24,7

    Tabla 4. Participacin del gas natural en la energa primaria (%)

    Fuente: CEDIGAZ y BP Amoco Statistical Review of World Energy

    16_21CadenaGas 3/3/06 11:55 Pgina 20

  • los distribuidores para sus ventas en el mer-cado a tarifa.

    El acceso se puede denegar en cier tascondiciones que pueden ser : falta de capaci-dad, ausencia de reciprocidad en el pas deorigen de la empresa solicitante o dificulta-

    des econmicas graves que puedan derivarsede la existencia de contratos de compragarantizados.

    En la Figura 4, a modo de resumen, semuestra un esquema general del sistema ga-sista espaol.

    La cadena de gas natural 21

    Figura 4. Esquema general del sistema gasista espaol

    Fuente: elaboracin propia

    COMERCIALIZADORES

    GESTOR TCNICO

    APROV

    I

    S

    I

    ONAM

    I

    ENTO

    Contratos conproductores

    Almacenamientode gas

    Gestin de reservas

    Venta a clientes elegibles, contratos con comercializadoras

    Mantiene reservas y diversifica aprovisionamientos

    Tiene derecho de ATR sobre transporte y distribucin

    Gestin de Red Bsica/Secundaria

    Continuidad/seguridad/coordinacin

    Regasifica, transporta

    y almacena

    Tiene obligacin de ATR

    Mantiene existencias y diversifica aprovisionamiento

    Suministra a distribuido-res a precio regulado

    Peaje

    regasific.

    (si GNL)

    CMP

    Precio pactado

    Peaje te.

    y distrib.

    Tarifa de venta de GN

    TRANSPORTISTA

    Contratos a clientes finales

    Tiene instalaciones de distribucin

    Esta obligado a suministrar

    Tiene obligacin de ATR

    DISTRIBUIDOR

    CLIENTES CUALIFICADOS

    Contratos libres

    MERCADO

    REGULADO

    Contratos regulados

    Flujo fsico y contratos de acceso del gas en el mercado liberalizado

    Contratos de producto en el mercado liberalizado

    Transacciones y flujo fsico en el mercado regulado

    Peaje te. y distrib.

    Precio de cesin

    Figura 3.Aprovisionamientos de gas del ao 2004

    Malasia 0,7%Qatar 14,3%

    Omn 4,4%

    Noruega 8,1%

    Nigeria 17,7%

    Libia 2,3%Argelia GNL 24,1%

    Argelia GN 27,6%

    Abu Dhabi 0,7%

    Fuente: CEDIGAZ 2005

    16_21CadenaGas 2/3/06 17:00 Pgina 21

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