La Energía Geotérmica, para desarrollarse, acude a la Ingeniería de Petróleo

 

Por: Nelson Hernández

 

Para dar soluciones, técnica y económicamente viables, a la búsqueda de fuentes energéticas no emisoras de CO2, para construir una matriz energética global que contrarreste el cambio climático, se exploran diferentes vías para su concreción.

En esta expedición han tenido, hasta ahora, mayor desarrollo las fuentes energéticas solar y eólica. Quizás porque la tienen todos los países y son visibles. Pero hay una fuente, que siendo abundante y de existencia en todo el planeta, ha sido si se quiere ignorada: La ENERGIA GEOTERMICA.

 

Ahora bien, todos los países tienen energía geotérmica, siendo su limitación económica de aprovechamiento:

• La profundidad a la que se encuentra el magma y/o rocas con altas temperaturas. A mayor profundidad mayor costo económico.
• Resistencia de los materiales para perforar el pozo, porque se deterioran con las altas temperaturas. Quaise Energy,  ha desarrollado un nuevo sistema de perforación que permite cavar hasta 20 Km mediante el uso de la tecnología llamada girotrones. Son unos tubos de vacío que emiten radiación de microondas de alta frecuencia y alta potencia.
• El volumen de agua caliente (o vapor) obtenido del pozo. A mayor volumen y mayor temperatura, la economía de la geotérmica se hace más viable.

 

 

Las plantas de energía geotérmica consisten en circular agua a través de rocas calientes en las profundidades del subsuelo, y luego convertir la energía contenida en el agua caliente en electricidad en la superficie, al mover una turbina (generador) a vapor. En otras palabras, es el principio de las plantas termoeléctricas a vapor, el cual es obtenido mediante la quema de un combustible para calentar o convertir el agua en vapor.

 

Hasta ahora, solo había sido posible construir plantas geotérmicas económicas en regiones donde la roca caliente, porosa y permeable se encontraba a profundidades relativamente bajas.

 

Sin embargo, la tecnología siempre mejora lo existente, y esto es lo que ha logrado la empresa Fervo Energy,  al desarrollar proyectos geotérmicos novedosos para la entrega de energía libre de carbono, las 24 horas del día y los 7 días a la semana.

 

Para esos proyectos novedosos, FervoEnergy tomo para si las tecnologías del fracturamiento (fracking) y de perforación horizontal propias de la ingeniería de petróleo, y  utilizada recientemente en el desarrollo de las lutitas en los Estados Unidos, y que le ha permitido a ese país ser el primer productor mundial de petróleo.

 

Esta tecnología en la geotermia, lo que hace es fracturar la roca para incrementar la permeabilidad. Hay una diferencia importante con la aplicada a las lutitas, es que en la geotermia no se extrae fluidos (… se extrae es calor, utilizado como medio el agua), por lo cual se elimina (o se minimiza), si es el caso, los micros sismos que podrian originarse.

 

El uso de la perforación horizontal (hasta 1 Km), conlleva a mayor área de contacto del agua con el subsuelo caliente, traduciéndose en una mayor productividad de agua caliente por pozo, lo cual mejora marcadamente la economía de la planta eléctrica con base geotérmica.

 

Otro aspecto a resaltar, es que el ciclo agua – vapor – electricidad es cerrado. Es decir, el vapor de agua, luego de mover la turbina de generación eléctrica, es condensado y regresado al pozo para calentarla nuevamente, por lo que el reemplazo del agua gastada (o perdida) es mínimo.

 

De igual manera, las plantas carboeléctricas pueden tener una vida útil más prolongada, ya que la parte de generación de vapor seria eliminada (quema de combustible) y se le suministraría vapor producido geotérmicamente. Esta opción se debe a que con la metodología de FervoEnergy en cualquier lugar del mundo puede aprovecharse el potencial geotérmico, y lo único necesario seria perforar pozo o pozos en el área o superficie donde está instalada la carboeléctrica.

 

Google y FervoEnergy han unido esfuerzo para construir la primera planta piloto comercial de geotérmica en el estado de Nevada, USA. Esta planta en operación con una capacidad de 3.4 MW, permite a Google utilizar energía verde para alimentar sus centro de datos y oficinas, cumpliendo así su compromiso de utilizar energía libre de carbono en el 2030.

 

La extensión de la tecnología FervoEnergy a nivel mundial proporcionaría una fuente energética no emisora de CO2, ilimitada y no intermitente obteniéndose un costo reducido de la generación  eléctrica. Esto contribuye a eliminar la necesidad de combustibles fósiles en dicha generacion. Además, todos los países podrían incrementar su seguridad energética al generar energía con solar, eólica y geotérmica, por ser fuentes autóctonas. Esta última podría ayudar a eliminar la condición intermitente de la solar y eólica.

 

Finalmente, la energía geotérmica permitiría a la humanidad continuar su evolución sin generar CO2. Estimaciones indican que se podría alimentar la civilización durante 20 millones de años con solo utilizar el 0.1 % del calor de la tierra.

La Industria Petrolera y la Transición NetZero

 

Por: Nelson Hernández

• El 53 % del suministro OPEP al 2050 es una ilusión, ya que volumétricamente es menor que el de 2022 con un 36 %
• La prospectiva da poco margen para el petróleo de la Faja Petrolífera del Orinoco
• Estados Unidos dejara “morir naturalmente” los yacimientos de petróleo lutítico
• La prospectiva de precio del petróleo para el 2050 es de 25 $/B

El afrontar el fenómeno de Cambio Climático, ha conducido al mundo a una transición energética, si se quiere obligada. Para tal fin distintas organizaciones y empresas energéticas han realizado diferentes escenarios que conllevan a alcanzar una emisión de CO2 que garantice un incremento promedio de la temperatura de la tierra no mayor a 1.5 °C a finales del presente siglo, dicho escenario se ha denominado NetZero.

La grafica a continuación muestra tres escenarios, sobre la producción mundial de combustibles líquidos para un horizonte final al 2050, desarrollados por la IEA y mostrado en su documento: The Oil and Gas Industry in Net Zero Transition, publicado la semana pasada.

El escenario STEPS (Políticas Energéticas Declaradas) y el escenario APS (Políticas Energéticas Anunciadas) muestran sus proyecciones de producción de combustibles líquidos. Ambos escenarios no alcanzan la meta del 1.5 °C mencionado anteriormente, razón por la cual no serán analizadas las cifras de los volúmenes indicados.

En tal sentido, el escenario NZE (NetZero) es el analizado, y es el escenario más desfavorable a los países y empresas productoras de petróleo. A continuación, aspecto que se infieren de la grafica indicada.

• El total de suministro de combustibles líquidos, al 2050, es de 35.7 millones de barriles diarios (MBD), un decrecimiento de 63.5 MBD con  respecto al suministro de 2022.
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• El suministro de combustibles líquidos está conformado por: la producción de petróleo (23.5 MBD), los biocombustibles (5.4 MBD), el hidrogeno (6.0 MBD) y las ganancias en los procesos (0.7 MBD), que para el año 2050 totalizan 35.7 MBD.
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• El crudo convencional para el 2050 es de 15.8 MBD, menor en 47 MBD, al compararlo con el año 2022. Este volumen está conformado por los volúmenes en tierra (10.5 MBD) y costa afuera (5.3 MBD). Los volúmenes de producción en tierra presentan una disminución de 30.8 MBD y los de costa afuera de 16.3 MBD, al compararlos con los volúmenes del año 2022.
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• El crudo no convencional para el 2050 es de 7.7 MBD, conformado por: Lutitas (1.8 MBD), líquidos del gas natural (4.4 MBD) y petróleo extrapesado (1.5 MBD). El total de la disminución de los no convencionales, alcanza los 23.3 MBD al compararlo con los del año 2022. La distribución de esta disminución es: 6.5 MBD en las lutitas, 14.6 MBD en líquidos del gas natural (LGN) y 2.2 MBD en petróleo extrapesado.
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• Para el 2050, la OPEP tiene una participación del 53% en la producción de combustibles líquidos, lo cual para muchos es una ganancia, ya que pasa de 36 % en el 2022 al porcentaje indicado. Esto es una ilusión, ya que el 36 % del 2022 equivale a 35.7 MBD, pero el 53 % del 2050 es equivalente a 18.9 MBD.
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• Para el 2022, el 95 % (7.9 MBD) del petróleo lutítico provino de Estados Unidos, por lo que se intuye que este país dejara “morir” estos campos.
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• En cuanto a la producción de extrapesados y bitumen, para el 2022, el 95 % (3.5 MBD) provino de Canadá, lo que daría poca cabida al petróleo de la Faja Petrolífera del Orinoco  al considerar el valor de este tipo de petróleo al 2050 que es de 1.5 MBD.
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• Por otra parte, el escenario NZE muestra una proyección del precio del petróleo de 98, 42 y 25 $/B para los años 2022, 2030 y 2050, respectivamente. En cuanto al gas, para el año 2050, se indican precios de: 2.0, 4.1 y 5.3 $/MBTU para Estados Unidos, Unión Europea, China y Japón, respectivamente.

La grafica a continuación muestra la evolución de la prospectiva NetZero de la IEA en la producción de combustibles líquidos hasta el año 2050.

El petróleo convencional y no convencional (lutítico + extrapesado) pasa de 75 MBD en el 2022 a 19 MBD en el 2050, equivalente a una disminución 56 MBD. Esta disminución es de 47 MBD en convencional, 6.5 MBD en lutítico y 3.1 MBD en extrapesado y bitumen.

En lo atinente a la producción de LGN, esta experimenta una disminución de 14.6 MBD. Mientras que el hidrogeno y los biocombustibles, experimentan aumento de 6 MBD y 3.2 MBD, respectivamente.

 

En resumen, el escenario NetZero de la IEA muestra un panorama de cuidado para las empresas de hidrocarburos por la tendencia a la baja del consumo de petróleo. Esto repercutirá en sus planes, ya no de expansión sino de reducción de actividades y de ventas de activos, que hoy ya lucen como “activos varados”.

Por otro lado, los países que sus economías están basadas en la renta petrolera, tendrán que idear nuevas formas de producir riquezas. Merece especial mención, el caso venezolano, donde esta transición energética si se quiere es inoportuna por tener una industria hidrocarburífica deteriorada, y la recuperación de su potencial de producción estaría limitada por la demanda global de petróleo mostrada en la prospectiva NetZero.

En cuanto a la OPEP, esta deja de tener importancia (… aunque ya lo está teniendo) en el mundo del petróleo, aun cuando la prospectiva le augura una participación del 53 % en el año 2050.

Quienes no concienticen que la tecnología avanza para acelerar la transición energética, proceso irreversible y vital para la humanidad, y perciban el futuro con base a paradigmas obsoletos,  no podrán tomar el tren del progreso, que ya arranco (N. Hernández, 2023)

Trilema Energético 2022

 

Por: Nelson Hernández

El Índice Mundial del Trilema Energético (IMTE) es elaborado anualmente desde 2010 por el Consejo Mundial de la Energía en asociación con la consultora global Oliver Wyman, junto con Marsh & McLennan Advantage de su matriz Marsh & McLennan Companies. 

El trilema energético está referido a los desafíos que enfrentan los gobiernos y la industria en el suministro de energía. Este concepto busca lograr un equilibrio entre tres aspectos clave: disponibilidad, equidad y ambientalidad (seguridad energética, equidad energética y sustentabilidad ambiental). Este trilema es representado mediante un triangulo, resultante de la unión de los valores para cada unos de estos aspectos.

Seguridad energética:

La seguridad energética mide la capacidad de una nación para satisfacer la demanda energética actual y futura de manera confiable, resistir y recuperarse rápidamente de las crisis del sistema con una interrupción mínima del suministro. La dimensión cubre la eficacia de la gestión de las fuentes de energía nacionales y externas, así como la confiabilidad y resiliencia de la infraestructura energética.

 

Equidad energética:

La equidad energética evalúa la capacidad de un país para brindar acceso universal a su población de energía confiable, asequible y abundante para uso industrial,  doméstico y comercial. La dimensión captura el acceso básico a la electricidad y a tecnologías y combustibles limpios para cocinar, el acceso a niveles de consumo de energía que permitan la prosperidad y la asequibilidad de la electricidad, el gas y los combustibles en general.

Sostenibilidad del medio ambiente:

La sostenibilidad ambiental de los sistemas energéticos representa la transición del sistema energético de un país hacia la mitigación y eliminación de posibles daños ambientales y los impactos del cambio climático. La dimensión se centra en la productividad y eficiencia de la generación, transmisión y distribución de la energía,  la descarbonización de la matriz energética y la calidad del aire (mínima emisiones de Gases de Efecto Invernadero).

Mantener en equilibrio el triangulo del trilema es el desafío. Por ejemplo, la disponibilidad de energía puede verse comprometida si se prioriza la reducción de impactos ambientales, o la equidad puede verse afectada si los costos de energía son altos para ciertos estratos sociales.

Por otra parte, el objetivo del IMTE es proporcionar información sobre el desempeño energético relativo de un país con respecto a la seguridad energética, la equidad energética y la sostenibilidad ambiental. Al hacerlo, el Índice destaca los desafíos de un país para equilibrar el Trilema Energético y las oportunidades para mejorar el cumplimiento de los objetivos energéticos ahora y en el futuro. El Índice tiene como objetivo informar a los responsables políticos, los líderes energéticos y el sector financiero y de inversión. Las clasificaciones de índices brindan comparaciones entre países en cada una de las tres dimensiones, mientras que las puntuaciones indexadas históricas brindan información sobre las tendencias de desempeño de cada país a lo largo del tiempo.

El  IMTE 2022 abarco el análisis de 126 países. Los Top 10 con los mejores valores son, y en este orden: Suecia, Suiza, Dinamarca, Finlandia, R. Unido, Canadá, Austria, Francia, Noruega y Alemania. Todos de Europa, con excepción de Canadá.

Los 10 últimos con los peores valores, y en sentido ascendentes son: Niger, Benin, R. del Congo, Chad, Malaui, Mozambique, Zimbabue, Nepal, Nigeria y Senegal. Todos de África, con excepción de Nepal.

En resumen, el trilema energético es un concepto que busca encontrar un equilibrio entre la disponibilidad, equidad y ambientalidad en el suministro de energía. Es un desafío complejo que requiere tomar decisiones cuidadosas y considerar múltiples factores para lograr un sistema energético sostenible y eficiente.

El grafico a continuación muestra la jerarquización de los países analizados. Puede filtrar los resultados por regiones. El grafico también puede ser visto en el siguiente link: https://public.flourish.studio/visualisation/15562712/