EXTRACCION DE HIDRATOS DE METANO

 

El conocimiento adquirido a la fecha sugiere que los hidratos de metano, existentes en los sedimentos hasta una profundidad de aproximadamente un kilómetro bajo el fondo marino, tienen el potencial de llegar a ser un importante recurso de energía alternativo. La recuperación de metano desde estos depósitos y el transporte a la costa a un costo razonable representa un desafío para los ingenieros y científicos. A continuación se detallan antecedentes que se refieren a la producción de hidratos, su transporte a la costa, su comercialización y la generación de subproductos.

Producción y recuperación de metano

El problema clave de la producción de metano a partir de la capa de hidrato es la extracción de gas a partir de los hidratos alojados en el sedimento marino. Adicionalmente, el metano libre bajo la zona de hidratos constituye otra fuente de gas. Para la disociación de los hidratos de metano se han propuesto tres procesos: estimulación térmica, depresurización e inyección de inhibidores [2,3,27].

En el proceso de estimulación térmica, la energía térmica puede ser introducida a los estratos que contienen hidratos para poder aumentar la temperatura local en forma suficiente como para causar la disociación del hidrato. Este proceso posee un favorable balance energético neto, ya que la energía calórica requerida para la disociación es de alrededor de un 6% de la energía contenida en el gas liberado. En términos simples, se puede bombear vapor o agua caliente hacia abajo a través de un pozo de perforación para disociar el hidrato y liberar metano. El metano liberado podría ser entonces bombeado a la superficie del fondo marino a través de otro pozo de perforación.

En el proceso de depresurización los hidratos son expuestos a un ambiente de baja presión, donde ellos son inestables y se descomponen en metano y agua. La energía calórica para el proceso proviene del interior de la Tierra (flujo de calor geotérmico). El metano liberado puede ser entonces recuperado mediante tecnologías convencionales. El método de depresurización, como está concebido, involucra la perforación horizontal en la zona de gas libre, que subyace a la zona de hidratos. A medida que el gas libre es removido, los hidratos que cubren a la capa con gas libre se depresurizan, y se descomponen a su vez en metano y agua. Es esperable que la remoción continua del gas producido sustente esta disociación inducida por la baja de presión de la base de la zona de hidratos. Este método parece ser el más adecuado para los depósitos en donde haya gas repartido en forma extensa en una trampa debajo de la capa de hidratos [27].

En el proceso de inyección de inhibidores un inhibidor químico, por ejemplo metanol o glicol, es inyectado a la zona de hidratos de gas. Los inhibidores químicos desplazan el equilibrio de presión-temperatura de tal manera que los hidratos no siguen siendo estables a la condición in situ de presión-temperatura, y los hidratos se disocian en la superficie de contacto.

De estas tres metodologías de producción, la depresurización combinada con el proceso de estimulación térmica parece ser la más práctica para zona donde el gas libre está atrapado bajo el hidrato de metano [2,3].

Transporte del metano a la costa

El transporte del metano desde el sitio de producción a la costa podría tener lugar a través de gasoductos submarinos, como se hace en tierra para el transporte de gas natural a grandes distancias. Sin embargo, los gasoductos submarinos son costosos y los riesgos geológicos de avalanchas submarinas en el talud hacen que esta opción sea difícil. Otras alternativas, tales como la licuefacción de gas a bordo de un barco o plataforma de perforación también pueden ser consideradas. El procedimiento, concebido por Timothy Collett del U.S. Geological Survey, involucra la quema de parte del metano para obtener hidrógeno y monóxido de carbono. Estos pueden ser convertidos con la ayuda de un catalizador a algún hidrocarburo líquido, el cual es fácil de transportar. En este proceso se pierde 35% de la energía. Otro método, sugerido por Roger Sassen de la Texas A&M University, involucra la reacción de metano con agua del fondo marino para obtener hidratos libres de sedimento. Estos hidratos puros pueden ser almacenados en tanques y ser remolcados a una infraestructura en aguas someras, donde pueden ser descompuestos en forma segura a gas y agua[7].

Comercialización del recurso

En Chile, un país carente de combustibles fósiles, los depósitos de hidratos pueden ser comerciales aún en un escenario de energía a bajo costo, dada la ubicación estratégica del recurso en relación a los centros de mayor consumo energético, social e industrial.

La recuperación de hidratos involucrará muy probablemente la disociación forzada, que a su vez involucrará una significativa demanda de calor. El abastecimiento y manejo de este calor, y la mantención de un balance termodinámico artificial, que permita la disociación controlada de hidrato y la recuperación en forma segura del metano, será la clave para su comercialización.

Investigación y desarrollo sobre hidratos de gas: posibles subproductos

Aparte de usar los hidratos de metano como una fuente de energía combustible, la investigación acerca del sistema de hidratos de metano puede también catalizar otros usos directos e indirectos de ellos o de los procesos por los cuales los hidratos se forman.

Desalinización de agua de mar

En este proceso se sugiere que si el agua de mar es combinada con un agente formador de hidrato (por ejemplo metano) en una nave con control adecuado de temperatura y presión, entonces se formará hidrato. Tras la formación, la salmuera puede ser separada de los hidratos y los hidratos pueden desintegrarse. En este proceso, los hidratos darán lugar a agua fresca y agente formador de hidratos. El agente formador de hidratos puede ser reciclado al sistema para continuar la formación de hidrato con agua de mar [6].

Almacenamiento de CO2

El dióxido de carbono del ambiente puede ser convertido a hidrato en condiciones medioambientales de océano profundo, y almacenado allí hasta su disociación, de vuelta a CO2, a escala de tiempo geológica. Esta materia esta sujeta a mucho debate y especulación.

Separación de mezclas de gases

El proceso de formación de hidratos ha sido considerado para la separación de mezclas de gases [6]. Ha sido demostrado que al usar las diferentes tendencias de los gases hacia la formación de hidratos, se puede obtener buenos factores de separación al permitir que las mezclas de gases formen hidratos.

Generación de electricidad a partir del flujo de gas

Una posibilidad interesante de generación de electricidad ha sido concebida en la etapa de transporte de metano a través de gasoductos desde las fuentes profundas de hidratos hasta la costa [27]. Un gasoducto de estas características poseerá un gran gradiente de presión, el cual puede ser aprovechado convenientemente para impulsar turbinas generadoras de electricidad. Esto podría llevar a cabo el doble objetivo de reducir la velocidad de flujo de gas a través de la transferencia de energía cinética a energía eléctrica, y el de la producción de corriente eléctrica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 


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