Optimización Energética: Generación de Energía Verde mediante el uso de Gas Natural

León, Guanajuato, 22 de Noviembre de 2013

Optimización Energética: Generación de Energía Verde mediante el uso de Gas Natural

Estrategia Nacional de Energía 2013-2027 de la SENER.

Optimización Energética: Generación de Energía Verde mediante el uso de Gas Natural

Retos que enfrenta México en materia ambiental.

En el periodo 2010-2035, según estimaciones de la Agencia Internacional de Energía, la demanda de energía aumentará a una tasa de 1.5% promedio anual considerando una expansión de la economía global de casi 140% y un aumento de 1.7 mil millones de habitantes. Destaca que la participación de las economías emergentes dentro de la demanda mundial de energía primaria ha aumentado, al pasar de 35% en 1973 a 55% en 2010, y se estima que esta tendencia creciente continúe, de manera que en una década constituyan más del 60% del total. Adicionalmente, la tendencia a la alza en el consumo de energía en los últimos 30 años ha incrementado las emisiones de CO2. Dado que estas emisiones representan dos terceras parte de los gases efecto invernadero enviados a la atmósfera, esta tendencia debe revertirse para hacer frente a las preocupaciones relacionadas con el cambio climático.

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Las acciones de eficiencia en el uso de la energía, además de contribuir a la contención de los gases efecto invernadero, apoyan las metas de crecimiento y competitividad del país. Es decir, se trata de acciones que se traducen en beneficios directos para la sociedad.

Investigar tecnologías existentes en el mercado que contribuyan a optimizar nuestros procesos de transporte de gas, de tal manera que se participe y se coadyuve en la iniciativa presentada por la SENER, así como los requerimientos de la CONUEE.

Tarea de Pemex Gas y Petroquímica Básica.

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Generar energía verde a través de las regulaciones de presión del gas natural, a fin de utilizar la energía que se deja de utilizar en los puntos donde se regula el gas y contribuir al medio ambiente por medio de la generación de energía verde.

Objetivo.-

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Estamos hablando de generar Energía Verde, pero, ¿qué es Energía Verde?

Energía verde es un término que describe la energía generada a partir de fuentes de energía primaria respetuosas con el medio ambiente. Las energías verdes son energías renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de obtención o uso no emite subproductos que puedan incidir negativamente en el medio ambiente.

Actualmente, están cobrando mayor importancia a causa del agravamiento del efecto invernadero y el consecuente calentamiento global, acompañado por una mayor toma de conciencia a nivel internacional con respecto a dicho problema.

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En México, a la fecha no se ha aprovechado la energía que se puede generar en los sitios donde existe regulación de la presión del gas natural. De ahí la importancia de poder utilizar esta energía para transformarla en energía verde que contribuya al medio ambiente, entre otros beneficios.

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Casos en estudio.-

Estaciones de Medición y Regulación.- Actualmente en PGPB se tienen alrededor de 445 ERM y aproximadamente 80 de estas son regulaciones susceptibles de instalar los equipos en diferentes capacidades.

Estaciones de Compresión.- En donde por el volumen de gas comprimido, es posible generar energía verde.

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Sistema Nacional de Ductos PGPB.-

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o En PGPB/SD, convencidos en la importancia de la contribución en el mejoramiento al medio ambiente y en el aprovechamiento de la energía adicional que genera el gas natural y que no se ha podido aprovechar en otros beneficios, se dio a la tarea de investigar tecnologías que aprovecharan la energía que se deriva por la reducción de presión del gas natural.

o Esto nos llevó a la realización de un Proyecto para la optimización del consumo energético, mediante el desarrollo de soluciones técnico-económicas para la generación de energía verde, a partir de la energía no utilizada en las operaciones.

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Caso de Estudio:

Estación Venta de Carpio, Estado de México

100 MMscfd398 psig20ºC (68ºF)

100 MMscfd113 psig5ºC (41ºF)

Situación actual

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º

100 MMscfd398 psig20ºC (68ºF)

2,800 kW

100 MMscfd140 psig5ºC (41ºF)

Patín de Acondicionamiento

Patín Turbogenerador

100 MMscfd113 psig5ºC (41ºF)

FCV

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Proyecto

2,800 kW4,160 V

4,160 V34,500 V4000 kVA

Porteo2.450 kW

Venta deCarpio350 kW

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Uso de la Energía

Generación de 22 GWh/año de energía eléctrica verde

Sistema de filtrado de partículas y coalescentePre-calentador de 10 MM Btu/hrConsumo 229 M scfd => 0.23% del volúmen

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Patín de Acondicionamiento

Patín de Generación Aislamiento y purga por gas inerteVálvula de cierre rápidoTurbo-expansorSello tipo laberintoGenerador asíncronoControl

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Turbogenerador

Subestación compacta uso interior de 4 MVA de 34.5 a 4.16 kV @ 60 Hz

Subestación de baja clase 15 kV, seccionador SF6, fusibles limitadores de corrienteTransformador 4MVA, 34.5 kV Delta a 4.16 kV Estrella, 3 f, 60 Hz, devanados Cu/Cu, Tipo OA, Enfriamiento forzadoSubestación compacta de alta clase 34.5kV, apartarrayos autovalvulares, cuchillas de paso tripolares operación sin carga, fusibles limitadores de corriente 100 Amp.

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Subestación

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Contribuciones a la iniciativa de la SENER:

Proyecto de Eficiencia Energética

Efecto invernadero

Generación de energía eléctrica

Energía Verde que no contamina

Contribución al medio ambiente

Ahorro promedio anual por $5.4 MM USD, que equivalen a $135MM USD de ahorro neto después de gastos en 25 añosRecuperación de la inversión en 2.3 añosGeneración de 22 GWh/año de energía eléctrica verdeDisminución de la huella ecológica en 11,347 Ton/año de CO2 equivalenteTIR 81.2%VPN @ 8% $46.5 MM USD

ContribucionesProyecto alineado con las directrices y compromisos de PGPB en materia de eficiencia energéticaTecnología de Punta, probada a nivel mundialSolución Reaplicable en múltiples sitios dentro de la Red Nacional de Ductos

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Beneficios

Evaluación del proyecto a 25 años

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Evaluación Financiera

Producción 22,075,200 kWhr/añoPrecio promedio $ 0.21 usdValor promedio energía $ 5.400 usd Energía 25 años $167.702 usd Gastos O & M $ 23.374 usd Inversión $ 9.171 usdAhorro $135.516 usdVPN @ 8% $ 46.475TIR 25 años 81.2%Retorno de Inversión 2.3 años

$ MUSCy

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Conclusiones:

La contribución a la conservación del medio ambiente es una responsabilidad de todos y una necesidad imperante que nos deben de motivar a investigar, implantar y utilizar nuevas tecnologías que contribuyan a este fin; es por ello que la relevancia de ésta iniciativa ha hecho que en PGPB redoblemos esfuerzos en busca de nuevos proyectos que conllevan al mejoramiento del medio ambiente.

Generar energía verde contribuye a ello, además de generar ahorros económicos por la utilización de esta energía en instalaciones de Petróleos Mexicanos.

GAS NATURAL => ENERGIA VERDE

SFM

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º

FCV

Ing. Gerardo S. Suárez RodríguezPemex Gas y Petroquímica BásicaTel. (55) 1944 5364e-mail: gerardo.sergio.suarez@pemex.com