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I+D, una actividad clave dentro de lacadena de valor del gas natural
Calogero MiglioreCentro de Tecnologa Repsol
Madrid, Espaa
1FIGAS, Tarija, Bolivia, 16-18 Noviembre 2011 Repsol - D. Tecnologa Upstream y GNL Noviembre 2011
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ndice
Introduccin
I+D en la cadena de valor del gas natural - ejemplos
Nuevas tecnologas de GNL Licuacin flotante - Floating LNG (FLNG)
Cadenas alternativas transporte de gas Hidratos de Gas Natural (HGN) Utilizacin de gas
Gas Natural Vehicular (GNV) Conversin de gas
Tecnologas Gas To Liquids(GTL)
Conclusiones
2 Repsol - D. Tecnologa Upstream y GNL - Noviembre 2011
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Introduccin Las cadenas del gas natural
3 Repsol - D. Tecnologa Upstream y GNL - Noviembre 2011
Upstream (E&P) Transmisin UtilizacinDistribucin
TRANSPORTE POR TUBERA
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Introduccin Las cadenas del gas natural
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Upstream (E&P) Transmisin UtilizacinDistribucin
Licuacin RegasificacinTransporte GNL
CADENA DEL GAS NATURAL LICUADO
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Introduccin Las cadenas del gas natural
5 Repsol - D. Tecnologa Upstream y GNL - Noviembre 2011
Upstream (E&P) Transmisin UtilizacinDistribucin
OTRAS CADENAS DE TRANSPORTE: NGH, GTL
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La I+D en la industria del gas natural
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Hot topics en I+D sobre gas natural
Exploracin y Produccin: extraccin de hidratos de gas, gas no
convencional shale gas, procesos de pretratamiento, CCS Transmisin: nuevos sistemas de monitoreo, gasoductos en aguas
profundas
Cadena de GNL: FLNG, nuevos procesos licuacin y regasificacin,incremento capacidad metaneros, nuevos sistemas de contencin decarga, regasificacin costa afuera
Cadenas de transporte alternativas: CNG marino, HGN, GTL
Distribucin: cadena GNL a pequea escala
Utilizacin: natural gas vehicular, GNL como bunker, nuevos sistemasde combustin de bajas emisiones, micro-CHP, sistemas hbridosGN-renovables, smart grids
La I+D es una actividad clave para incrementar el valor decualquiera de las etapas de las cadenas de valor del gas natural
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Licuacin flotanteFloating LNG
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FLNG Oportunidad
Las plantas de GNL convencionales onshorerequieren reservas gas >4 TCF (limitadas)
Muchos campos de gas offshore hanpermanecido sin explotar por razones
tcnicas/econmicas (stranded gas
)
Floating LNG surge como alternativa para lamonetizacin de estos campos
Stranded gas offshore/onshorecerca de la costa
Gestin de gas asociado (zero flaring) Produccin temprana
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Fuente: Infield
Fuente: Starchem
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FLNG Un nuevo concepto
Floating LNG: Planta de licuacin en una estructura flotante
Integracin de numerosas disciplinas: proceso/marino/offshore
El concepto FLNG se considera como nueva tecnologa
Aplicacin de una tecnologa probada en un nuevo entorno o una tecnologa no probada enun entorno conocido (*)
La actividad I+D en la gestin de novedades es clave
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Hull
Accommodation
Liquefactionprocess
Gas pre-treatment
(sweetening)
NGLextraction
Flare
Gasproduction /
receivingfacilities
Refrigerantcompression& Power gen.
LNG & LPG containment system Turret &subseasystems
Offloadingsystem Q
A
&
HSSE
(certification)
Utilities
Typical marine facilities
Typical offshore facilities
Topside / process facilities (*) Definicin segn DNV Recommended
Practice A203 TechnologyQualification. Sept. 2001
Gestin deinterfases!
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FLNG Retos tecnolgicos
Marinizacin de equipos
Columnas, MCHE (proceso de licuacin): evaluacin de la prdida deeficiencia
Almacenamiento de GNL
Los tanques de membrana a carga parcial sufren sloshing por elmovimiento: evaluacin de funcionalidad, seguridad
Descarga de GNL
Descarga en tndem para condiciones severas Nuevos sistemas y configuraciones: evaluacin de la disponibilidad
Derrames criognicos
La solucin onshorede desvo de derrames a zonas remotas no es viable
Los riesgos derivados de la posible sobrepresin (RPT), riesgo deignicin, etc. han de ser evaluados
Congestin de layout
Proceso muy complejo Riesgo de fugas de HC, fuego, explosiones
Necesario compromiso entre seguridad y compacidad!
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Fuente: SBM
Fuente: Ocenica
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Hidratos de Gas Natural (HGN)
como forma de transporte de gas
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HGN - Oportunidad
Los hidratos se forman cuando una molcula de gas es atrapada en una estructura
(Jaula) de molculas de agua La industria del Oil&Gas est familiarizada con los depsitos de hidratos en tuberas y equipos
que producen importantes problemas operativos en sus instalaciones
Los HGN como ruta de monetizacin se basan en la formacin controlada de hidratos
HGN en forma de slurry o secos,se pueden transportar fcilmente.
HGN es estable @ -20 C & P atm Potencial de reduccin de volumen 180:1 En destino el HGN se disocia para recuperar el gas natural
La tecnologa puede ser clave para monetizar gas stranded,que por su distancia almercado, no son econmicamente viables con otras soluciones tipo GNC
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Fuente: MESFuente: JPT, Abril 2010
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HGN Estado del arte
Las principales ventajas de la tecnologa HGN son:
Su nicho de aplicacin es similar al GNC Las instalaciones se presumen relativamente ms econmicas y simples
El producto es intrnsecamente mucho ms seguro que otras alternativas
La tecnologa HGN se encuentra en un estado de desarrollo incipiente, aunque existenestudios en escala laboratorio desde hace varios aos
Mitsui ha construido y operado plantas piloto de produccin de HGN en Japn
Produciendo pellets de hidratos
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Fuente: MES
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HGN Retos tecnolgicos
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Las principales barreras de la tecnologa HGN son las siguientes:
Disponibilidad de agua en la planta de produccin de hidratos
Economa del proceso al transportar un producto que es en un 85 - 89% agua
Posibles problemas la descarga si los hidratos se disocian y coalescen formando bloques
La cadena de transporte de la tecnologa no ha sido probada en un concepto integrado
No se han realizado pruebas de descarga de los hidratos luego de transporte de larga distancia No se ha hecho almacenamiento de larga duracin y pruebas de descarga en estas condiciones
Repsol - D. Tecnologa Upstream y GNL - Noviembre 2011
Fuente: MES
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Gas Natural Vehicular GNV(a partir de GNL)
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GNV - Oportunidad
Precio combustible: diferencial entre el gas natural y el diesel / gasolina
Disponibilidad de combustible (en algunos pases)
Medio ambiente: reduccin de emisiones, particularmente en vehculos antiguos
reas como California tienes dificultades para cumplir con los lmites de la Clean Air Act,especialmente en flotas de transporte pesado (diesel)
Ventajas desde el punto de vista de reduccin de emisiones de PM y NOx
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Fuente: Henry Hogo - South Coast Air Quality Management District
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GNV Estado del arte
Dos tipos de tecnologas de GNV
Gas Natural Comprimido (GNC), relativamente madura y robusta Gas Natural Licuado (GNL)
Los fabricantes ofrecen distintos modelos de motores alimentados a parir de GNC/GNL,y tambin existen opciones de retrofittingtanto para motores diesel como de gasolina
Las tecnologas para la infraestructura logstica estn disponibles
Mltiples experiencias en todo el mundo: China, USA...
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Fuente: Alex Lawson NGV Global IANGV
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GNV Retos tecnolgicos
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Aunque las tecnologas estn disponibles, todava existen retos tcnicos
Gestin del Boil-off gas en tanques de GNL, particularmente en periodos largos de inactividad
Envejecimiento del GNL almacenado
Prdidas de gas y variaciones en densidad durante el transporte de GNL hasta el usuario final
y comerciales
Reticencias de usuarios por prdida de potencia en motores Creacin de infraestructura logstica (problema chicken & egg)
Repsol - D. Tecnologa Upstream y GNL - Noviembre 2011
Fuente: J. Wegrzyn Brookhaven National Laboratory
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Tecnologas Gas To Liquids(GTL)
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GTL - Oportunidad
Va de monetizacin de reservas de gas natural, alternativa al ducto y al GNL
Gas to Liquids: proceso qumico que transforma gas natural en hidrocarburos lquidos atemperatura ambiente
GTL Fischer-Tropsch: productos equivalentes a derivados del crudo, principalmente diesel
Algunas oportunidades
Producto de alta calidad en comparacin con el gasleo convencional Diversificacin de mercados (gas y derivados del crudo)
Acceso al mercado spot, ms flexible que el mercado del gas
Seguridad de suministro
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Produccin
gas de sntesis
Sntesis
Fischer - Tropsch
Upgrading
productos
CH4O2
H2O
CO
H2
Cera
FT
Nafta
Diesel
Lubes
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GTL En desarrollo durante casi 100 aos
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Nuevos desarrol los para converti r el GTL en una opcin econmicamente rentable
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GTL Retos tecnolgicos
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Reactores Fischer-Tropsch
Escalado de reactores tipo slurry Sistemas de separacin slido-lquido Sustitucin del catalizador (reactores lecho fijo) Eliminacin de calor
Catalizadores FT
Problemas de atricin (procesos slurry) Vida til y regeneracin
Integracin del proceso y gestin del agua
Balance de vapor / agua del sistema Tratamiento de agua FT y reutilizacin
Uso del gas de cola Integracin energtica
Constructabilidad
Transporte de equipos principales Oportunidades de modularizacin
Fuente: Sasol
Fuente: Sasol
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Conclusiones
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Conclusiones
La industria del gas natural ha disfrutado de un desarrollo sinprecedentes durante los ltimos aos gracias al avance de todas lastecnologas asociadas a su cadena de valor
Los distintos elementos de la cadena de valor presentan numerosas
oportunidades de optimizacin Nuevos conceptos tecnolgicos en desarrollo pueden crear o ampliar
las oportunidades de negocio en la industria del gas
Por tanto, las actividades de I+D continuarn jugando un papel clave enel sector del gas durante los prximos aos
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Muchas gracias
25FIGAS, Tarija, Bolivia, 16-18 Noviembre 2011 Repsol - D. Tecnologa Upstream y GNL Noviembre 2011
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IDEAS
R&D
EARLY
DIFFUSION
COMMODITY
OBSOLESCENCE
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20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12
Technology life cycle
Success rate
TechnologyContribution
%
Technology invo lvement is higher in the early stages
El valor de Tecnologa
Time
Successrate
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Procesos de Tecnologa
R&D andInnovation
Prospection& Watch
Deployment
Modeling & OptimizationSteady state modelingDynamic simulation
Parametric models
CFD
OperationsProduction Optimization
Troubleshooting
Reliability Assessment
Technical Know-howLiquefaction
Regasification
Transport
GTL/CNG/NGH
R
ealization
Technology AssessmentTechnology Road Mapping
Technology Portfolio Evaluation
Risk Assessment
Offshore EngineeringConcept SelectionProcess Calculations
Clasification & Certification