Hoy, el gas natural (GN) es una de las fuentes de energía más utilizada en el mundo y su importancia en el consumo sigue creciendo.
Lo podemos definir como un combustible fósil perteneciente a una familia de compuestos químicos llamados hidrocarburos, que se componen de carbono e hidrógeno.
El principal componente del gas natural es el metano (CH4). Adicionalmente, contiene pequeñas cantidades de hidrocarburos pesados llamados líquidos del gas natural (LGN) y algunas cantidades variables de agua, dióxido de carbono, nitrógeno y otras sustancias ajenas a los hidrocarburos.
Componentes energéticos del GN antes
de ser procesado
Las características más destacadas del gas natural son:
- Es más liviano que el aire: es entre 35 a 40 % más liviano que el aire, lo que significa que se disipa en la atmósfera en caso de fuga.
- No tiene sabor, color ni olor: en su estado original, es insípido, incoloro e inodoro, por ello se agrega un compuesto (mercaptano) que permite que las personas con sentido normal del olfato detecten su presencia.
- No es tóxico: no produce envenenamiento al ser inhalado, ya que ninguno de sus componentes es tóxico. De todos modos, deben tomarse precauciones en recintos cerrados, ya que una fuga muy grande podría desplazar el aire del recinto y producir asfixia por falta de oxígeno.
- Es amigable con el medio ambiente: tiene una estructura molecular simple con bajo contenido de carbono, lo que genera menor emisión de contaminantes.
El gas natural se encuentra en la naturaleza, en los llamados “bolsones de gas“, bajo tierra y cubiertos por capas impermeables que impiden su salida al exterior.
Al igual que el petróleo, el gas natural puede ser encontrado en yacimientos bajo la superficie terrestre o del fondo marino, por ejemplo:
- Pozos subterráneos de los cuales fluye principalmente gas natural.
- Reservorios de condensados (pentanos e hidrocarburos más pesados).
- Grandes campos de petróleo (con gas asociado).
Principales productores, principales consumidores y comercio internacional de GN
Se caracteriza por estar en reservorios de muy baja permeabilidad, comparados con uno de gas convencional, lo que obliga a utilizar técnicas especiales de explotación.
Dependiendo de la estructura geológica del yacimiento, se clasifica en tres tipos:
Distribución de las cuencas con formaciones de gas y petróleo no convencional - 2013
Los costos de producción en estos yacimientos son superiores a los del gas convencional, por lo que su explotación se volvió económicamente viable recién a partir de la década de 1990, cuando en EE.UU. se desarrollaron dos nuevos métodos de extracción: la perforación horizontal y el fraccionamiento hidráulico o fracking.
Actualmente Estados Unidos lidera la explotación de shale gas y se estima que hacia 2020 se habrá transformado en un exportador neto de este combustible.
En 2016 Chile recibió por primera vez GNL proveniente del terminal Sabine Pass en Louisiana, primera planta de licuefacción en exportar este energético desde ese país a los mercados extranjeros.
Si bien Trinidad y Tobago continúa siendo el principal país de origen del GNL que llega a nuestro país, Estados Unidos pasó a ser el segundo en relevancia, al exportar a Chile US$ 151,8 millones en GNL, equivalente al 19% de todo lo recepcionado en los terminales nacionales de este combustible en 2016.
Otros países con grandes reservas de gas natural no convencional o shale gas son China, Australia, Argentina, Sudáfrica y Canadá, por lo que se espera que el GN tenga un rol cada vez más protagónico dentro de la matriz energética mundial.
Reservas no probadas de shale gas técnicamente recuperables (trillones de pies cúbicos) - 2013
El gas natural requiere ser tratado para remover la humedad hasta dejar sólo trazas de ella y otras sustancias contaminantes, como el azufre, que podrían generar corrosión.
Adicionalmente, el gas es procesado para recuperar los hidrocarburos pesados. En algunos casos, también deben ser removidos componentes sólidos que son arrastrados por el gas. De este modo, se facilita su transportabilidad vía gasoducto, su utilización como combustible o su licuefacción para transporte y almacenaje para una mayor seguridad.
Una vez seco, al gas se le retiran los hidrocarburos más pesados que el etano (condensados o líquidos del gas natural), mediante un proceso de enfriamiento.
De este proceso resultan dos corrientes de hidrocarburos: una corriente rica en metano y algo de etano, además de impurezas como nitrógeno y dióxido de carbono y un caldo de hidrocarburos más pesados que al separarse produce propano, butano y gasolina natural.
La corriente rica en metano continúa un proceso de remoción de los gases ácidos para ir a las redes de distribución. Finalizados estos procesos, el GN está listo para ser transportado.
Cadena de producción y distribución del gas
La opción más utilizada es el transporte por gasoductos. Es posible aprovechar la presión propia de los yacimientos, de manera que el GN fluya al interior de la cañería a velocidades que bien pueden alcanzar los 20 km/h. En su transporte se producen caídas de presión por la fricción del gas con las paredes internas de la tubería, lo que dificulta el desplazamiento. Para atenuar este efecto se instalan estaciones de compresión al inicio o a lo largo del gasoducto, para asegurar adecuadas condiciones de transporte, caudal y presión requeridos en el punto de consumo.
En distancias menores a 4.000 km en tierra y 2.000 km bajo el mar, es conveniente el transporte de GN por esta vía, si no existen restricciones físicas o geopolíticas. Para distancias mayores es más conveniente licuarlo y regasificarlo en el destino.
También se transporta a presión atmosférica en buques conocidos como “metaneros”, especialmente construidos con casco doble. El sistema de contención de carga se diseña y construye utilizando materiales especiales para el aislamiento, para asegurar el transporte seguro de esta carga criogénica.
El gas natural licuado (GNL) es metano sometido a un proceso de enfriamiento hasta -161°C para convertirlo en líquido y reducir su volumen unas 600 veces, lo que permite almacenarlo y transportarlo a grandes distancias de manera económica y segura.
El GNL se transporta desde los pozos de producción a un puerto de salida, donde se ubican grandes plantas de licuefacción. En las plantas se licúa el gas mediante procesos de refrigeración basados en compresión y expansión. Si bien las instalaciones para realizar este proceso son simples en diseño (similares a un refrigerador doméstico), generan un alto consumo de electricidad y requieren cuantiosas inversiones.
Una vez licuado, el GNL es almacenado en tanques criogénicos de acero al níquel, que se cargan en buques especialmente habilitados para resistir bajas temperaturas y evitar la transferencia de calor desde el medio ambiente, para impedir que el GNL vuelva a su estado natural gaseoso. En la práctica, tanto los tanques, como los buques son verdaderos termos.
Para recibir el GNL en su destino final, se requieren instalaciones portuarias especiales, capaces de descargar líquidos criogénicos, almacenar el GNL a -161°C, y que incorporen sistemas de vaporización para el proceso de regasificación, de acuerdo a los requerimientos de los centros de consumo y al envío a la red de transporte y distribución.
Cadena de valor del GNL
Por sus características moleculares, el gas natural no se licua al ser comprimido, lo que dificulta la optimización de los sistemas de producción, transporte y distribución y, además, hace complejo su almacenamiento en grandes cantidades.
Las técnicas de almacenamiento son pocas y entre las más utilizadas está el almacenamiento criogénico mediante la licuefacción por enfriamiento a -161°C, el almacenamiento subterráneo, el uso de acuíferos o cavernas artificialmente construidas en domos de sal o roca.
El gas natural (GN) es entregado por la empresa transportista a la empresa distribuidora en un punto conocido como City Gate.
Para llegar al cliente final, la empresa distribuidora debe construir redes dentro de la zona de concesión, que van desde el City Gate hasta el medidor de consumo en la propiedad del cliente, lo cual implica cuantiosas inversiones y dificultades técnicas por la construcción subterránea en las ciudades.
Los clientes de la empresa distribuidora son grandes industrias, residencias particulares, comercios, restaurantes, hoteles y hospitales, clientes agrícolas y estaciones de servicio, que expenden gas natural comprimido (GNC) para vehículos.
Gas natural en Chile
Abastecimiento de GN y
GLP en Chile
En Chile sólo se han encontrado reservas explotables de gas natural (GN) en la Región de Magallanes. Su uso como alternativa energética, se remonta a principios de los años 70, cuando la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP) comenzó a distribuir el combustible en esa zona. Posteriormente, en 1981, GASCO Magallanes comenzó a distribuirlo a Punta Arenas, Puerto Natales y Porvenir.
La distancia y el reducido tamaño de estas reservas hacían inviable llevar este GN hacia el centro y norte del país, razón por la que solo en 1997 llegó a las regiones Metropolitana y de Valparaíso y, posteriormente, a las del Biobío y Antofagasta, tras la firma de un tratado de integración energética con Argentina y la construcción de cuatro gasoductos.
A partir de abril de 2004, sucesivas restricciones del suministro de GN argentino hacia Chile derivaron en la “crisis del gas” que se prolongó hasta 2009. Esta situación motivó al gobierno y a los distintos actores involucrados, a construir terminales de regasificación de gas natural licuado (GNL) en el centro y norte del país para importar este combustible desde distintos orígenes. Así, los terminales de recepción de GNL, el Terminal Quintero en operación desde el año 2009, y el Terminal Mejillones puesto en marcha el año 2010, permiten a Chile contar con una fuente adicional de suministro de gas natural.
Terminal Quintero
La llegada del GNL a Chile permitió garantizar su disponibilidad y abastecimiento, por lo que ya no se trata de un combustible “de respaldo” sino que constituye una fuente segura, estable y permanente para la matriz energética nacional.