Recuperación de calor en el sector Upstream petrolero ecuatoriano

La producción petrolera ecuatoriana fiscalizada para el año 2019, fue de 186 millones de barriles de crudo (510.000 barriles diarios en promedio)

Recuperación de calor en el sector Upstream petrolero ecuatoriano/ IIGE

Andrés Campana Díaz, Analista Técnico de Transferencia Tecnológica IIGE.

“Cuando las generaciones futuras juzguen a las que vinieron antes respecto a temas ambientales, tal vez lleguen a la conclusión de que no sabían: evitemos pasar a la historia como las generaciones que sí sabían, pero no les importó” Mikhail Gorbachev (2002)
 

Kofler, en su libro titulado “Requisitos para una transición energética global”, especificó que, desde el principio de la era industrial, la necesidad de alcanzar el bienestar social y el crecimiento económico, ha llevado a la interminable búsqueda de fuentes energéticas. Se evidencia que, desde inicios del siglo XX hasta la actualidad, la economía mundial ha incrementado su Producto Interno Bruto 73.5 veces, y el consumo de energía, 27.70 veces, de acuerdo con los datos de la Agencia Internacional de la Energía en 2020. Aunque, con el paso de los años haya mejorado la tecnología, y, por ende, la eficiencia energética, el aumento en el consumo energético, en términos absolutos, se ha elevado de manera significativa, por lo que, para satisfacer esa creciente necesidad, se han incrementado continuamente los volúmenes extraídos de carbón, petróleo y gas natural, alrededor del mundo. 

Sin embargo, en los últimos veinticinco años, la demanda mundial de energía por tipo de combustible, no ha cambiado significativamente. En el 2019, el petróleo sigue siendo la principal fuente de energía a nivel mundial, con un consumo energético, equivalente a 4.525 mega de toneladas equivalente de petróleo (MTEP) en comparación al carbón, 3.775 MTEP, gas natural, 3.340 MTEP, y otro tipo de energía, 2.765 MTEP, según datos de World Energy Outlook 2020. Entonces, el petróleo es un recurso estratégico y, directamente vinculado al nivel de desarrollo productivo alcanzado, al igual que la energía y la industrialización, como ha sido el caso de Ecuador, desde la década de los 70s, como lo planteó Sánchez Albavera en 2005. 

Una de las industrias de mayor consumo energético, es la petrolera, que incluye los procesos de exploración, explotación, producción (upstream), transporte y almacenamiento (midstream), y refinación, venta y distribución (downstream). Según datos de la Agencia de Regulación y Control de Energía y Recursos Naturales No Renovables (ARCERNNR), la producción petrolera ecuatoriana fiscalizada para el año 2019, fue de 186 millones de barriles de crudo (510.000 barriles diarios en promedio). El contenido energético de un barril de petróleo corresponde a 1.700 kilovatios hora, por lo cual, la quema de la producción de petróleo del 2019, equivaldría a 224.000 megatoneladas de dióxido de carbono equivalente. Adicional a la polución ambiental, se genera la contaminación térmica por la alta temperatura (en promedio 400 °C), donde los gases de efecto invernadero (GEI) son emanados directamente hacia el ambiente, a través de las chimeneas de los procesos industriales; lo que en consecuencia incide en el calentamiento global.

“Una de las industrias de mayor consumo energético, es la petrolera, que incluye los procesos de exploración, explotación, producción (upstream), transporte y almacenamiento (midstream), y refinación, venta y distribución (downstream).”

Por tales motivos, el Instituto de Investigación Geológico y Energético (IIGE) ha trabajado conjuntamente con EP Petroecuador, para el desarrollo del proyecto denominado “Estudio de recuperación de calor en refinerías y pozos referenciales del sector petrolero”, el cual, tiene como objetivos, la elaboración de indicadores de medición que permitan cuantificar: el consumo energético por unidad de producción; la proporción de cada fuente energética en función del total; y, las emisiones de GEI, con el objetivo de cuantificar el potencial real de calor recuperable de los GEI para su conversión en electricidad adicional, calor o ciclo combinado, a través de la cogeneración, y sus distintas tecnologías. Dicha información permitirá analizar el parque termoeléctrico petrolero, para optimizar sus parámetros de funcionamiento, maximizar la eficiencia térmica del sistema, reducir costos operacionales y minimizar la polución térmica y ambiental. 

“En los últimos veinticinco años, la demanda mundial de energía por tipo de combustible, no ha cambiado significativamente.”

En la primera etapa del proyecto, se priorizó el sector upstream petrolero, en los bloques de mayor extracción de crudo (Bloques: 43-ITT, 57-Shushufindi, 57-Libertador, 58-Cuyabeno, 60-Sacha y 61-Auca). Estos bloques, entre 2015 y 2020, han constituido el 53% de la producción total de petróleo en el país (1.150 millones de barriles de crudo), con un consumo energético promedio de 895 GWh al año. En la segunda etapa, se realizó las visitas técnicas a campo, con el fin de efectuar las mediciones de GEI (temperatura, composición química, flujo másico, entre otros), en chimeneas de equipos termoeléctricos. Con esta información, el IIGE ha estimado una recuperación teórica de calor residual de 155 MW térmicos, en todos los bloques petroleros priorizados para el estudio, los cuales podrían ser convertidos en 22 MW de electricidad adicional, mediante la expansión de un fluido en una turbina de vapor, o podrían ser utilizados en procesos industriales de alta temperatura, tales como, calderos de reducción de la viscosidad de hidrocarburos. En la tercera etapa se realizará el análisis de pre-factibilidad y rentabilidad de los procesos cogenerativos planteados anteriormente. 

El Instituto de Investigación Geológico y Energético (IIGE) ha trabajado conjuntamente con EP Petroecuador, para el desarrollo del proyecto denominado “Estudio de recuperación de calor en refinerías y pozos referenciales del sector petrolero”.

Una vez socializados los resultados del presente proyecto a finales de 2021, el IIGE, conjuntamente con EP Petroecuador, y el Ministerio de Electricidad y Recursos Naturales No Renovables (MERNNR), plantearán la ampliación del alcance del proyecto a refinerías, para determinar su situación energética y proponer diferentes estrategias de eficiencia energética activa y pasiva, en el sector downstream petrolero. 

El Instituto de Investigación Geológico y Energético (IIGE), le invita a participar en una ENCUESTA DE PERCEPCIÓN. 

El objetivo de la encuesta es recibir sus comentarios para comprender de mejor manera su percepción y expectativa que nos permitan entregar un producto y servicio óptimo. 

Agradecemos su participación.