Resumen Articulo _abastecimiento Y Demanda Energeticos

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO. FACULTAD DE INGENIERÍA. MATERIA: INGENIERÍA DE LOS MATERIALES. TAREA 2 RESUMEN, ARTÍCULO DE REVISTA (traducción de ingles a español) FECHA ENTREGA: 15 de septiembre de 2009. Elaboro: Manuel Laredo Gasca Revisó: Dr. Ing. Miriam Sánchez

Factores que influenciarán en el abastecimiento y demanda del petróleo y gas en el Siglo 21. (Resumen) Escrito por: Stephen A. Holditch y Rusell R. Chianelli Introducción. Un reporte reciente publicado por el Consejo Nacional del Petróleo (NPC), en los estados Unidos, predijo que la demanda de energía para el 2030 aumentará de un 50 a un 60%. A causa de que el petróleo, gas y carbón continuaran siendo la fuente de energía primaria durante este periodo. La industria de la energía tendrá que continuar incrementando el abastecimiento de estos combustibles mientras continué el aumento de la demanda. Para lograr esta meta se requerirá la explotación de ambos reservorios, convencionales y no convencionales, de petróleo y gas, en una forma aceptable de explotación ambiental. Dichos esfuerzos requerirán de avances en la ciencia de los materiales, particularmente en el desarrollo de materiales que puedan soportar grandes temperaturas, presiones y condiciones de esfuerzo. Abstract. A recent report published by the National Petroleum Council (NPC) in the United States predicted a 50-60% growth in total global demand for energy by 2030. Because oil, gas and coal Hill continue to be the primary energy source during this time, the energy industry will have to continue increasing the supply of these fuels to meet this increasing demand. Achieving this goal will require the exploitation of both conventional and unconventional reservoirs of oil and gas in an environmentally acceptable manner. Such effort will, in turn, require advancements in material science, particularly in the development of materials that can withstand high pressure, high temperature and high stress conditions. Abastecimiento y demanda mundial de energía. El NPC no elaboró su propio estudio global de abastecimiento y demanda. Ellos recolectaron los documentos más relevantes y principales estudios de abastecimiento y demanda de energéticos, los evaluaron y seleccionaron las mejores colecciones, de acuerdo a opiniones de expertos, quienes han estudiando la oferta y demanda en épocas pasadas. El estudio puede ser bajado de la página de Internet (www.npc.org, enero 2008). El NPC adoptó el trabajo de la IEA como base de su análisis y por ser uno de los mejores. La demanda de energía se incrementará entre 50 y 60%, entre estos días y el 2030, especialmente en países en vía de desarrollo, como resultado del incremento de la población mundial y del incremento de los estándares de vida. ¿Cómo la industria de la energía proveerá el abastecimiento? La mayor demanda de fuente de energía mundial será los combustibles y aceites de hidrocarburos, gas natural y carbón. En 2005 los hidrocarburos contribuyeron al 84% de esta energía. En 2030 el NPC predice que los hidrocarburos ocuparán el 80% de las fuentes de energía. Energías renovables y nucleares se incrementarán pero serán una minoría de todas las mezclas de energía. Petróleo. La demanda global de petróleo en el 2000 fue de 76 millones de barriles por día. El NPC estima que la demanda de petróleo será de 103 – 138 millones de barriles por día para el 2030. Los 7 países con las reservas más grandes de petróleo, suman más del 70% de la producción mundial. Arabia saudita mantiene el 20% de las reservas. El medio oriente, tiene reservas para mantener el flujo hasta la primera mitad del siglo 21. En suma, estos países, están explorando y trabajando por incrementar sus reservas y seguir explotando las ya existentes. Gracias al uso de la nueva tecnología, las reservas de petróleo mundial se han incrementado durante los últimos 12 años.

¿Cuánto petróleo nos queda? Mas que suficiente para abastecer al mundo por muchas décadas mas. La industria del petróleo ha producido cerca de 1063 billones de barriles de petróleo, desde que la industria empezó en 1800. La industria cree que puede producir otros 1.25 trillones de barriles de pozos conocidos, con el desarrollo y mejoramiento de perforadoras en otras posiciones del campo. Gas Natural. La situación del abastecimiento del gas natural es más optimista que la del petróleo. La producción mundial de gas natural en el 2000 fue de 243 billones de pies cúbicos. En el 2030, el NPC proyecta que la demanda se incrementará a 356-581 billones de pies cúbicos por día. El gas natural es usado principalmente por Norte América, Europa, y Rusia para generar energía eléctrica, calor, y satisfacer una variedad de usos residenciales y comerciales. Actualmente la industria sabe donde se encuentran ubicadas las reservas y creen que el gas se produce económicamente. Así como el petróleo, las reservas de gas natural se encuentran principalmente en el Medio Oriente, con un 44% aproximadamente. El gas restante se encuentra distribuido con un 18% en Europa y Euroasia (Rusia), 11% en Asia, 10% en África y el resto en Norte América y Sur América. En las décadas siguientes, mucho del gas natural en el Medio Oriente será convertido a líquido o combustible líquido y exportado a Norte América y Europa. Reservas No Convencionales. Es el término comúnmente usado para referirse a las fuentes que producen gas y petróleo a un bajo flujo o bajas cantidades, debido a la baja permeabilidad, complejidad geológica o a la alta viscosidad del fluido. Estas pueden ser definidas, como fuentes de gas o como de petróleo, pero no pueden ser producidas a una tasa económica en flujo o en volumen, a menos que el pozo sea simulado por una larga falla tratada hidráulicamente. Gas no convencional. Las fuentes no convencionales han sido un importante componente de la base de abastecimiento de gas natural doméstico en los Estados Unidos por muchos años. Los volúmenes de gas no convencional producido en los EUA, están proyectados a incrementarse en los próximos 25 años, excediendo los niveles de producción de 9 trillones de pies cúbicos por año. Los depósitos de reservas de carbón están disponibles en una mayor cantidad de países en el mundo.(70 países). En 2005 cerca de 5 billones de toneladas de carbón fueron producidos mundialmente. El gas natural esta almacenado de 3 formas: gas libre en rocas porosas, gas libre en fracturas naturales y gas absorbido por materia orgánica y superficie de minerales. Petróleo no convencional El petróleo no convencional es encontrado en formaciones de baja permeabilidad y depósitos de petróleo pesado. Se requiere incrementar los precios del petróleo y desarrollar una mejor tecnología, para producir petróleo en estas fuentes de baja productividad. En el estudio de la NPC, la extracción mundial de hidrocarburos líquidos esta estimada en el orden de los 13 a los 15 trillones de barriles. Muchas de estas extracciones son de fuentes no convencionales. Adentrarnos en los hidrocarburos pesados requiere entender a las moléculas llamadas asfáltenos. La industria ha desarrollado perforadoras y tecnologías de simulación que le permiten producir petróleo pesado en 3 regiones. El desarrollo de tecnología adicional será requerido, si la demanda se incrementa y los incentivos para desarrollar esta tecnología crecen. Requerimientos de tecnología Los avances tecnológicos son necesarios en cada categoría técnica, incluyendo perforadoras, evaluación de formación, ingeniería de almacenaje, simulación de pozos y procesos de extracción. La tecnología debe estar enfocada en obtener más petróleo y gas de las fuentes y reducir los costos de encontrar y producir el petróleo y el gas. Mejorar la tecnología para materiales y electrónica que puedan soportar grandes temperaturas, presiones y que le permita a la industria perforar pozos a mayor profundidad que incremente las demandas mundiales de gas y petróleo. Como se discutió en el reporte de la NPC, mejores tecnologías en mayores industrias toma 20 años, en comercializarse y estandarizarse. Lo mismo, en la industria del gas y del petróleo, comercializar la nueva tecnología toma un promedio de 16 años progresar, partiendo con difundir el concepto en la industria.

Tecnología para zonas de gas No convencional El objetivo de bombear una falla tratada, es romper o fracturar la roca alrededor del diámetro del orificio y colocar una agente propulsor dentro de este, para mantener la fractura abierta. Esto forma un conducto permeable que permite al gas fluir al pozo de salida. El gel polimérico es usado típicamente para crear la fractura y transportar el agente propulsor. Por otro lado, fluidos de gel pueden dañar la misma fractura, particularmente donde la temperatura es menor de 120ªC. Tecnología para evaluación de reservorios. Tecnologías petrofísicas y geofísicas ayudan a definir mejores reservorios. Algunas tecnologías aun están en uso, como la variación de la amplitud con desplazamientos horizontales y otras técnicas sísmicas pueden ayudar a encontrar zonas de gas. Tecnología para zonas de petróleo No convencional Así como para el gas natural, las tecnologías para desarrollar y producir petróleo no convencional debe permitir el avance de una producción más económica. Una nueva técnica de detección para este propósito es la “detección electrosísmica de hidrocarbonos”. Esta técnica esta basada en el efecto electrosísmico o electroacústico. Un campo electro aplicado a un material poroso que contiene una solución iónica, causa un desplazamiento entre sus cargas entre el material poroso y la solución iónica. Una piedra cargada con agua da una respuesta diferente a la de una piedra cargada con petróleo. Esta técnica ciertamente tiene muchas otras aplicaciones potenciales en la ciencia de los materiales. Investigadores están trabajando en un nuevo procesador catalítico y equipo para aumentar la producción de hidrocarburos en sitio. Estas unidades de mejora deberán ser móviles y modulares, requiriendo materiales novedosos para mantener las necesidades de flexibilidad. Restricciones de la tecnología La investigación intensivamente es medida en términos de un gasto de investigación y como una función del porcentaje de las ventas. En la industria del petróleo y del gas esta medida es baja en comparación con otras industrias como la farmacéutica, transportación y computación. La industria y los gobiernos de los países productores de petróleo deberán aportar mayores recursos a la investigación y al desarrollo. Restricciones de mano de obra y capital. Mientras la industria continúa encontrando mayores fuentes convencionales de petróleo y gas, en el Ártico, en aguas profundas, y en fuentes no convencionales, muchos más pozos tendrán que ser perforados. Es decir, significa que mas equipo, mayor personal, y más capital va a ser requerido. El NPC estima que la inversión mundial en energía será de $20 trillones durante los próximos 25 años. El NPC recomienda que los gobiernos desarrollen a hombres y mujeres jóvenes con un grado de ingeniería u otros grados técnicos. Conclusiones • La demanda mundial de energía esta estimada que se incremente entre 50 y 60% en los próximos 25 años. • La industria de la energía necesitará desarrollar, mejoras tecnológicas y necesitará mejorar la combustión y uso de los combustibles fósiles para reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera. • Algunas limitantes que pueden afectar la oferta en un futuro, están las energías alternativas, las limitaciones de mano de obra, aspectos técnicos, restricciones al acceso de los depósitos, la falta de capital para empezar proyectos. • Las mejoras tecnológicas en materiales, como polímeros, químicos, agentes propulsores, metales, compuestos y electrónicos, deben aparecer en áreas donde la inyección de vapor es requerida y en reservorios profundos de gran presión y altas temperatura.

“Hidratos de metano: una energía limpia abundante” Escrito por: B.B. Rath. El descubrimiento de que el gas hidrato, puede cristalizarse como un sólido, por la combinación de agua y diversos tipos de gases, expuestos a bajas temperaturas y elevadas presiones se remonta a los años 1800s. Estas observaciones iniciaron una cantidad de actividades en Europa y en los Estados Unidos para encontrar varios inhibidores, para prevenir la formación de hidratos en las líneas de transmisión de gas. Durante la mitad de los años 60´s, se reconoció que durante millones de años, naturalmente se han depositado vastas cantidades de hidratos de metano a lo largo de las fronteras continentales, tanto en los sedimentos oceánicos como en las regiones heladas de Alaska, Canadá y Rusia. La distribución de carbón orgánico en la tierra como el hidrato de metano a lo largo de los océanos y las regiones heladas esta estimado en más del doble que las energías fósiles renovables y no renovables. (Incluyendo carbón, petróleo y gas natural) 3 Si se extrajera de los sedimentos de los océanos, más de 160 m de metano atrapado en cada metro cúbico de hidrato, constituiría un depósito extenso de fuentes de energía alternativa. PERO la tecnología para la segura extracción de metano de estos depósitos en el sedimento oceánico a lo largo de los limites continentales esta aun en desarrollo. El instituto de Geología de los Estados Unidos (USGS), estima que la fuente potencial de hidratos de metano en los Estados Unidos esta cerca de 200,000 trillones de pies cúbicos (5,600 trillones metros cúbicos), El consumo promedio anual de gas natural es de 22 tcm (0.62 trillones de metros cúbicos). De acuerdo a estas estimaciones, los depósitos tienen el potencial de cubrir las necesidades de gas natural de los Estados Unidos, a una tasa actual de consumo, para los próximos 100 años. Adicionalmente, para una combustión directa del combustible, el metano no únicamente proporciona altas densidades de energía por peso, sino que también emite una cantidad mínima de CO2 en comparación a la gasolina y el carbón. Los metanos son resultado de la metano-génesis microbial, predominantemente durante el proceso de reducción de dióxido de carbono. El futuro de los gases de hidrato como una fuente de energía, depende de numerosos factores, incluyendo estudios geológicos para identificar los sitios de concentración y prepararse donde el metano puede ser efectivamente extraído, estudios de ingeniería para determinar la forma mas eficiente de desagrupar el hidrato de gas y extraer el gas mas seguramente, análisis económicos para la extracción de las reservas convencionales de gas y aspectos geopolíticos relacionados con la seguridad de la energía. El uso exitoso de esta fuente de energía depende del gobierno y el crecimiento de la investigación en la industria.

Fuente: 1. MRS bulletin, volumen 33, Abril 2008, “Harnessing materials for energy”