cmes-2014-04-07-pd-fracking (c.riba)-v3-.ppt [modo...

CMES – Ponència Debat- 2014-04-07 - fracking Carles Riba Romeva 1

FrackingTecnologia, impactes i economia

Carles Riba Romeva7 d’abril de 2014CMES-Barcelona


A partir de resultats immediats i de projeccions dubtoses, diverses instàncies polítiques, empresarials i mediàtiques han presentat els hidrocarburs d’esquist i el fracking com una nova era dels combustibles fòssils.

El president dels EUA ha afirmat que assegura el subministrament dels propers 100 anys. A casa nostra, un editorial La Vanguardia (10-02-2014) diu: “A la vista dels evidents beneficis per a l’economia que representa la hidrofracturació ... el correcte seria efectuar una anàlisi serena, pragmàtica i el més científic possible dels pros i els contres que comporta”

Doncs bé, això és el que proposem en les transparències que segueixen


Índex1. Hidrocarburs d’esquist

2. Perforació dels pous

3. Explotació dels jaciments

4. Impactes ambientals

5. Subministrament futur

6. Economia dels hidrocarburs d’esquist


1. Els hidrocarburs d’esquist (petroli i gas natural)

Hidrocarburs convencionals- Formats en el si de roques permeables- Migració i formació d’acumulacions concentrades

Hidrocarburs no convencionals- Formats en el si de roques poc o gens permeables- Confinats en una multiplicitat de porus en el seu interior

Petroli atrapat i gas atrapat (tight oil i tight gas)- Es troben en roques de baixa permeabilitatGas de carbó (coalbed methane) en el carbó mineral

Hidrocarburs d’esquist (petroli d’esquist, gas d’esquist)- Formats en margues i roques argiloses impermeables- Retingut en infinitat de microporus, difícils d’extreure.


Els hidrocarburs de pissarra

Els hidrocarburs convencionals i no convencionals tenen la mateixa naturalesa.

El que els diferencia són els diferents graus d’accessibilitat i els mitjans per obtenir-los.

El petroli i el gas d’esquist (shale oil o tight oil, i shale gas) són els hidrocarburs que es troben a més profunditat, en roques més impermeables i, per tant, més inaccessibles.


Els esquists


Els hidrocarburs d’esquist

Esquema de la geologia dels recursos de gas natural


2. Construcció dels pousComporten diverses etapes:

1. Determinació i preparació del lloc- Mesures geològiques i determinació del lloc òptim- Carretera, explanació, tancament i instal·lacions (pad)

2. Perforació del pou- Pou vertical (de 1.000 a 4.000 metres); el primer tram es

fabrica en multicapa per evitar la contaminació dels aqüífers.

- En arribar a la capa d’esquist, la perforació es corba per introduir-se dintre d’ella (longitud horitzontal de 1.000 a 1.500 metres).

- El tub es recobreix amb una funda metàl·lica i després es formigona.


Fracturació hidràulica

3. Fracking (o fracturació hidràulica multietapa)- Primer, es realitzen perforacions amb explosius per

obrir pas en una zona del tub (això es pot repetir diverses vegades en moments diferents: “multietapa”)

- Després, s’injecta a gran pressió el líquid de fracturació format per aigua, sorra (per mantenir obertes les fissures) i diversos químics (a fi d’obtenir efectes com ara lubrificació, biocides, etc.). Les bombes van instal·lades sobre camions (de 10 a 20) amb una potència total de 15.000 a 30.000 kW.

- Un cop fracturat el pou, la pressió dels gasos empeny els hidrocarburs vers la superfície tot arrossegant part del líquid de fracturació injectat (del 10 a 40%) que es recull en basses i, després, s’ha de retirar i tractar.


Fracturació hidràulica


Explotació dels pous

4. Explotació (transport dels hidrocarburs i dels residus)- Un cop perforat el pou i hidrofracturat, si mostra la seva

viabilitat econòmica, es prepara per a la seva explotació.

- El petroli (o condensats) s’emmagatzema en dipòsit i es transporta en camions.

- El gas natural, o bé es comprimeix i s’emmagatzema en dipòsits i es transporta en camions, o cal construir un gasoducte fins a la xarxa de distribució.

- El fluids que surten amb els hidrocarburs (flowback) són altament contaminants i han de ser recollits en dipòsits tancats o en basses, transportats amb camió, tractats i eliminats.


Construcció d’un gasoducte

Marcellus (construcció d’un gasoducte) http://fehlingerconstruction.com/wp-content/uploads/2011/03/DSCF0129.jpg


3. Explotació dels jacimentsDeclinació de la producció- La producció dels pous d’esquist declina molt ràpidament:

entre 50 i 70% en el primer any i entre 30 i 50% en els anys posteriors. La producció d’un pou pot declinar entre el 75 i el 90% en 3 anys.

Dispersió del rendiment dels pous- No tots els pous donen la mateixa producció. Existeixen

un reduït nombre de “punts dolços” on la producció dels pous és molt rendible.

Manteniment de la producció- Per mantenir la producció dels camps d’hidrocarburs

d’esquist cal foradar contínuament nous pous (costos importants i impactes ambientals elevats).


Explotació dels jaciments

Segons l’informe d’USGS, Variability of Distributions of Well-Scale Estimated Ultimate Recovery for Continuous (Unconventional) Oil and Gas Resources in the United States [USGS-2012]. EUR = Estimated Ultimately Recovery:



Declinació de la producció (escala real) i producció acumulada.



Distribució dels EUR dels pous en els jaciment de gas (USGS).



Evolució de la producció de petroli d’esquist (tight oil) i de gas natural d’esquist (shale gas) segons EIA-govEUA.



“Nous pous any anterior” = nous pous realment foradats“Nous pous =producció” = nous pous anuals necessaris per a mantenir la

producció

Taula 1. Principals Jaciments de gas d’esquist als EUA

Jaciments Producció 2012 Nous pous

any anterior Nous pous = producció GWt Pous

Marcellus (PA i WV) 102 3.848 1.244 561 Haynesville (LA i TX) 54 2.802 810 774 Barnett (TX) 51 14.871 1.112 1.507 Eagle Ford (TX) 38 3.129 1.983 945 Fayetteville (AR) 32 3.873 679 701 Woodford (OK) 18 1.827 170 222 Selecció (6 jaciments)

295 30.350 5.998 4.710

Producció GN (EUA) 813 36,3% Consum GN (EUA) 842 35,0% Fonts: EIA-govEUA; Hugues, D., Drill, baby, Drill, Post Carbon Institut 2013; Elaboració: Carles Riba Romeva



“Nous pous any anterior” = nous pous realment foradats“Nous pous =producció” = nous pous anuals necessaris per a mantenir la

producció


4. Impactes ambientalsL’extracció dels hidrocarburs d’esquist tenen almenys els següents impactes ambientals greus:a) Afectació territorial

- Un gran nombre de pous en amplis territoris - Carreteres, gasoductes

b) Gran consum d’aigua- En la perforació dels pous - En la fracturació hidràulica

c) Contaminació d’aqüífers i entorns- Filtració de gas als aqüífers- Desbordament de basses a cel obert- Contaminació dels additius químics del fracking

d) Moviments sísmicse) Efecte hivernacle multiplicat a l’atmosfera

- Escapaments de gas metà (efecte 25 cops el CO2) - Crema (flaring) de gas no comercialitzable


Afectació territorial

Haynesville2012: 2.802 pousPunts negres:“sweet spots”



Saturació de pous horitzontals en el "punt dolç" Parshall del jaciment de Bakken(petroli d’esquit). Els símbols verds indiquen els equips de perforació presents el dia17 de desembre de 2012 [Huges,D., Drill, baby drill , 2013, fig. 70].



Jaciments de gas natural d’esquist al EUA



Jonah Gas Fields a Sublette County, Wyoming (EUA) (http://www.permaculture.co.uk/articles/truth-about-fracking-8-fracking-myths-debunked)


Gran consum d’aigua

Cada pou requereix: el consum anual d’aigua d’unes 450 persones (a consum de ciutadà de Barcelona)Llots de perforació: Uns 1.000 m3

Fracturació hidràulica: uns 17.000 m3

Total: 18.000 m3 (720 camions de 25 Tm)

Els 8.600 nous pous anuals d’EUA per mantenir la producció: Equivalen al consum anual d’aigua de 3.875.000 persones (a consum de ciutadà de Barcelona)


Contaminació d’aqüífers i entorns

Contaminació dels aqüífersAcció del fracking: facilita l’emigració d’additius

químics del i de gas vers els aqüífers superiors

Filtracions. Per esquerdes o imperfeccions de les canalitzacions de la perforació.


Contaminació d’aqüífers i entorns

Abocaments a l’entorn i inundacions Basses a l’aire lliure: Tenen el perill d’abocament sobre l’entorn

(cultius, paratges naturals)

Inundacions. Un altre perill són els fenòmens naturals, com ara inundacions (disseminen els fluids contaminants).


Aigües residuals

Llots de perforacióBasses a l’aire lliure: Tenen el perill d’abocament sobre l’entorn

(cultius, paratges naturals)

Inundacions. Un altre perill són els fenòmens naturals, com ara inundacions (disseminen els fluids contaminants).

Retorn (flowback) del líquid de frackingAigües fortament contaminades: L’aigua que surt d'un pou a

en les primeres setmanes després dels fracking contenen molta sal, metalls pesats, radioactivitat i substàncies químiques que afecten l'activitat biològica i e medi ambient.

Tractament. S’ha de recollir, transportar i tractar en plantes adequades. Sovint s’eliminen en pous ja inactius. També s’ha de tractar l’aigua que surt posteriorment amb els hidrocarburs.


Aigües residuals


Contaminació de les aigües

“Halliburton Loophole”Sota el president Bush i el vicepresident Cheney, es va eximir el fracking de regulacions significatives de l'EPA (EnvironmentProtection Agency dels EUA):

- Entre elles, no obliga a declarar els químics dels fluids del fracking

El Vicepresident dels EUA, DickCheney, era un alt executiu de Halliburton, una de les principals companyies dedicades a la perforació de pous de fracking.


Emissions de CO2 a l’atmosfera

Per a la mateixa energia generada en la combustió, el gas natural emet a l’atmosfera un 18% menys de CO2 que el petroli i un 44% menys que el carbó.Tanmateix, el gas natural obtingut per fracking presenta dos tipus d’emissions suplementàries que cal considerar:

- Fugues. Durant l’extracció, a través dels aqüífers, en els gasoductes, durant el transport.

- Crema (flaring) del gas no comercialitzat a falta de rendibilitat del seu transport, tractament i distribució, especialment en els pous que produeixen condensats.

Per tant, per a la mateixa energia produïda i considerant el cicle de vida complet, el gas natural obtingut per flackingno presenta uns avantatges ambientals tan clars respecte als altres combustibles fòssils.



FuguesEls detractors del fracking argumenten que les emissions de metà (CH4) a l’atmosfera (amb un efecte hivernacle 25 cops superior al CO2) anul·len els avantatges mediambientals de la combustió del gas natural davant de la del carbó (44% menys d’emissions).La indústria del fracking contra argumenta dient que les fugues de metà en la mineria del carbó tornen a donar avantatge a la combustió del gas natural d’esquist.

La resposta ”TU, MÉS” pretén distreure del veritable debat: tant el carbó com el gas natural (especialment el d’esquist) són ambientalment molt nocius davant l’alternativa de:

les ENERGIES RENOVABLES sense emissions



Crema (flaring) El baix preu fa inviable la comercialització del gas natural de molts pous d’esquist. Tanmateix, en els pous on s’obtenen condensats rendibles, el gas natural es crema (flaring).

Bakken

Eagle Ford



Crema (flaring) La mateixa EIA reconeix l’augment de la crema deGas natural a Bakken (Dakota del Nord)


5. Subministrament futurEls hidrocarburs d’esquist es presenten com la panacea energètica en un futur suficientment dilatat. És cert això?

Cal analitzar diversos aspectes:

a) Els recursos últims que es poden extreure en cada pou (EUR = Estimated Ultimately Recovery)

b) Els recursos tècnicament recuperables d’un jaciment (molt superiors als econòmicament recuperables)(TRR, Technically Recoverable Resources)

Els EUR determinen la viabilitat econòmica d’un pouEls TRR són els indicadors de la capacitat de subministra-ment futur d’un territori, d’un país o del món.


EUR dels pous

Moltes de les previsions de rendibilitat dels pous i d’estimacions de recursos de gas d’esquist s’havien fet amb EUR de 2 a 10 Gcf(milers de milions de peus cúbics). El 2012, un informe dels serveis geològics dels EUA (USGS) rebaixa aquestes previsions a menys de la meitat.


TRR, estimacions de reserves

Els hidrocarburs convencionals i no convencionals tenen la mateixa naturalesa.


TRR, estimacions de reserves

En la taula 14 d’EIA-AEO2012 cal ressenyar que, entre 2011 i 2012 (després de l’informe d’USGS), els recursos tècnicament recuperables no provats de gas d’esquist als EUA cauen a prop de la meitat (de 827 a 482 Tcf, bilions de peus cúbics).

En la mateixa taula, els recursos tècnicament recuperables no provats de petroli d’esquist augmenten de 2009 a 2010 de 3,7 a 29,7 Gb (milers de milions de barrils) i després creixen poc.

Partint de les extraccions previstes per EIA de petroli i de gas natural d’esquist i prenent els recursos TRR com a “reserves” (estimació molt optimista), es dedueix:

- El petroli d’esquist (que, segons les previsions d’EIA té el zenit el 2020) s’exhauriria l’any 2033

- El gas natural d’esquist (que, segons les previsions d’EIA, després d’un estancament en els propers anys es preveu que creixi indefinidament) s’exhauria l’any 2048


TRR de petroli d’esquist

EIA-AEO2014, figura 1, pàgina 1, Subministrament de petroli i altres líquids als EUA (Mb/d), segons les fonts, 1970-2040.


TRR de gas natural d’esquist

EIA-AEO2013, figura 91, pàgina 79, Producció de gas natural als EUA (Tcf/d), segons les fonts, 1990-2040

Exhauriment2048


Hidrocarburs d’esquist en el món

Estimacions d’hidrocarburs d’esquist en el món (EIA)http://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas/


Cubetes d’hidrocarburs d’esquist en el món

http://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas/


Hidrocarburs d’esquist en el món

La recuperació dels jaciments d’hidrocarburs d’esquist és relativament baixa. Segons Rafael Sandrea, president d’IPC Petroleum Consultants Inc.:

L’eficiència per als cinc principals jaciments de gas d’esquist dels EUA és, en valor mig, de 6,5%, en un rang de 4,7% a 10,0%, en contrast significatiu de les eficiències de recuperació del 75 a 80% en els jaciments de gas convencional

En les estimacions de les grans agències no queda clar quina proporció dels hidrocarburs “in situ” es consideren “tècnicament recuperables”. Algunes fonts semblen apuntar al 25%.

També és dubtosa la quantitat de “recursos tècnicament recupe-rables” que poden acabar essent “econòmicament recuperables”.

Tot això fa pensar que les xifres donades a la taula anterior no respondran a la realitat. Poden ser fins a 5 vegades superiors.


6. Economia dels hidrocarburs d’esquistEls hidrocarburs d’esquist constitueixen la darrera frontera dels combustibles fòssils: són els menys accessibles i els més dispersos. Sorprèn que se’ls presenti com la panacea.Probablement el seu atractiu és que, quan n’hi ha, surten impetuosament “com si es desinflés un globus inflable” i això els dóna una aparença de rendibilitat immediata. Tot fa pensar que s’està originant una bombolla econòmica (guanys immediats i deutes per al futur).Aquí volem estudiar tres aspectes de l’economia dels hidrocarburs d’esquist:a) El cost per mantenir la producciób) La rendibilitat d’un pou en el seu cicle de vidac) La competència amb les energies renovables


El cost del manteniment de la producció

El ràpid declivi dels pous d’esquit fa que, per mantenir la producció, calgui perforar contínuament nous pous. El seu cost és:

O sigui que, el 2012 als EUA, calia perforar uns 8.600 nous pous (13% dels 65.000 existents) per mantenir la producció amb un cost de 38.300 M€. Més que el valor de la producció de gas, malgrat que la producció de líquids ho compensava. Se’n van perforar més.

Jaciments d’esquist. Cost del manteniment de la producción (2012)

Jaciments Pous Nous pous Cost/pou Cost total N N M€/pou M€

Barnett 14.871 1.507 2,78 4.193Niobara 10.811 1.139 3,18 3.622Eagle Ford 3.129 945 6,36 6.010Bakken 4.598 819 7,95 6.510Haynesville 2.802 774 7,15 5.537Fayetteville 3.873 707 2,23 1.574Marcellus 3.848 561 3,58 2.007Altres Total 65.000 8.600 4,46 38.315


La rendibilitat d’un pou en el cicle de vida

Gas d’esquist: la sobreproducció i la difícil comercialització (gaso-ductes, GNL) fan caure el preu a 3,5 $/kcf (dòlars per 1000 peus cúbics). L’explotació de la gran majoria de pous no és rendible:

- Producció (cicle de vida) 1,50 Gcf- Preu gas d’esquist 3,50 $/kcf = M$/Gcf (EUA)- Ingressos per gas 5,25 M$

La perforació d’un pou costa entre 3,5 i 10,0 M$; per tant, els ingressos durant tota la vida de producció d’un pou d’esquist pot no cobrir ni els costos de perforació. Diverses veus asseguren que els pous de gas d’esquist serien viables a partir del preu de 6 $/kcf.

Petroli d’esquist: els pous de condensats (petroli), semblen ser més rendibles:

- Producció (cicle de vida) 0,150 Mb- Preu gas d’esquist 95,0 $/b (EUA)- Ingressos per gas 14,25 M$


La rendibilitat en el cicle de vida

En canvi, la perforació de pous d’hidrocarburs d’esquist és molt rendible (feina feta i cobrada). Les empreses que presten aquests serveis (entre elles, Hallisburton) són les més interessades.

La gestió de la producció queda per les empreses que han arriscat els recursos. I, una gran majoria de pous d’hidrocarburs d’esquist no són rendibles. Estem a les portes d’una nova bombolla.

http://www.clubofrome.org/?p=6395


La competència gas d’esquist / energies renovables

Però, si el preu del gas d’esquist augmenta, aleshores les energies renovables esdevenen més barates. Comparem un pou mig d’un jaciment productiu amb un aerogenerador:

No s’han comptat altres costos dels hidrocarburs d’esquist com els gasoductes, els tractaments d’aigües o les centrals generadores.

Pou de gas d’esquist Aerogenerador Producció cicle de vida Gcf 1,5 1,5 MW Potència GWh 410 20 a temps de funcionament Transform. a electricitat 0,5 0,25 Factor d'ús Electricitat generada GWh 205 65,7 GWh Electricitat generada Cost pou M€ 4,46 1,5 M€ Cost aerogenerador Cost electricitat €/kWh 0,022 0,023 €/kWh Cost electricitat


Conclusions finalsEls jaciments d’hidrocarburs d’esquist seran cada més escassos i de menor rendibilitat. Per tant, els costos d’extracció seran cada vegada més elevats. I, a més, s’exhaureixen en pocs anys.

Els aerogenerador seran cada vegada més eficients i de menor cost. A més, tenen una vida d’uns 20 anys i, després, poden ser substituïts per aerogeneradors més eficients.

Què es pretén exportant el fracking arreu del món?Crear una nova dependència i, sobretot, endur-se els principals rèdits d’aquesta tecnologia: perforar els pous (els pous de fracking perforats fora dels EUA poden tenir un cost doble).

Té sentit dedicar grans sumes a una tecnologia sense futur en el nostre país i deixar d’invertir en

energies renovables?


Gràcies per la vostra atenció

Carles Riba RomevaPresident de CMES

[email protected]://www.cmescollective.org


http://www.cmescollective.org

cmes-2014-04-07-pd-fracking (c.riba)-v3-.ppt [modo...

Documents