transport, emmagatzematge i distribuciófsolans/gas_natural/cap_05.pdftransport el gas natural, un...

Transport

El gas natural, un cop extret del subsòl, s’hade transportar a les zones de consum, quepoden estar a prop o a milers de kilòmetresde distància.

Sense els progressos realitzats en el camp deltransport del gas natural a llargues distàncies,bé mitjançant gasoductes o en vaixellsmetaners, la utilització d’aquest tipus d’energiano hauria estat possible.

Gasoductes

El sistema clàssic de transport de gas entredos punts determinats és la canonada. Quanel transport es fa a grans distàncies aquestacanonada rep el nom de gasoducte o xarxa detransport. D’aquesta xarxa, i mitjançant unsreguladors, es deriven les xarxes de distribució.

La construcció dels gasoductes necessita unatecnologia especialitzada per obtenir elsresultats desitjats.

Per fer circular el gas cal una força impulsora,que s’aconsegueix mitjançant estacions decompressió situades cada 80 o 100 quilòmetresaproximadament, en les quals el gas éscomprimit i reenviat al gasoducte.

El gas circula per les canonades de transporta una pressió de 36-70 atmosferes. Quan lescanonades de transport arriben a les ciutats lapressió minva a unes 12 atmosferes i, en ladistribució per als usos domèstics o comercialsaquesta pressió és molt més baixa, a tan sols0,020 o 0,025 atmosferes, o sigui, 200-250mil·límetres de columna d’aigua.

Atès que tant els gasoductes com les estacionscompressores són molt costoses, cal un estudiprofund dels recorreguts en què s’ha deconsiderar el cabal o volum de gas a transportari la distància a cobrir, per tal d’utilitzar en la sevaconstrucció els tubs de diàmetre més idoni irendibles. Aquests diàmetres oscil·len entre 20i 100 centímetres, i de vegades poden arribarfins als 2,50 metres. El gruix de les canonadesestà en funció del seu diàmetre i de la pressiódel gas.

Transport, emmagatzematge i distribució5

Comparació d’unitats de pressió

Unitats bar atm kg/cm2 torr mmcda

bar 1 0.98692 1.01972 750.062 1.0197 x 10-4

Atmosfera física 1.01325 1 1.03323 760.0 1.0332 x 10-4

kilogram per cm2 0.98066 0.96784 1 735.559 104

Mil·límetre columna de mercuri 0.00133 1.3158 x 10-3 1.3595 x 103 1 13.5951

Mil·límetre columna d'aigua a 15°C 0.306 x 10-4 0.9678 x 10-4 10-4 0.07355 1

Construcció d'un gasoducte o xarxa de transport

1 de 10 Carpeta Didàctica. Transport, emmagatzematge i distribució

Les canonades emprades per a la construccióde gasoductes són d’acer. Les soldadures sesotmeten a un rigorós control mitjançantradiografies. Aquestes canonades, quan hande ser soterrades o han de travessar cursosd'aigua, es protegeixen amb recobrimentsespecials i fins i tot amb protecció catòdica(elèctrica) per evitar la corrosió química,electroquímica, biològica, etc.

La neteja de l’interior dels gasoductes es famitjançant pistons i el manteniment i vigilànciaexterior del seu bon estat es pot realitzar tambédes d’helicòpters.

Els gasoductes poden vèncer qualsevolobstacle de la naturalesa: muntanyes, valls,rius, etc. Quan estan soterrats ofereixenl’avantatge de no malmetre el paisatge ja que,un cop coberts, la vegetació torna a créixer ila zona recobra el seu aspecte primitiu.Solament resten a la vista unes senyalitzacionsdestinades a indicar la seva localització.

Com que a nivell mundial el consum de gasnatural va en augment, els gasoductess’estenen fins a distàncies considerables. Aprincipi del 1999 als Estats Units les xarxesde canonades de transport de gas superavenels 408.525 kilòmetres i a la CEI recorrien mésde 148.800 kilòmetres (inclòs el gasoductesiberià).

Transport, emmagatzematge i distribució5Mapa de la xarxa nacionalde gasoductes

Entrades de gas al sistema

Emmagatzematges subterranis de gas natural

Jaciments de gas natural

Plantes de regasificació en operació

Plantes de regasificació en estudi / projecte


MARROC

ALGÈRIA

Hassi R'Mel

Tànger

GranadaCartagena

València

Màlaga

Múrcia

Palma deMallorca

Córdova

Huelva

Marismas

Lacq

Madrid

Saragossa

Calahorra

BilbaoOviedo

Zamora

Santander

Gaviota

Cadis

Segòvia

Lleó

Pamplona

Salamanca

Conca

Serrablo

Barcelona

A Coruña

Lisboa

Gasoductes submarins

Per conduir a terra el gas dels jacimentsdescoberts al mar la solució va ser construirgasoductes submarins. Com a exemples: elgasoducte submarí que connecta el jacimentd’Ekofisk (Noruega) al Mar del Nord, ambEmden, a la costa alemanya, que va entrar enservei l’any 1976, és un dels més grans delmón amb 440 km de longitud de canonada de36” de diàmetre. I el jaciment de Frigg, tambéa la zona noruega, que està unit a la costaescocesa mitjançant un gasoducte de 360 kmde canonada de 32” de diàmetre.

Així mateix, el gasoducte submarí es fa servirper transportar el gas d’un continent a un altre.Així, el creuament de l’estret de Messina, desd’Algèria a Itàlia. El de l’estret de Sicília, entreTunísia i Sicília. I finalment el de l’estret deGibraltar, entre el Marroc i Espanya.

El procediment de conducció sota el mar ésaconsellable, a més, en alguns casos especials:a Barcelona es va construir l’any 1973 unacanonada submarina de 13 quilòmetres delongitud que enllaça la planta de regasificaciódel port amb el darrer tram de la canonada detransport principal, a prop del riu Besòs.

Vaixells metanersPlantes receptores

Hem vist com el gas natural, mitjançant elsgasoductes, recorre grans distàncies creuantregions i fins i tot països. Però quan, davant lademanda del mercat internacional, caltransportar-lo a llocs molt allunyats travessantmars i oceans, el sistema emprat és el marítim,mitjançant vaixells.

El problema a resoldre era l’enorme volum atraslladar. Es va solucionar mitjançant laliqüefacció del gas, amb la qual s’aconsegueixuna reducció en el seu volum de l’ordre de les600 vegades. Cosa que és possible refredantel gas, per un procés de compressions irefredaments adiabàtics, fins als 160° C sota

zero (temperatura a la qual la pressió de vaporen equilibri amb el líquid és la pressióatmosfèrica normal).

El gas natural liquat (GNL) a pressió atmosfèricanormal i a 160° C sota zero pot seremmagatzemat i transportat en vaixellsespecialment equipats anomenats metanerso vaixells criogènics.

Per a la utilització del gas natural liquat com acombustible lògicament cal la seva regasificacióen plantes instal·lades, generalment, a propdels molls de descàrrega dels vaixellsmetaners, on, mitjançant un procés simpled’escalfament, retorna al seu estat primitiu.


Planta de regasificació de Barcelona

Gasoducte submarí


A Espanya, el gas importat de Líbia, Algèria,Abu Dhabi, Qatar, Nigèria i Trinitat i Tobago esrep a les plantes de regasificació de Barcelona,Huelva i Cartagena.

La planta de Barcelona, la primera que es vaconstruir al nostre país, l’any 1969, disposad’una capacitat d’emmagatzematge de 240.000m3 de GNL, i una possibilitat de regasificacióde 950.000 m3/hora de gas natural. Al seuatracador hi poden descarregar vaixellsmetaners de fins a 89.000 m3 de capacitat.

La planta de Huelva, que va entrar en serveil’any 1988, té una capacitat d’emmagatzematgede 165.000 m3 de GNL, i una possibilitat deregasificació de 450.000 m3/hora de gas natural.Al seu atracador hi poden descarregar metanersde fins a 130.000 m3 de capacitat de transportde GNL.

La planta de Cartagena, en funcionament desdel 1989, té una capacitat d’emmagatzematgede 55.000 m3 de GNL, i una possibilitat deregasificació de 150.000 m3/hora de gas natural.Les seves instal.lacions d’atracament demetaners són de fins a 130.000 m3 de GNLde capacitat.

Com a dada curiosa cal esmentar que, així comels Estats Units van ser els primers en laconstrucció de gasoductes, l’Europa Occidentalho va ser pel que fa als vaixells metaners i lestècniques de liqüefacció, que van permetre

Transport, emmagatzematge i distribució5Plantes de regasificacióa Europa

Barcelona

Cartagena

Huelva Erregli

Bilbao

Palma de Mallorca

La SpeziaFos Sur Mer

Canvey Island

Zeebrugge

Le Havre

Montoirde Bretagne

Wilhelmshaven

El Ferrol

Sines


Planta o terminal en servei

En projecte o construcció

Fora de servei

portar al Vell Continent el gas natural procedentdels jaciments descoberts al territori del Sàhara.

En concret el vaixell metaner francès «JulesVerne» fou un dels primers del món, i des del1965 realitza viatges entre Arzew (Algèria) i elport francès de Le Havre.

Pel que fa al nostre país, el «Laietà» és elprimer vaixell d’aquesta classe construït aEspanya. Pot transportar 40.000 m3 de gasnatural liquat, xifra que representa més de 20milions de metres cúbics de gas. Des del 1972fa el transport de gas de Líbia i d’Algèria a laplanta de regasificació del port de Barcelona.

A l’actualitat Gas Natural SDG té contractat, peral transport de GNL a les diferents plantes de

regasificació d’ENAGAS, els vaixells Isabella,Cinderella, Annabella, Laietà, M. Arctic, M.Polar i Norman Lady.

Els vaixells metaners acostumen a invertir enla travessia des de Líbia o Algèria a un delstres ports espanyols de dos a tres dies. Per ala descàrrega -la durada de la qual és d’unes10 hores- utilitzen bombes instal·lades a lamateixa nau.

Les característiques que diferencien un vaixellmetaner o criogènic d’un petrolier són,principalment, la necessitat d’un perfecteaïllament dels tancs que contenen el gas naturalliquat i el fet de tractar-se de vaixells ràpids,propulsats per turbines que permetenl’aprofitament del gas evaporat durant latravessia com a complement del combustibleper a les seves calderes.

Gràcies als avenços tecnològics els metanerses construeixen cada vegada més grans. Desdels inicials, amb una capacitat per a 25.000metres cúbics, s’ha passat als moderns de136.000 m3 i s’estan realitzant estudis iprojectes per construir-ne de capacitat mésgran.

A l’actualitat el tràfic marítim de gas natural elfan 127 vaixells a tot el món. D’aquests, 96són de més de 120.000 m3.

Exemples de transport internacional degas natural a l'Europa OccidentalFont: The International Trade of LNG (CEDIGAZ)

País Transport

Algèria-Bèlgica Vaixells metaners GNL(gas natural liquat)

Algèria-França Vaixells metaners GNL

Algèria-Espanya Vaixells metaners GNL

Algèria-Tunísia-Itàlia Gasoductes(terrestres i marítims)

Líbia-Espanya Vaixells metaners GNL

Algèria-Espanya Gasoductes(terrestres i marítims)

França-Noruega Gasoductes(terrestres i marítims)

Holanda-R.F.Alemanya Gasoducte

Holanda-Bèlgica Gasoducte

Holanda-França Gasoducte

Holanda-Itàlia Gasoducte

Noruega-Europa Occidental Gasoducte

URSS-Àustria Gasoducte

URSS-Alemanya Gasoducte

URSS-Itàlia Gasoducte

URSS-França Gasoducte



Vaixell metaner

Les plantes satèl·lit

Aquestes plantes són unitats d’instal·lacionsper a la recepció, emmagatzematge iregasificació del gas natural liquat i estansituades als vols de nuclis de població als qualsno arriben les canonades de transport ogasoductes que els uneixin amb la instal·lacióreceptora i, que, per tant, han de rebre elcombustible per camions cisterna, que portenel gas en estat líquid a pressió atmosfèrica i a-160° C.

Una planta satèl·lit està formada, bàsicament,per tancs criogènics de gas natural liquat,edificis auxiliars de control, xarxad’interconnexió de la planta amb les xarxes depressió mitjana i una instal·lació de regulaciói mesurament.

(Vegeu, a l’esquema que reproduïm tot seguit,el resum del que pot comprendre una cadenacompleta de transport de gas natural liquat).

Una cadena completa de transport de gas

natural liquat (GNL) pot comprendre:

• Un gasoducte des del jaciment de gas finsal mar.

• Una planta o instal·lació de liqüefacció (onel gas, refredat a -160° C, esdevé líquid id’aquesta forma redueix 600 vegades elseu volum) i uns dipòsits per al gas liquat.

• Un moll d’embarcament i un o més vaixellsmetaners, amb els seus dipòsitsespecialment equipats, en els quals el gases manté líquid a la temperatura de -160° C.

• Un port o estació marítima terminalreceptora, on es descarrega el gas liquat alstancs d’emmagatzematge.

• La instal·lació de regasificació -situada aprop dels anteriors- on el gas liquat retornaa la seva forma gasosa mitjançant un procésde reescalfament.

• Un gasoducte uneix la planta de regasificacióamb les zones de consum.

• Camions cisterna i plantes satèl·lit.



Distribució dels intercanvis internacionalsal 2000

24%

19%

11%

9%

7%

23%

ImportadorsExportadors

535,5 x 109 m3

7%

Rússia

Canadà

Algèria

Noruega

Indonèsia

Altrespaïsos

PaïsosBaixos

EUA 20%

14%

14%

11%

8%

33%

Alemanya

Japó

Itàlia

França

Altres

països

Emmagatzematge

Proveir de gas, adequadament i amb regularitat,una regió o nucli de població planteja diversesdificultats.

Les demandes o necessitats de subministramenten una ciutat no són sempre iguals. Hi influeixenmolts factors, i un dels més importants és elclimatològic. No és el mateix en els dies crus del’hivern, quan es requereix l’ús de la calefacció,que en ple mes d’agost. El gener, el consum ésunes quantes vegades superior al de l’estiu i unabaixada en el termòmetre d’ 1° C representa, enuna gran ciutat, un consum de gas suplementarid’uns quants milions de tèrmies per dia, que calsubministrar. També durant una mateixa jornadaés evident que el consum és diferent cap almigdia que a darrera hora de la nit.

El gas ha d’estar a punt en tot moment per alproveïment a les xarxes:

En estat líquid (GNL) el gas s’emmagatzema endipòsits.

Quan és necessari disposar de gas en gransquantitats recorrem a l’emmagatzematgesubterrani.

Per a volums de gas relativament petits, queabsorbeixin les fluctuacions de demanda durantel dia, aquesta qüestió es resol mitjançant gransdipòsits anomenats gasòmetres.

Dipòsits de gas natural liquat

A les zones on es rep el gas natural liquat elprocediment més econòmic ésl’emmagatzematge abans de la regasificació,gràcies al seu menor volum (recordem que elgas es redueix 600 vegades). Per a aixòs’empren dipòsits convenientment calorifugats,per tal de mantenir el gas en estat líquid a 160°C sota zero.

Emmagatzematge subterrani

Aquest sistema permet, amb una ocupació deterreny relativament reduïda, emmagatzemarenormes quantitats de gas (centenars demilions de metres cúbics). Té l’avantatgeenfront dels gasòmetres, de la seva absolutadiscreció, en ser invisible des de l’entorn.Solament se situen a la superfície algunesinstal·lacions d’explotació indispensables, queno alteren el paisatge.

L’emmagatzematge subterrani de gas es fa enformacions geològiques similars als jacimentsnaturals del gas, és a dir, injectant-lo en capesde terreny aqüífer (arena impregnada d’aigua),on el gas queda immobilitzat, ocupant el llocde l’aigua; en capes de sal (s’excava una cavitatal jaciment de la sal per a ser ocupada pel gas);o, també, en antics jaciments de gas natural.

Aquest procediment permet d’anar utilitzanta l’hivern el gas emmagatzemat durant l’estiu,època en la qual el consum és menor.

Els jaciments de Serrablo i Gaviota són un clarexemple d’aprofitament d’un jaciment de gasexhaurit i posteriorment utilitzat com amagatzem subterrani.

Gasòmetres

El gasòmetre és el sistema més anticd’emmagatzemar el gas. N’hi ha de diferentstipus: hidràulics, secs i a pressió.

A l’actualitat, i per al gas natural, els gasoductesi xarxes de distribució, quan treballen a granspressions i són prou extensos, actuen per simateixos com a gasòmetres a pressió.

Distribució

Des dels punts de producció,emmagatzematge o regasificació fins als puntsde consum, el gas es transporta i distribueixmitjançant una sèrie de canonadesinterconnectades de diàmetres diferents: laxarxa, per la qual circula el gas a diferentspressions, com hem explicat anteriorment.

Les canonades que transporten el gas a méspressió s’anomenen xarxes de transport.D’aquestes xarxes, i mitjançant reguladors, esderiven les xarxes de distribució.

Per garantir un bon subministrament cal queles pressions siguin constants, per la qual cosa



els diàmetres de les canonades hauran estatestudiats d’acord amb les necessitats a cobrir.La pressió a la qual se sotmet el gas en el seurecorregut per canonades de transport s’hade reduir abans de passar a les de distribució,per a la seva utilització en usos industrials odomèstics.

Per reduir les pressions i mantenir-les constantshi ha estacions o cambres de regulació.

Resumint, en el procés de transport i distribuciódel gas els principals punts a destacar són:

Xarxa de transport

És el conjunt de canonades que, sortint delscentres de producció o emmagatzematge,transporten el gas a alta pressió en la quantitatnecessària situant-lo en els punts estratègics.

Xarxa de distribució

És el conjunt de canonades que sortint de lesxarxes de transport condueixen el gas a mitjanapressió, directament als grans usuarisindustrials o, mitjançant cambres de regulació,a la xarxa de distribució de baixa pressió, quesubministra el gas als usuaris domèstics icomercials.

Cambres de regulació

Són un conjunt d’aparells (filtres, reguladors,comptadors, manòmetres, etc.) instal·lats a lasuperfície o en una cambra subterrània,connectats d’una banda a la xarxa de transporti d’una altra a la xarxa de distribució.

A les cambres de regulació s’hi redueix i regulala pressió que procedeix de la xarxa de transporti s’envia a mitjana o baixa pressió a la xarxade distribució, mantenint sempre un valorconstant i preestablert de la pressió.

Tot aquest complex sistema per a la distribuciódel gas ha de ser estudiat amb molta cura.

Les canonades de distribució a les ciutats sesoterren en rases a una profunditat adequadaperquè el tràfic no les malmeti, tenint presentels plans d’urbanisme i de construcció enl’elaboració dels quals intervenen, a més delsorganismes oficials i Ajuntaments, lescompanyies subministradores de gas,arquitectes i constructors d’habitatges i edificis.

Aquestes canonades a més d’acer poden serde polietilè per a la distribució total als edificis.Els tubs de polietilè tenen un poder aïllantsuperior a l’acer.

Transport, emmagatzematge i distribució5Xarxes de canonades de transporti distribució de gas natural a Europaen 2001Unitats: Km.Font: EUROGAS

País Transport Distribució Total

Alemanya 57.000 299.000 356.000

Àustria 5.213 24.099 29.312

Bèlgica 3.729 45.731 50.800

Dinamarca 1.415 16.889 18.304

Espanya 11.989 25.033 37.022

Finlàndia 955 1.245 2.200

França 34.232 159.020 193.252

Grècia 961 1.870 2.831

Irlanda 1.199 6.944 8.143

Itàlia 30.500 180.000 210.500

Països Baixos 11.600 117.500 129.100

Regne Unit 18.600 260.700 279.300

Suècia 530 1.900 2.430

Suïssa 2.147 13.050 15.197




La distribució enGas Natural SDG

Per tal de proveir les àrees de Catalunya i laComunitat de Madrid, Gas Natural SDG disposad’una xarxa la longitud total de la qual, el 31de desembre de 2000, era de 15.700kilòmetres.

La xarxa de transport i distribució de gascanalitzat corresponent a la Companyia i a lessocietats gasistes del Grup ateny, el 31 dedesembre de 2000, els 32.121 kilòmetres.

A Gas Natural SDG tot el sistema de distribucióde gas està regit per dos centres reguladors,un a Barcelona i un altre a Madrid, queconstitueixen, per dir-ho d’alguna manera, elcervell del sistema.

Els cabals de gas sol·licitats a cada momentpels usuaris, en circular per les canonades,ocasionen disminucions de pressió, mésimportants com més grans siguin els cabals.Mitjançant els controls dels centres reguladorss’estableix el règim de pressions adequat enels reguladors i s’assegura la qualitat del servei,gràcies al control de les variacions de pressió.

Tant la recepció de dades com l’emissiód’instruccions es fa de forma automàticamitjançant ordinador (telecomunicació itelecomandament).

Una altra funció important dels centresreguladors és la de planificar, mitjançant l’anàliside la informació rebuda, les obres futuresd’ampliació i reforçament del sistema dedistribució.

Finalment, els centres reguladors exerceixentambé el paper rector en el cas de qualsevolemergència, donant les instruccions oportunesi mantenint un sistema de comunicaciópermanent amb els serveis de la Companyiai bombers, durant les 24 hores del dia, d’acordamb un pla d’emergències preestablert.

Vielha

FigueresOlot

Besalú

La Bisbald'Empordà

La Jonquera

Palamós

St. Feliu de Llobregat

Vilanova i la Geltrú

Barcelona

Pineda de Mar

MataróSant Pol

El Vendrell

AlfarràsBalaguer

Mollerussa

TàrregaLes Borges

BlanquesAlmacelles

Lleida

Cervera

Flix

Gandesa

Mórad'Ebre

Tortosa

Sant Carlesde la Ràpita

Amposta

TarragonaFalset

Roselló

La SelvaLa Riba

CambrilsSalou

Vila-SecaConstantí

Roquetes

Montblanc Vilafranca

Valls

Calella

Sant Feliu de Guíxols

Palafrugell

Pla deSta. Maria

Vic

Banyoles

Girona

Súria Vidreres

Puig-reig

SortEl Pont

de SuertLa Seud'Urgell

Tremp

Solsona

Ripoll

Ribes deFreser

Berga

Puigcerdà

Gironella

Campdevànol

Calaf

Ivarsd'Urgell

CunitCalafell

CervellóValliranaMóra

la Nova

Manresa

TerrassaSabadell

La GarrigaBalsareny

S. Vicençde Castellet

PieraIgualada

Granollers

Reus

Sant Joande Mediona

BlanesLloret de Mar

Seròs

Sta. Colomade Farners

Mapa de la xarxade distribució degas de Catalunya

Mapa de la xarxa dedistribució de gasde Madrid

Móstoles

Fuenlabrada

Alcorcón

Pinto

Torrejón de Ardoz

Alcobendas

Algete

Las Rozasde Madrid Alcalá de Henares

Aranjuez

Arganda

San Martín de la Vega

ValdemoroCiempozuelos

Leganés

Madrid

Chinchón

Guadarrama

Coslada

Getafe

ColladoVillalba

Colmenar Viejo

S. Sebastiánde los ReyesPozuelo de

Alarcón

Xarxa de distribució

Xarxa de distribució en projecte

Xarxa de transport

Xarxa de transport en projecte

Xarxa de transport d’Enagás

10 de 10


Carpeta Didàctica. Transport, emmagatzematge i distribució

Bibliografia

International Trade of LNGCEDIGAZ 2000

Gas 01 - Anuario de SEDIGAS

Fons documental de Gas Natural SDG, S.A.

Annual Bulletin of Gas Statistics for Europe1995 (United Nations).

Resum

Un cop extret el gas natural, cal transportar-loals punts de consum.

Per al transport a grans distàncies esconstrueixen gasoductes, terrestres osubmarins, que poden arribar a connectarcontinents. I també vaixells metaners querequereixen la tècnica de la liqüefacció iregasificació.

Un cop transportat, el gas necessita seremmagatzemat. Per a això es disposa de

dipòsits de gas natural liquat, de cavitatsnaturals subterrànies o bé de gasòmetres.

La distribució del gas emmagatzemat es famitjançant canonades, d’acer o de polietilè, elconjunt de les quals forma la xarxa dedistribució. Aquesta xarxa és la que fa possibleque el gas arribi als punts finals de consum.

transport, emmagatzematge i distribuciófsolans/gas_natural/cap_05.pdftransport el gas natural, un...

Documents