Inmagazinarea subterana gazelor naturale din romania

INMAGAZINAREA SUBTERANA GAZELOR NATURALE DIN ROMANIA

1.Varfurile de consum pe piata gazelor naturale

Una din problemele fundamentale a oricarei industii gaziere este preluarea varfurilor de consum orare si sezoniere, provocate de caracterul aleator al cererii de gaze, fuctie de natura consumatorilor (industrial cu o relativa constanta si cei neindustriali, preponderent casnici, cu mari fluctuatii orare si sezoniere) si posibilitatile de extractie si de import cu capacitati aproximativ uniforme si limitate, in perioada unei zile sau a intregului sezon rece.

Fig.3.1. Variatia consumului de gaze pe parcursul unei zile

(-)consum sub cel mediu zilnic; (+) consumce depaseste media zilnica.

In principiu intre orele 24 - 6, cererea de gaze orare este sub media zilnica, iar intre orele 6-22, consumul depaseste media orara zilnica, ceea ca inseamna ca in perioada notata cu (-), gazele naturale se autoinmagazineaza in conductele de transport (in special in ultima treime a ascestora), ceea ce contribuie la acoperirea varfurilor orare prin utilizarea lor cu consecinta scaderii presiunilor din conductele de transport sau din "inelele" din jurul marilor centre de consum .

Ilustrativ in figurile de mai jos sunt redate aceste situatii

De o importanta covarsitoare este balantarea intrarilor de gaze cu cererile, la nivelul intregului sistem national de conducte magistrale, dar si subsistemelor geografice ale acestuia (Q_{int rare zi} ≥ Q_{consum zi} ).

In caz contrar dupa un numar zile insumate, procesul nu mai are eficenta, urmarea fiind scaderea presiunilor in intregul sistem national, pana la o "limita de avarie cand nu se mai poate interveni cu proceede de "dispecerizare" tehnico- tehnologice si se recurge la dispozitii administrative de reducere sau oprire a unor consumatori (pana in 1990 a acelor casnici, dupa 1990 a acelor industriale).

Consumul sezonier este schematic redat in figura 3.2 fata de consumul mediu lunar.

Din figurile 3.1 si 3.2 rezulta ca in principiu, in conditile Romaniei (dar si in alte tari situate in acelasi conditii climaterice) aproximativ in intervalul octombrie-aprilie (sezon rece), cca 6 luni cererea de gaze depaseste sursele de producsie interna si import mediu lunar, iar in sezonul cald mai-septembrie (cca 5 luni) consumul lunar este sub media anuala, iar disponibilul se poate inmagazina in stocaje subterane.

Este evident faptul ca in cazul consumurilor lunare (sezoniere), conjugate cu inmagazinarile suberane de gaze naturale, conditia esentiala este:

Q_{lunar surse} ≥ Q_{mediu lunar consum} , in caz contrar :

nu se pot realiza stocajele subterane ( perna anuala activa de gaze naturale);

pe medie, intregul sistem intra in "criza in sezonul rece, cu influente negative la consumatorii de la extermitatile acestuia ;

scad presiunile in tot lantul productie / import-transport- distributie-utilizatori, ceea ce conduce la :

cresterea vitezelor de curgere a gazelor pe conducte de antrenare masiva a lichidelor din flesele acestora catre consumatori ;

iesirea din domeniile proiectate, a separatoarelor, filtrelor, statilor de uscare, de reglare, masurare, comprimare ;

vicierea masurarii gazelor naturale in tot lantul tehnologic si la consumatori ;

nerespectarea presiunii gazelor la utilizatori, conditie de calitate si siguranta.

Fig. 3.2. Variatia consumului de gaze pe parcursul unei luni din an

Din foarte multe motive, de dotari tehnice ale utilizatorilor de gaze naturale, de o neimplicare a acestora sau a organelor de reglementare in economisirea gazelor naturale, lipsa unor contracte ferme ( cu paliere de penalizari pe trepte de consum) si mai ales pentru ca din diferite motivati" o mare parte din consumurile de gaze nu sunt platite, consumul orar fata de media zilnica variza intre -44 ÷ +62%, ca o medi pe tara in sezonul rece, (la consumatori rezidentiali, comerciali si mica industrie variatia este de -57 ÷ +113%, in timp ce industria are ±11%).

Influenta negativa majora o reprezinta termoficarile, activitatea intr-un schimb si consumul casnic.

Nivelul orar mediu zilnic in tarile vestice este de ± 16 ÷ 25%, prin programarea individuala si economica a consumului si prin utilizarea surselor alternative (GPL, electrice, produse petroliere etc).

Variatia consumului lunar (sezonier) fata de maedi lunara din anii 1997 ÷ 2005, a fost de -40 ÷ +55%, cu aportul inmagazinari subterane si a importului de gaze (deci deficitara sub aspectul echilibrului surse/consum), fapt resimtit, in zilele consecutive cu temperature sub -5s C, media pe tara, in tot sistemul national de productie, import, inmagazinari subterane, transport, distributie, utilizatori industriali, casnici si cei asimilati acestora, pe fondul unei capacitati active de stocaj insuficiente, a unor importuri nereglementate in timp util si a declinului continuu al axtractiei interne.

In tarile vestice, procesul de inmagazinare subterana se face si in sezonul rece, in zilele mai calduroase sau ori de cate ori apar conditii favorabile inmagazinarii.

In plus, in unele tari, conductele de transport interne ( nu cle de import sau transit international) sunt cuplate la straturi magazine de suprafata, la depozite

constituite in diverse mine dezafectate si etanse, in tuneluri etc, care la consumuri sub cele medii orare primesc gaze naturale pe care le cedeaza la varfuri de consum cand presiunile in conductele adiacente scad.

Aceste tipuri de inmagazinare se numesc "stocaje de respiratie", solutie neanalizata pana in present in Romania.

Unii consumatorii industriali, in special cei cu o fabricatie pretentioasa si continua, construiesc depoyite de gaze inviduale, la presiuni inalte (utilizand compresoare) de cca 150 ÷ 250 bar, in baterii cilindrice, ( recipiente metalice) utilizate in caz de necessitate.

De regula in jurul marilor centre consumatoare de gaze naturele (New York, Moscova, Leningard, Paris etc) sunt construite "inele" de conducte cu diametre mari ( ),concentrice (2 - 5 inele), in care se inmagazineaza gaze in timpul noptii si sae consuma in orele de varf, deci tot un "stocaj de respiratie

Aceasta solutie a functionat cu rezultate excelente inte anii 1975 - 1985,cu un inel in jurul Bucurestiului(Ф28" x cca 80 km x 45 bar)

Declinul natural de presiuni, debite, neechilibrarea susrelor, starea precara a conductelor ce-l alimentau, comoditatea, scaderea profesionalismului etc, l-au transformat numai intr-un inel de repartitie intre principalele statii de reglare si masurare ce alimenteaza distributia Bucuresti, cu toate ca sistemul (inelul + volumul treimii terminale a conductelor de transport) contribuia cu peste 1.000.000. m³/zi ≈100.000 m³/h in cele 10 ore de consum de varf la alimentarea municipului.

2.Perspectiva inmagazinarii gazelor naturale in Romania

Rezumand concluzile si conditionarile pe plan european si mondial rezulta urmatoarele :

• inmagazinarile subterane de gaze naturale constituiesc principala dotare tehnologica pentru satisfacerea varfurilor de consum sezoniere;
• stocajele subterane fac posibila preluarea importului de gaze naturale tot timpul anului, cu un coeficent de uniformitate de 0,9 ÷ 1,10% , mai ales in cadrul contractelor pe termen lung si in conditii "take-or-pay ;
• sunt elemente de siguranta pentru eventuale evenimente tehnice, ecinomice si politice, in tranzitul international de gaze naturale si pentru tarile racordate acestuia, fapt pentru care se recomanda ca volumul stocajelor sa acopere 90 de zile din consumul anual pentru fiecare tara fara productie propie si 60 de zile pentru cele cu o productie interna relativ importanta (≥17%, consumul anual);

• se ia in considerare dezvoltarea pietei "spot" cu caracter licit speculativ, in sensul achizitonarii surplusului de gaze naturale aparut din motive sezoniere sau
• activitatea de "prestari servicii pentru firme interne sau straine, inchirieri de capacitatile altor state etc. (a se vedea Franta, Germania, Cehia, Slovacia, Ungaria, Ucraina etc.);

• inmagazinarile subterane de gaze naturale se realizeza, in functie de conditiile existente sau speciale create in:

zacaminte depletate (epuizate) de gaze naturale;

strate acvifere ;

saline;

zacaminte petroliere epuizate ;

constructii miniere sau de alta natura, dezafectate scopului initial.

Fiecare tip de rezervor are costuri investitionale si de expoatare diferite , avantaje si dezanvantaje tehnice dar trebuie sa satisfaca :

• etansietatea rezervorului ;
• un volum semnificativ ;
• siguranta exploatarii ;
• protectia mediului ;
• durata de existenta indelungata ;
• un timp de reactie in faza de extractie functie de volum lui si numarul de zile de utilizare sezoniere ( cele mai importante fiind cele din acvifer).

Ilustrativ , cele mai de sus , se regasesc in tabelul 3 . 3 , cuprinzand unele capacitati de stocare a gazelor in Europa , la nivelul anului 2001 , cu mentiunea ca nu sunt curprinse cele din F . Rusa si Ucraina si ca dezvoltarea acestora in perioada urmatoare este foarte dinamica , in toate tarile consumatoare sau interesate din diferite considerente .

Pe plan mondial sunt realizate zacaminte de inmagazinare a fazelor naturale si in alte zone ( F. Rusa , Ucraina , Bielorusia , tarile asiatice din sudul fostei URSS , Egipt , tari din Asia - Pacific etc . )dar de interes informational si didactic, in tabelul 3 . 4 , se va prezenta situatia din America de Nord .

Tabelul 3 . 3 . Stocarea subterana a gazelor naturale in unele tari din Europa la nivelul anului 2001 .

Din tabelele 3 . 3 si 3 . 4 rezulta urmatoarele :

• ca tipuri de rezervoare subterane de inmagazinare

Din tabelele 3.3 si 3.4 rezulta urmatoarele :

• ca tipuri de rezervoare subterane de inmagazinat gazele naturale, ca volume active:

in Europa, din total:

zacaminte epuizate de gaze, 68,77%;

acvifer, 19,00%;

zacaminte epuizate de petrol, 0,60% ;

saline, 11,50%;

mine, 0,13%;

in America de Nord, din total:

zacaminte gaziere epuizate,    80,00%;

acvifer,    8,30%;

saline,    6,20%;

mine, 0,13%;

• sub aspectul duratei medii de utilizare in decursul unui an este de volumul rezervorului / debit maxim zilnic extras:

in Europa :

zacaminte de gaze epuizate, cca 68 zile;

acvifere,    cca 42 zile;

zacaminte de petrol epuizate,    cca 13 zile;

saline,    cca 27 zile;

mine,    cca 61 zile;

in America de Nord:

zacaminte de gaze epuizate,    cca 58 zile;

acvifere, cca 42 zile;

saline,    cca 9 zile;

mine,    cca 7 zile;

in Romania :

zacaminte gaziere epuizate,    cca 116 zile;

Comparand datele de performanta rezulta:

• majoritate capacitatilor de inmagazinare an Europa si America de Nord o constituie zacamintele de gaze epuizate (68,77%, respectiv 80%);
• o preocupare mai mare pentru zacamintele acvifere an Europa (19%, respectiv 8,3%), ca urmare a existentei relativ limitate a campurilor de gaze epuizate in Europa de Vest;
• timpul mediu de utilizare, in Europa si America de Nord, al diferitelor tipuri de rezervoare de inmagazinare este ca alura relativ asemanator:

cele mai putine zile (9÷27) fiind pentru saline,

pentru acvifere 42 zile,

la zacaminte semiepuizate de 58 ÷ 68 zile,

la mine 61÷ 75 zile;

Tabelul 3.5. Clasarea dupa ponderea contributiei inmagazinarilor in anul 2001

• in ROMANIA, pentru inmagazinari in zacaminte semiepuizate ( 100% din total) de gaze, timpul este de 116 zile, aproape dublu fata de performantele medii din Europa si America de Nord, deoarece capacitate de extractie din stocaje este redusa, ceea ce determina si debite medii zilnice relativ mici, pentru ca:

numarul de sonde de extractie si amenajari de suprafata si de fund a acestora nu sunt corespunzatoare, in cele mai multe cazuri ;

presiunea de stocaj la sfarsitul perioadei de formare a pernei active variza de la cca. 35 ÷ 40 bar ( in zacamintele de la Cetate de Balta si Nades) la 120 ÷ 150 bar ( Bilciuresti).

In tabelul 3.5. nu au fost cuprinse tari europene cu productie propie de gaze naturale care depasesc cu cca. 50 ÷ 90% consumul intern si deci sunt mari exportatoare ( Anglia, Olanda, Norvegia etc.), dar care au capacitati de inmagazinare cel putin duble fata de Romania.

Nota

Tabelele 3.3, 3.4, 3.5 si comentarea acestora, reprezinta pe langa scopul informativ, didactic si determinarea unor directii de actiuni urgente atat pentru securitatea energetica interna cat si cele necesare a fi intreprise in vederea incadrarii in piata gazelor naturale europene si luarea in considerare a Romaniei ca ruta de tranzit pentru viitoare trasee internationale.

3. Inmagazinarea gazelor naturale in Romania in perspectiva anilor 2005-2010

Romania dispune de volum foarte mare de eventuale capicitati de stocarea subterana a gazelor naturale in zacaminte epuizate, raspandite geografic pe o arie larga, cel mai simplu argument fiind faptul ca in decursul exploatarii consumul din aceasta a scazut de la cca 30 mld. m³/ 1976 sub 7,5 mld. m³/2003 (gaz metan), iar presiunile de zacamant initiale au fost de 100 ÷ 250 bar iar in prezent de 10 ÷ 40 bar pentru majoritatea acestora.

Totodata, vechimea in exploatare a zacamintelor importante de gaz metan (incepand cu anii 1950-1960) a oferit datele fundamentale in urmarirea comportarii si a cunoasterii acestora. Evolutia inmagazimarii subterane a gazeor naturale in Romania este redata in tabelul 3.6.

Comentand tabelul 3.6. si 3.7. rezulta urmatoarele:

• inmagazinarea subterana a gazelor naturale in Romania ( exceptand Ilimbav, cu perna activa mica si constituie numai pe baza gazelor naturale din Transivania, stocaje care nu a mai fost utilizate dupa 1986) a inceput in anii 1978-1979, la Urziceni, odata cu demararea importului de gaze din U.R.S.S.Prin punctul Isaccea;
• in perioada 1980-1988, se dezvolta stocajele subterane de gaze de la Balaceanca Iliana si in special Bilciuresti (Butimanu);
• pana in anul 1994 nu am mai existat nici un interes si nu s-a mai intreprins nici o actiune in dezvoltarea inmagazinarilor subterane;
• dupa 1995 a inceput stocarea gazelor naturale la Sarmasel si ulterior (1998) la Targu-Mures iar la Bilciuresti (Butimanu) sau executat lucrari de marire a capacitatii de inmagazinare si pentru cresterea presiunii de injectie de la 80 bar la 150 bar ( lucrari finalizate la sfarsitul anului 2004);
• pana in prezent s-au mai amenajat cateva depozite de dimensiuni mai reduse (Cetatea de Balta, Ghercesti si Nades) si se analizeaza posibilitatea crearii unui depozit in zona Moldovei (Margineni sau Tazlaul Mare).

Tabelul 3.6.Inmagazinarea gazelor naturale in Romania mil m³/an

Tabelul 3 . 7 Prevederi de inmagazinare din cadrul SNGN ROMGAZ SA .

Nota:

Presiunea de refulare la statia de comprimare pentru injectia gazelor naturale in zacamant se considetra cu cel putin 25 % ,in medie in plus , pentru preluarea pierderilor prin manifoldul statiei , conducte si sondele de injectie ;

Zacamantul Urziceni la care s-a constituit prima inmagazinare in 1978-1979, au fost luata in considerare si dupa anii 1985-1990, pentru majorarea capacitatii pernei active si studiile de specialitate au pus in evidenta o comportare dinamica negativa a acestuia, deci trebuie reanalizate conditiile reale si masurile specifice ( presiuni peste 100 bar de ingectie, majorarea si reechiparea statiei de comprimare, a instalatiilor de suprafata, numarul de sonde etc. ), toate aceste studii si inventii avand o durata si un cost care fac putin probabil volumul activ de 300 mil m³ / 2005÷2010;

Inmagazinarea de la Margineni si Taslau Mare necesita nu numai lucrarile specifice de comprimare, de suprafata si zacamant, dar in mod esential importul de gaze, pe directia Ungheni- Iasi din F.F. Rusa , prin R.Moldova si Ucraina, actiuni prin care la nivelul anului 2005, nu are sanse de calificare si de aceea sub nici o forma de realizare pana in 2007 - 2010;

Zacamantul Ghercesti, datorita unei perne active foarte mari,a pozitionari lui, a lipsei de disponibilitati de gaze din intern fata de consumul anual si a accesului la surse sau sau rute de import de gaze naturale, nu este o solutie atractiva decat in combinatie cu PETROM -Bucuresti sau proiectul NABUCCO;

PETROM -OMV, nu a realizat nici o inmagazinare subterana de gaze ,cu toate ca dispune de zacaminte de gaze libere si de petrol epuizate sau semiepuizate ;

Esential este ca intregul program de perspectiva a inmagazinarilor subterane sa fie cortelat cu importul de gaze naturale, punctele de preluare si conductele de transport catre depozite ;

Trebuie sa se renunte la inmagazinarea gazelor din productia interna cu debite si presiuni mici, prin intermediul 2÷4 statii de comprimare;

Consumul energetic al statiilor de injectie in ciclul de inmagazinare depinde de debitul / ciclu si ratia de comprimare,deci poate fi scazut, ca si durata realizarii pernei active prin presiuni mai mari de aspiratie existente in prezent (cca.18 - 25 bar ), prin reorganizarea fluxurilor de transport intre punctele de import si depozitele subterane ;

Unele imperative de debite, presiuni , fluxuri de transport, capacitati de stocare, economicitate energetica etc. , impun analiza dezvoltari stocajelor prioritar pe axele :

Isaccea - Bilciuresti;

Satu Mare - Tg . Mures - Delenii - Cetatea de Balta;

Ghercesti , dar cu durata mare in timp pentru a se asigura o presiune utilizabila eficient chiar si la consumatori amplasati in relativa vecinatate;

In perspectiva Ungheni - Iasi, Margineni ( cel mai devreme dupa 2007 ) toate acestea combinate si cu sistematizarea capacitatilor de transport;

In afara consumurilor pentru actionarea agregatelor de comprimare se realizeaza la statiile depozitelor si alte consumuri importante :

in sezonul cald, al ciclului activ de inmagazinare, consumuri pentru racirea gazelor comprimate la ratii mari (2,5 ÷ 4 );

in sezonul rece, incalzirea gazelor extrase din rezervoare la presiuni mari si introduse in conductele de transport la presiuni relativ mici (18 ÷ 25 bar).

Statiile de comprimare in funtiune pentru inmagazinari relative in perioada 1978 - 1998, cu utilaje si dotari cu randamente modeste si in conceptia lor nefiind luate in considerare cresterea totala a eficienttei energetice, in conditiile reducerii costului de inmagazinare si a profitabilitatii activitatii, trebuie reanalizata, urmarindu-se:

Utilizarea caldurii gazelor, in faza de comprimare;

Utilizarea, dupa caz a energiei de detenta in faza de extractie (turboexpanda);

Utilizarea ciclurilor energetice in solutii de recuperare, congenerare, mixte etc.;

Inlocuirea treptata a unitatilor de comprimare cu durata de viata expirata (amortizate) si de regula cu uzura fizica si morala (electrocompresoare si motocompresoare cu piston cu agregate turbo - compresoare centifugale multietajate mult mai eficiente, pretabile solutiei congenerale si care necesita investitii minimizate in constructii, in circuite de lubrefianti, racire etc. si mult mai nepoluante.