Posibilidades de almacenamiento geológico de CO2 en capas de carbón con recuperación mejorada de metano(ECBMR)

Resumen

En los últimos años, organizaciones de todo el mundo han puesto todos sus esfuerzos en mitigar el efecto invernadero debido a la emisión de CO2 a la atmósfera y que han concluido con la firma del Protocolo de Kyoto, que obliga a limitar las emisiones de CO2 a la atmósfera. Una de las soluciones a este problema es su captura y almacenamiento en estructuras geológicas que confinen el gas a lo largo de los años. De entre todas las estructuras posibles para su almacenamiento, el carbón supone una opción interesante al poder aprovechar, al mismo tiempo, el proceso para la extracción del metano contenido en él. Existen a nivel mundial numerosos proyectos enfocados a la recuperación mejorada de metano en capas de carbón mediante la inyección de CO2, incluso habiendo realizado con éxito pruebas piloto y proyectos para la puesta en marcha de instalaciones industriales de captura de CO2. En España es aún una tecnología por estudiar. Por ello, la importancia de esta Tesis Doctoral reside en establecer por vez primera una metodología para determinar la posibilidad de almacenamiento de CO2 en capas de carbón con recuperación mejorada del metano contenido en ellas. La importancia de realizar este tipo de almacenamiento con extracción de metano es triple: Desde el punto de vista económico, una cantidad importante de metano puede ser explotada antes de la extracción del carbón, lo que permite aumentar la rentabilidad global de la explotación. Por otro lado, desde el punto de vista de seguridad, la implantación de esta tecnología permitirá, en una explotación de carbón, conocer de antemano las zonas donde pueda acumularse mayor concentración de metano y de otros gases combustibles que puedan provocar explosiones y accidentes de mina, eliminando con su extracción esta posibilidad. Finalmente, desde un punto de vista medioambiental, se dejan de emitir a la atmósfera gases de efecto invernadero como el CO2 y el metano. Las etapas de las que consta esta tesis son las siguientes: En un primer lugar, la Tesis describe el estado del arte respecto al almacenamiento geológico de CO2 en capas de carbón, estableciendo la metodología que se seguiría para conseguir los objetivos marcados. El estudio se centra en la Unidad de Riosa, perteneciente a la Cuenca Carbonífera Central Asturiana. Se eligió esta zona dada su mayor densidad de metano en comparación con el resto de formaciones adyacentes y por su estructura más sencilla. El primero de los pasos consiste en la recopilación de información, ya sea de trabajos de geología, planos de labores, ortofotografías, datos históricos¿ así como una recopilación de todo tipo de bibliografía existente referente a la materia. El estudio geológico de esta zona determina que la Unidad presenta una forma monoclinal, de unos 10 km de longitud y 2 km de anchura media. La formación más interesante desde el punto de vista del almacenamiento geológico es la Formación Canales, con al menos 7 capas de carbón aprovechables. El estudio del sistema de fracturas confina a esta unidad entre una serie de fallas y un cabalgamiento ordovícico. Asimismo, se presenta una dirección preferente de fracturas NO-SE, diferente a la obtenida a escala regional. Se realizó una planificación de toma de muestras en diversos frentes del Pozo San Nicolás, permitiendo realizar la recogida de 14 muestras de carbón, así como la desorción de los respectivos gases contenidos en él. El análisis geoquímico del carbón comprende el recuento de macerales y el análisis de reflectancia de la vitrinita. Los resultados aportados por estos estudios desvelan que existieron condiciones favorables para la termogénesis de metano, tanto antes como después de los procesos tectónicos que formaron el monoclinal, y que aquellas se dieron a una profundidad media de 3 400 m. Los estudios cromatográficos e isotópicos del gas revelan que existió una aportación homogénea de los materiales que formaron el carbón a lo largo de toda la unidad y que en la actualidad es improbable la existencia de gas biogénico. Por último, se describe la metodología a seguir en la determinación de las curvas isotérmicas de adsorción/desorción de gases en el carbón. Ésta es una tecnología pionera en España, y por vez primera, este trabajo presenta la realización de este tipo de análisis en nuestro país. Los resultados obtenidos nos muestran claramente la posibilidad técnica del almacenamiento de CO2 en capas de carbón, extrayendo al mismo tiempo el metano contenido para aprovechamiento económico del mismo. Desde el punto de vista económico, debido principalmente al pequeño tamaño de la cuenca estudiada, el resultado no ofrece, para este yacimiento, la rentabilidad suficiente para afrontar un proyecto de aprovechamiento. No obstante, la metodología desarrollada para este fin permitirá en un futuro abordar proyectos de mayor envergadura en los cuales estos estudios resultarán de vital importancia a la hora de determinar su viabilidad.