Planteamiento de alternativas energéticas para Campo Castilla - Ecopetrol

Actualmente, la transición a energías renovables por parte de empresas y países enteros como resultado de la creación de conciencia sobre el cambio climático provocado en gran medida como resultado del impacto que tienen las actividades humanas es una realidad. Grandes petroleras alrededor del mundo...

Full description

Autores:: Plata Jiménez, Karen Julieth

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2017

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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Grandes petroleras alrededor del mundo hoy cuentan con filiales dedicadas completamente al campo de las renovables, tal como es el caso de Total con su filial Sunflower enfocada en el área de la energía solar fotovoltaica. Ecopetrol como empresa estatal de hidrocarburos en Colombia no es ajena a esta tendencia, por tal razón apoya y adelanta investigaciones en el campo de las renovables, como alternativa para suplir parte o la totalidad de la energía que consume en el desarrollo de sus actividades. Con base a esto y con el objetivo de aumentar la capacidad de energías renovables instaladas en el país se realizó este proyecto, en el cual se busca determinar la viabilidad y factibilidad técnico económica que tendría la implementación de un sistema de generación renovable aprovechando los recursos energéticos en la zona de Castilla la Nueva, donde se encuentra ubicado campo Castilla, uno de los mayores campos de producción de Ecopetrol y el objeto de estudio en este caso. Como resultado de dicho estudio, se tiene que el sistema de generación a implementar de acuerdo al costo nivelado de energía que presenta (0,101 USD/KWh,) es el conformado por los generadores a biogás y a gas natural teniéndose una generación renovable de 67% que representa adicionalmente una disminución anual de emisiones equivalente a 1036,13 Ton de CO2.INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 1 OBJETIVOS ............................................................................................................. 2 OBJETIVO GENERAL .......................................................................................... 2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................. 2 1. ALCANCE .......................................................................................................... 3 2. METODOLOGÍA ................................................................................................ 4 3. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................ 5 4. CONTEXTUALIZACIÓN .................................................................................... 6 4.1. EMPRESA COLOMBIANA DE PETRÓLEOS (ECOPETROL) ..................... 6 5. MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 8 5.1. CASTILLA LA NUEVA .................................................................................. 8 5.1.1. GEOGRAFÍA DEL MUNICIPIO .............................................................. 8 5.2. CAMPO CASTILLA ....................................................................................... 9 5.2.1. DESCRIPCIÓN DEL CAMPO ................................................................. 9 5.2.2. PRODUCCIÓN DE CRUDO ................................................................. 10 5.2.3. ABASTECIMIENTO ACTUAL DE ENERGÍA ........................................ 13 5.3. GENERALIDADES DE LAS ETAPAS DEL UPSTREAM ............................ 16 5.3.1. LEVANTAMIENTO ............................................................................... 16 5.3.2. RECOBRO ............................................................................................ 18 5.3.3. TRATAMIENTO .................................................................................... 18 5.4. FUNDAMENTOS DE LAS TECNOLOGÍAS RENOVABLES A CONSIDERAR .................................................................................................... 24 5.4.1. RECURSO SOLAR ............................................................................... 24 5.4.2. RECURSO EÓLICO ............................................................................. 30 5.4.3. RECURSO HÍDRICO ............................................................................ 31 5.4.4. RECURSO GEOTÉRMICO .................................................................. 33 5.4.5. RECURSO BIOMÁSICO ...................................................................... 36 5.5. BASES DE DATOS UTILIZADAS PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LOS RECURSOS SOLAR Y EÓLICO ......................................................................... 39 5.5.1. PORTALES INTERNACIONALES ........................................................ 39 5.5.2. PORTALES NACIONALES .................................................................. 40 5.6. PRECIOS DE LAS TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN RENOVABLE ...... 45 5.7. HOMER ...................................................................................................... 46 6. ESTADO DEL ARTE ....................................................................................... 46 6.1. ROYAL DUTCH SHELL PLC ...................................................................... 47 6.2. DONG ENERGY AS -OTRORA .................................................................. 47 6.3. STATOIL ASA ............................................................................................. 47 6.4. EXXON MOBIL CORP ................................................................................ 48 6.5. ENI .............................................................................................................. 48 6.6. TOTAL ........................................................................................................ 48 4 6.7. ESTUDIOS DESARROLLADOS POR ECOPETROL EN EL CAMPO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES ......................................................................... 49 6.8. TABLA RESUMEN ESTADO DEL ARTE .................................................... 50 7. DEMANDA DE ENERGÍA ................................................................................ 51 7.1. CARACTERIZACIÓN CAMPO CASTILLA ................................................. 51 7.1.1. PLANTAS DE TRATAMIENTO ............................................................. 51 7.2. HERRAMIENTAS PARA EL CÁLCULO DE DEMANDA DE ENERGÍA ...... 61 7.2.1. PLANTAS DE TRATAMIENTO Y RECOBRO ...................................... 61 7.3. CÁLCULO DE LA DEMANDA DE ENERGÍA .............................................. 66 7.3. 1. DEMANDA DE ENERGÍA PARA LAS PLANTAS DE RECOBRO ....... 66 7.3.2. DEMANDA DE ENERGÍA PARA LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO 68 7.3.3. DEMANDA DE ENERGÍA CONJUNTA ................................................ 80 8. CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DE CASTILLA LA NUEVA .................. 81 8.1. POTENCIAL DE RADIACIÓN SOLAR ........................................................ 81 8.1.1. COMPARATIVO BASES DE DATOS PARA RADIACIÓN SOLAR ...... 85 8.1.2. HORAS PICO SOLARES (CALCULO) ................................................. 87 8.2. POTENCIAL DE RECURSO EÓLICO ........................................................ 88 6.8. POTENCIAL HÍDRICO ............................................................................... 91 8.4. POTENCIAL GEOTÉRMICO ...................................................................... 95 8.5. RECURSO BIOMÁSICO ............................................................................ 97 8.6. CUADRO RESUMEN DE RECURSOS CON POTENCIAL DE APROVECHAMIENTO EN CASTILLA LA NUEVA .............................................. 99 9. TECNOLOGÍAS VIABLES DE IMPLEMENTACIÓN ..................................... 101 9.1. SOLAR ..................................................................................................... 101 9.1.1. COMPONENTES Y PRECIOS ........................................................... 102 9.1.2. DIMENSIONAMIENTO ....................................................................... 104 9.2. BIOMASA ................................................................................................. 105 9.2.1. COMPONENTES ................................................................................ 107 9.3. COSTO DE EXTENSIÓN DE LA RED ELÉCTRICA ................................. 114 9.4. FUENTES ALTERNAS ............................................................................. 118 10. ANÁLISIS DE SENSIBILIZACIÓN .............................................................. 118 10.1. PARÁMETROS ....................................................................................... 119 10.1.1. Carga ................................................................................................ 119 10.1.2. Solar .................................................................................................. 120 10.1.3. Biomasa ............................................................................................ 123 10.1.4. Red eléctrica ..................................................................................... 125 10.2. RESULTADOS ....................................................................................... 126 10.2.1. SISTEMA DE GENERACIÓN RENOVABLE CON RESPALDO DIESEL .......................................................................................................... 126 10.2.2. SISTEMA DE GENERACIÓN RENOVABLE CON GN COMO RESPALDO ................................................................................................... 128 11. COMPONENTE AMBIENTAL ..................................................................... 130 12. CONCLUSIONES ........................................................................................ 131 13. CONSIDERACIONES .................................................................................. 132 14. REFERENCIAS ............................................................................................ 133 15. ANEXOS ...................................................................................................... 141 15.1. ANEXO 1 ................................................................................................ 141 15.2. ANEXO 2 ................................................................................................ 143PregradoCurrently, the transition to renewable energy by companies and entire countries as a result of raising awareness about climate change caused largely as a result of the impact of human activities is a reality. Large oil companies around the world today have subsidiaries completely dedicated to the field of renewables, as is the case of Total with its subsidiary Sunflower focused on the area of photovoltaic solar energy. Ecopetrol as a state hydrocarbon company in Colombia is not immune to this trend, for this reason it supports and carries out research in the field of renewables, as an alternative to supply part or all of the energy it consumes in the development of its activities. Based on this and with the objective of increasing the capacity of renewable energies installed in the country, this project was carried out, in which it seeks to determine the viability and technical economic feasibility that the implementation of a renewable generation system would have taking advantage of energy resources in the Castilla la Nueva area, where Campo Castilla is located, one of Ecopetrol's largest production fields and the object of study in this case. As a result of said study, the generation system to be implemented according to the level cost of energy that it presents (0.101 USD / KWh,) is the one made up of the biogas and natural gas generators, having a renewable generation of 67% that Additionally, it represents an annual decrease in emissions equivalent to 1036.13 Ton of CO2.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPlanteamiento de alternativas energéticas para Campo Castilla - EcopetrolApproach to energy alternatives for Campo Castilla - EcopetrolIngeniero en EnergíaBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringPower generationEnergy resourcesInvestigationsAnalysisRenewable energiesCostsBiogas generationIngeniería en energíaGeneración de energíaRecursos energéticosInvestigacionesAnálisisEnergías renovablesCostosGeneración a biogásPlata Jiménez, Karen Julieth (2017). Planteamiento de alternativas energéticas para Campo Castilla - Ecopetrol. Bucaramanga (Santander, Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABEL TIEMPO. Desarrollo petrolero en Meta está en marcha. (2012). Documento en línea. Disponible en: http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-12293783Portafolio. Castilla, el único gran campo en donde la producción ha mejorado. (2016). Documento en línea. Disponible en: http://www.portafolio.co/negocios/empresas/unico-campocolombia-produccion-crudo-mejorado-495497Ecopetrol. Reporte de sostenibilidad. (2010). Documento en línea. Disponible en: https://www.unglobalcompact.org/system/attachments/10166/original/ReporteSostenibilidadEcopetr ol2010.pdf?1304620879Ecopetrol. Energía: Una opción sostenible para Ecopetrol. (2011). Documento en línea. Disponible en: http://www.energiamayorista.com.co/memorias2011/viernes/Julian-EstevezEcopetrol.pdfEcopetrol. Reporte integrado de gestión sostenible. (2015). Documento en línea. 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Planteamiento de alternativas energéticas para Campo Castilla - Ecopetrol

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