METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A
DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO
ARMAZENAMENTO SUBTERRÂNEO DE GÁS
NATURAL
FEVEREIRO 2008
ENTIDADE REGULADORA DOS SERVIÇOS ENERGÉTICOS
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METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
ÍNDICE
1 DISPOSIÇÕES E PRINCÍPIOS GERAIS .......................................................................... 1 1.1 Objectivo ......................................................................................................................... 1 1.2 Enquadramento .............................................................................................................. 1 1.3 Siglas e Definições ......................................................................................................... 1 1.4 Considerações gerais ..................................................................................................... 2 2 METODOLOGIA DOS ESTUDOS .................................................................................... 3 2.1 Critérios para a definição de capacidade do processo de injecção ................................ 3 2.1.1 2.1.2 2.1.3 Capacidade técnica mínima .................................................................................................3 Capacidade técnica máxima ................................................................................................3 Capacidade máxima efectiva considerando as restrições técnicas.....................................3 2.2 Critérios para a definição de capacidade do processo de extracção.............................. 4 2.2.1 2.2.2 2.2.3 Capacidade técnica mínima .................................................................................................4 Capacidade técnica máxima ................................................................................................4 Capacidade máxima efectiva considerando as restrições técnicas.....................................4 2.3 Critérios para a definição de capacidade de armazenamento ........................................ 4 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 Nível 0 ..................................................................................................................................5 Nível 1 – Nível Mínimo (volume Condicionado) ...................................................................5 Nível 2 – Nível comercial e Capacidade disponível para fins comerciais ............................6 Nível 3 – Nível Sistema e Capacidade Máxima Efectiva após Restrições Técnicas...........6 Nível 4 – Nível Máximo e Capacidade Técnica Máxima ......................................................7 Capacidade máxima efectiva considerando as restrições técnicas.....................................7 Capacidade disponível para fins comerciais ........................................................................8 2.4 Perfil de capacidade de injecção e de extracção ............................................................ 8 i
METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
1 DISPOSIÇÕES E PRINCÍPIOS GERAIS
1.1
OBJECTIVO
O presente documento tem como objectivo apresentar uma metodologia conjunta dos estudos para a
determinação da capacidade do Armazenamento Subterrâneo de gás natural do Carriço, conforme
disposto no Regulamento de Acesso às Redes, às Infra-estruturas e às Interligações do Sector do Gás
Natural (RARII).
1.2
ENQUADRAMENTO
Os operadores do armazenamento subterrâneo de gás natural devem efectuar os estudos que
considerem necessários para a determinação da capacidade das suas infra-estruturas, considerando
diferentes regimes sazonais e tendo em conta diversos cenários de utilização das mesmas, associados
aos processos de injecção e extracção, previstos para o ponto de interface do armazenamento
subterrâneo de gás natural com a Rede Nacional de Transporte de Gás Natural (RNTGN), assim como
as condições de temperatura do gás armazenado em cada uma das cavernas no período de estudo em
questão.
1.3
SIGLAS E DEFINIÇÕES
Na presente metodologia são utilizadas as seguintes siglas:
a) RARII – Regulamento do Acesso às Redes, às Infra-estruturas e às Interligações.
b) RNTGN – Rede Nacional de Transporte de Gás Natural.
c) SNGN – Sistema Nacional de Gás Natural.
Para efeitos da presente metodologia entende-se por:
a) Agente de mercado – entidade que transacciona gás natural nos mercados organizados ou por
contratação bilateral, correspondendo às seguintes entidades: comercializadores, comercializador do
SNGN, comercializadores de último recurso retalhistas, comercializador de último recurso grossista e
clientes elegíveis que adquirem gás natural nos mercados organizados ou por contratação bilateral.
b) Armazenamento subterrâneo de gás natural – Conjunto de cavidades, equipamentos e redes que,
após recepção do gás na interface com a RNTGN, permite armazenar o gás natural na forma gasosa
em cavidades subterrâneas, ou reservatórios especialmente construídos para o efeito e,
1
METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
posteriormente, voltar a injectá-lo na RNTGN através da mesma interface de transferência de
custódia.
c) Capacidade – caudal de gás natural, expresso em termos de energia por unidade de tempo.
d) Operador do armazenamento subterrâneo de gás natural – entidade concessionária do respectivo
armazenamento subterrâneo, responsável pela exploração e manutenção das capacidades de
armazenamento e das infra-estruturas de superfície, em condições de segurança, fiabilidade e
qualidade de serviço.
e) Reservas de Segurança – as quantidades armazenadas com o fim de serem libertadas para
consumo, quando expressamente determinado pelo ministro responsável pela área da energia, para
fazer face a situações de perturbação do abastecimento.
1.4
CONSIDERAÇÕES GERAIS
Consideram-se processos relevantes do armazenamento subterrâneo de gás natural, que são alvo de
determinação de capacidade neste documento, os seguintes:
a) Processo de injecção de Gás Natural.
b) Processo de extracção de Gás Natural.
c) Processo de armazenamento de Gás Natural.
No presente documento é descrita a metodologia dos estudos referidos anteriormente, e que devem
evidenciar, para os processos relevantes do armazenamento subterrâneo de gás natural, os seguintes
valores:
1. Capacidade técnica máxima.
2. Capacidade máxima efectiva considerando as restrições técnicas.
3. Capacidade disponível para fins comerciais.
As variáveis de pressão e temperatura do gás natural armazenado nos processos de injecção e
extracção determinam o perfil de capacidades em função do ciclo de exploração do armazenamento
subterrâneo de gás natural.
Assim, por um lado, as capacidades reais máximas de extracção e de injecção dependem da capacidade
de armazenamento disponível. Por outro lado, o tempo de residência do gás armazenado no interior das
cavidades, a ordem de grandeza dos volumes de gás extraídos e injectados sucessivamente, bem como
os caudais a que se realizam essas operações, afectam a capacidade de armazenamento disponível ao
longo do tempo.
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METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
2 METODOLOGIA DOS ESTUDOS
2.1
CRITÉRIOS PARA A DEFINIÇÃO DE CAPACIDADE DO PROCESSO DE INJECÇÃO
2.1.1
CAPACIDADE TÉCNICA MÍNIMA
A capacidade mínima do processo de injecção é determinada pela maior das capacidades entre as
capacidades mínimas admissíveis das unidades que constituem o circuito de injecção de gás natural no
parque de cavernas, sendo este valor determinado pelas especificações técnicas dos equipamentos.
2.1.2
CAPACIDADE TÉCNICA MÁXIMA
A capacidade máxima do processo de injecção é determinada pela menor das capacidades entre a
capacidade nominal das unidades que constituem o circuito de injecção de gás no parque de cavernas.
O valor de capacidade máxima é determinado pelas especificações técnicas dos equipamentos do
processo de injecção.
2.1.3
CAPACIDADE MÁXIMA EFECTIVA CONSIDERANDO AS RESTRIÇÕES TÉCNICAS
A capacidade máxima efectiva considerando as restrições técnicas será a resultante da capacidade
técnica máxima, determinada no ponto 2.1.2, subtraída das restrições técnicas existentes durante o
período a que se refere a determinação da capacidade. Consideram-se restrições técnicas as resultantes
da:
1. Indisponibilidade dos equipamentos do processo de injecção do armazenamento subterrâneo de gás
natural previstas no Plano Anual de Manutenção, de acordo com o disposto no Manual de
Procedimentos da Operação do Sistema.
2. Indisponibilidade pontual e não prevista dos equipamentos do processo de injecção do
armazenamento subterrâneo de gás natural, previstas no Plano de Indisponibilidades da RNTIAT, de
acordo com o disposto no Manual de Procedimentos da Operação do Sistema.
3. Condições de pressão do gás natural no ponto de ligação à RNTGN.
4. Condições de pressão e temperatura do gás natural armazenado no parque de cavernas.
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METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
2.2
CRITÉRIOS PARA A DEFINIÇÃO DE CAPACIDADE DO PROCESSO DE EXTRACÇÃO
2.2.1
CAPACIDADE TÉCNICA MÍNIMA
A capacidade mínima do processo de extracção é determinada pela maior das capacidades entre a
capacidade mínimas admissíveis das unidades que constituem o circuito de extracção de gás natural no
parque de cavernas, sendo este valor determinado pelas especificações técnicas dos equipamentos.
2.2.2
CAPACIDADE TÉCNICA MÁXIMA
A capacidade máxima do processo de extracção é determinada pela menor das capacidades entre a
capacidade nominal das unidades que constituem o circuito de extracção de gás natural no parque de
cavernas. O valor de capacidade máxima é determinado pelas especificações técnicas dos
equipamentos do processo de extracção.
2.2.3
CAPACIDADE MÁXIMA EFECTIVA CONSIDERANDO AS RESTRIÇÕES TÉCNICAS
A capacidade máxima efectiva considerando as restrições técnicas será a resultante da capacidade
técnica máxima, determinada no ponto 2.2.2, subtraída das restrições técnicas existentes durante o
período a que se refere a determinação da capacidade. Consideram-se restrições técnicas as resultantes
da:
1. Indisponibilidade dos equipamentos do processo de extracção do armazenamento subterrâneo de
gás natural previstas no Plano Anual de Manutenção, de acordo com o disposto no Manual de
Procedimentos da Operação do Sistema.
2. Indisponibilidade pontual e não prevista dos equipamentos do processo de extracção do
armazenamento subterrâneo de gás natural, previstas no Plano de Indisponibilidades da RNTIAT, de
acordo com o disposto no Manual de Procedimentos da Operação do Sistema.
3. Condições de pressão e temperatura do gás natural armazenado no parque de cavernas.
2.3
CRITÉRIOS PARA A DEFINIÇÃO DE CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO
Para a definição da capacidade de armazenamento são definidos critérios que estão apresentados na
Figura 2-1, na qual os números 0 a 4 representam os vários níveis de armazenamento de uma caverna.
4
METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
Figura 2-1 – Critérios para a definição de capacidade de armazenamento
Existência
4 Máximo
Desvio às Condições de
Equlíbrio
Volume para Reservas
Operacionais
3 Sistema
2 Comercial
Total
Volume
capacidade
comercialmente
disponível
não
condicionado
Existência
Condicionada
capacidade
máxima
efectiva
após restrições
técnicas
capacidade
técnica
máxima
1 Condicionado
Volume Condicionado
0
Volume Imobilizado
Vazio
2.3.1
NÍVEL 0
As cavernas incluem, na sua construção, um volume de gás natural não utilizável, cujo valor resulta da
pressão mínima absoluta que é possível atingir no seu interior. Este, é considerado o nível zero do
armazenamento, ou seja, o nível acima do qual é possível extrair gás natural das cavernas, representado
na Figura 2-1 como Volume Imobilizado.
2.3.2
NÍVEL 1 – NÍVEL MÍNIMO (VOLUME CONDICIONADO)
Volume de gás natural na caverna, necessário para garantir um valor de pressão mínima operacional
determinado de forma a manter os efeitos de convergência da cavidade dentro da especificação do
projecto. É uma característica da caverna e da formação geológica, a determinar pelo projectista depois
de ponderadas as informações geológicas e geomecânicas relevantes. Deste modo, a capacidade de
armazenamento definida entre os níveis 0 e 1, Volume Condicionado, é uma capacidade condicionada e
as regras da sua utilização limitam o seu uso aos períodos e regimes definidos em projecto. Assim, este
volume está vocacionado para armazenamento de parte das reservas de segurança, que não necessita
de mobilização frequente.
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METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
De acordo com o Manual de Procedimentos da Operação do Sistema, o Gestor Técnico Global do
Sistema, define um valor mínimo de existências a colocar pelos agentes de mercado no armazenamento
subterrâneo. Os processos e os critérios para a definição da contribuição de cada agente de mercado
para as existências mínimas necessárias ao funcionamento desta infra-estrutura estão definidos no
Manual de Procedimentos do Acerto de Contas. Desta forma, o volume condicionado definido deve
conter as existências mínimas.
2.3.3
NÍVEL 2 – NÍVEL COMERCIAL E CAPACIDADE DISPONÍVEL PARA FINS COMERCIAIS
O nível 2 – nível comercial – corresponde à capacidade técnica máxima do armazenamento (nível 4 –
nível máximo) subtraída do volume relativo à reserva operacional e do volume de desvio às condições de
equilíbrio.
A capacidade de armazenamento definida entre os níveis 1 e 2 constitui a capacidade disponível para
fins comerciais, cuja utilização é função das necessidades de armazenamento de cada agente de
mercado e em relação à qual não existem restrições físicas à movimentação de gás natural.
Caso necessário, os agentes podem utilizar este Volume para armazenamento de Reservas de
Segurança que não estiverem contidas no Volume Condicionado.
2.3.4
NÍVEL 3 – NÍVEL SISTEMA
E
CAPACIDADE MÁXIMA EFECTIVA
APÓS
RESTRIÇÕES
TÉCNICAS
O Gestor Técnico Global do SNGN dispõe todos os anos de um volume de gás natural e de uma
capacidade de armazenamento como reserva operacional para a gestão da RNTGN em condições de
permanente segurança e fiabilidade, cuja constituição e mobilização decorre nos termos do Regulamento
de Operação das Infra-estruturas. A capacidade de armazenamento atribuída à reserva operacional é
designada por volume para reservas operacionais.
O nível 3 – nível sistema – corresponde à capacidade técnica máxima do armazenamento (nível 4 – nível
máximo) subtraída do volume de desvio às condições de equilíbrio.
A capacidade de armazenamento atribuída pelo Gestor Técnico Global do SNGN para efeitos de reserva
operacional está compreendida entre os níveis 2 e 3.
A capacidade de armazenamento definida entre os níveis 0 e 3 constitui a capacidade máxima efectiva
após restrições técnicas.
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METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
2.3.5
NÍVEL 4 – NÍVEL MÁXIMO E CAPACIDADE TÉCNICA MÁXIMA
A operação das cavernas ao longo do ciclo de exploração introduz um desvio variável entre o volume
máximo de gás armazenável em condições estacionárias de equilíbrio e o volume de gás armazenável
em condições de utilização dinâmica do sistema. A capacidade de armazenamento equivalente ao valor
deste desvio é designada por volume de desvio às condições de equilíbrio.
O desvio às condições de equilíbrio é determinado tecnicamente pelo operador do armazenamento e
publicado semanalmente.
A pressão máxima admissível na sapata da cavidade define o nível máximo atingível na caverna em
causa em condições de equilíbrio, sendo específico de cada caverna. Na Figura 2-1, o nível máximo
corresponde ao nível 4. A capacidade técnica máxima corresponde à capacidade definida entre o nível 0
e o nível 4 – nível máximo.
O volume de gás correspondente ao nível máximo é determinado pela aplicação dos seguintes factores:
1. Pressão máxima admissível na sapata da caverna, determinada pelas características geológicas da
formação salina.
2. Profundidade de instalação da última sapata cimentada.
3. Volume geométrico da caverna.
4. Temperatura média do gás natural armazenado determinada pelo regime de exploração das
cavidades.
5. Características físico-químicas médias do gás natural armazenado.
2.3.6
CAPACIDADE MÁXIMA EFECTIVA CONSIDERANDO AS RESTRIÇÕES TÉCNICAS
A capacidade máxima efectiva considerando restrições técnicas será a resultante da capacidade técnica
máxima, determinada no ponto 2.3.5, subtraída das restrições técnicas do desvio às condições de
equilíbrio, bem como das existentes durante o período a que se refere a determinação da capacidade,
nomeadamente devido a:
1. Indisponibilidade dos equipamentos do processo de armazenamento previstas no Plano Anual de
Manutenção, de acordo com o disposto no Manual de Procedimentos da Operação do Sistema.
2. Indisponibilidade pontual e não prevista dos equipamentos do processo de armazenamento,
previstas no Plano de Indisponibilidades da RNTIAT, de acordo com o disposto no Manual de
Procedimentos da Operação do Sistema.
3. Indisponibilidade devido a condições limite de pressão e temperatura do gás natural armazenado.
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METODOLOGIA DOS ESTUDOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE NO ARMAZENAMENTO
SUBTERRÂNEO DE GÁS NATURAL
2.3.7
CAPACIDADE DISPONÍVEL PARA FINS COMERCIAIS
A capacidade disponível para fins comerciais é a que resulta da capacidade máxima efectiva
considerando as restrições técnicas, determinada no ponto 2.3.6, subtraída da capacidade atribuída ao
Gestor Técnico Global do SNGN para as reservas operacionais, nos termos do Regulamento de
Operação das Infra-estruturas.
2.4
PERFIL DE CAPACIDADE DE INJECÇÃO E DE EXTRACÇÃO
Existem condicionantes operacionais à utilização das capacidades máximas efectivas de injecção e de
extracção de gás natural nas cavernas do armazenamento subterrâneo de gás natural. Estas
condicionantes estão associadas à fracção de capacidade de armazenamento fisicamente tomada na
caverna em utilização, da temperatura média do gás natural armazenado e do regime de injecção ou
extracção imposto, afectando as condições de pressão e temperatura, do gás e da sua envolvente, com
consequências na capacidade real.
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