Análisis técnico económico de generación de energía eléctrica utilizando la tecnología compressed hydro energy storage chex en reservorios de hidrocarburos abandonados

Abstract

El presente estudio aborda el análisis técnico y económico de la implementación de la tecnología Compressed Hydro Energy Storage (CHEX) en reservorios de hidrocarburos abandonados, con el objetivo de almacenar aire comprimido para luego generar energía eléctrica. El caso de estudio se centra en la región de Magallanes, al sur de Chile, donde existen numerosos pozos de hidrocarburos abandonados que poseen características geológicas adecuadas para el almacenamiento de aire comprimido. Se analizaron cuatro escenarios definidos por diferentes presiones de fondo del pozo: 10, 25, 50 y 100 [bar], evaluando el impacto de estos parámetros en el desempeño técnico y económico del sistema. La metodología incluyó el diseño de compresores, turbinas, estanques de agua y el cálculo del número de pozos y reservorios necesarios. Además, para el análisis económico se consideró el ahorro económico en función del costo que representaría adquirir la misma cantidad de energía y potencia instalada a través de la tarifa eléctrica actualmente vigente en la región de Magallanes. El sistema propuesto utiliza energía eólica para alimentar compresores que almacenan aire comprimido en reservorios conectados por pozos de hidrocarburos abandonados. Durante periodos de alta demanda, el aire comprimido desplaza agua hacia turbinas hidráulicas, generando electricidad. Los resultados muestran que la presión de cabezal del pozo es más sensible a cambios en profundidades mayores cuando la presión de fondo es alta. El caso más favorable, con una presión de fondo de 10 [bar] y una eficiencia cíclica del 40,2%, requiere un volumen de reservorio de 5.691.641 [m³] y 49 pozos. El caso menos favorable, con una presión de fondo de 100 [bar] y una eficiencia cíclica del 18,0%, necesita un volumen de reservorio de 569.164 [m³] y solo 5 pozos. El diseño propuesto incluye 3 cadenas de 3 compresores, 2 turbinas hidráulicas de 50 [MW] y 3 estanques por turbina, cuyos volúmenes aumentan cuando la presión de fondo del pozo es mayor. En cuanto al análisis económico, se observó que el principal costo de inversión corresponde a la planta eólica, seguida por los componentes principales del sistema(...).