La producción de metano de yacimientos de carbón en Estados Unidos en 2017 fue de 0,98 billones de pies cúbicos (TCF), el 3,6 por ciento de toda la producción de gas seco de ese año. La producción de 2017 fue inferior al máximo de 1,97 TCF en 2008. [1] La mayor parte de la producción de metano de capas de carbón provino de los estados de las Montañas Rocosas de Colorado , Wyoming y Nuevo México .
Las estimaciones de las reservas de metano de las capas de carbón varían; sin embargo, una estimación de 1997 del Servicio Geológico de Estados Unidos predice más de 700 billones de pies cúbicos (20 billones de metros cúbicos) de metano en Estados Unidos. A un precio del gas natural de 6,05 dólares por millón de Btu (5,73 dólares/GJ), ese volumen vale 4,37 billones de dólares. Es económicamente viable producir al menos 100 billones de pies cúbicos (2,8 billones de metros cúbicos). [2]
La EIA reporta reservas para 2017 de 11,878 mil millones de pies cúbicos (BCF) o 11,878 billones de pies cúbicos, [3] que a un precio de mercado actual de 2,97 dólares al 14 de mayo de 2021, valen aproximadamente 36,2 mil millones de dólares. [4]
El metano de las capas de carbón surgió de la ventilación del metano de las vetas de carbón. Se sabe desde hace mucho tiempo que algunos yacimientos de carbón contienen "gaseosos" y, como medida de seguridad, se perforaron pozos en las vetas desde la superficie y se permitió que el metano se ventilara antes de extraerlo. El metano producido en relación con la minería del carbón suele denominarse "metano de las minas de carbón".
El metano de yacimientos de carbón recibió un importante impulso por parte del gobierno federal de Estados Unidos a finales de los años 1970. Los controles federales de precios estaban desalentando la extracción de gas natural al mantener los precios del gas natural por debajo de los niveles del mercado; Al mismo tiempo, el gobierno quería fomentar una mayor producción de gas. El Departamento de Energía de Estados Unidos financió la investigación de varias fuentes de gas no convencionales, incluido el metano de carbón. El metano de las capas de carbón quedó exento de los controles federales de precios y también recibió un crédito fiscal federal.
El metano de yacimientos de carbón como recurso aparte de la minería del carbón comenzó a principios de los años 1980 en la cuenca Black Warrior del norte de Alabama .
La Asociación Pública Estadounidense de Gas, con una subvención del Departamento de Energía de Estados Unidos, financió un programa de investigación de tres pozos en 1980 para producir metano en capas de carbón en Pleasant Grove, Alabama . [5] Este programa es el primero destinado a la recuperación comercial de gas en lugar de a la desgasificación minera. También es el primer intento de producir a partir de más de una veta de carbón en el mismo pozo. [ cita necesaria ] Los pozos de metano en capas de carbón se perforaron en el césped del palacio de justicia de Pleasant Grove. El gas era de calidad suficiente para ser conducido a las cocinas de los usuarios domésticos después de un procesamiento menor, incluida la odorización como medida de seguridad. [ cita necesaria ]
El Pleasant Grove Field, que se estableció en julio de 1980 en una ceremonia a la que asistieron senadores, congresistas y funcionarios de la Administración estadounidenses, fue el primer campo de desgasificación de carbón de Alabama. John Gustavson, un geólogo de Boulder, testificó sobre los resultados ante la Junta Estatal de Petróleo y Gas de Alabama, quien en 1983 estableció las primeras reglas y regulaciones integrales del país que rigen el metano de yacimientos de carbón. Estas reglas han servido de modelo para otros estados. [6]
El agua producida que sale a la superficie como subproducto de la extracción de gas varía mucho en calidad de un área a otra, pero puede contener concentraciones indeseablemente altas de sustancias disueltas como sales y sólidos disueltos totales (TDS). Debido a las grandes cantidades de agua producida, el manejo económico del agua es un factor importante en la economía de los pozos de carbón. El agua de CBM de algunas áreas, como la Cuenca de San Juan de Colorado y Nuevo México, es de muy mala calidad para obtener el permiso del Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes (NPDES), requerido para descargar a un arroyo superficial, y la mayoría puede eliminarse en un Pozo de eliminación de Clase II con licencia federal, que inyecta agua producida en acuíferos salinos debajo de la base de agua potencialmente utilizable.
En 2008, la producción de metano en yacimientos de carbón resultó en 1,23 mil millones de barriles de agua producida, de los cuales 371 millones de barriles (30 por ciento) se descargaron en corrientes superficiales bajo los permisos del NPDES. Casi toda el agua descargada en la superficie provino de tres áreas: la cuenca Black Warrior de Alabama, la cuenca del río Powder de Wyoming y la cuenca Raton de Colorado y Nuevo México. [7]
No toda el agua producida con metano en capas de carbón es salina o indeseable. El agua de los pozos de metano de carbón en la cuenca del río Powder de Wyoming, EE. UU., normalmente cumple con los estándares federales de agua potable y se usa ampliamente en el área para abrevar al ganado. [8] Su uso para riego está limitado por su relación de adsorción de sodio relativamente alta .
Una gran cantidad de agua producida por metano de capas de carbón en la cuenca Black Warrior tiene menos de 3000 partes por millón (ppm) de sólidos disueltos totales (TDS) y se descarga en arroyos superficiales según los permisos NPDES. Sin embargo, los yacimientos de carbón en otras partes de la cuenca contienen más de 10.000 ppm de TDS y están clasificados como salinos. [9]
En 2012, Aspen Skiing Company construyó una planta de conversión de metano a electricidad de 3 megavatios en Somerset, Colorado, en la mina Elk Creek de Oxbow Carbon. [10]
El proyecto de captura de metano de la tribu india Ute del Sur ha reducido las emisiones de gases de efecto invernadero en el equivalente a aproximadamente 379 000 toneladas métricas de dióxido de carbono entre 2009 y 2017. [11] Los pozos de producción de metano de lechos de carbón convencionales no eran económicamente viables en esta ubicación debido a la bajo volumen de filtración. [12] El proyecto suministra su gas a gasoductos naturales y genera ingresos adicionales mediante la venta de compensaciones de carbono . [11] [13]
Al igual que los pozos de gas natural, la mayor parte de los permisos y la regulación del metano de las capas de carbón los realizan los gobiernos estatales.
Las regulaciones federales se aplican a los dos métodos más comunes de manejo del agua producida por CBM. Si el agua se descarga a un arroyo superficial, debe hacerse bajo un permiso NPDES o un equivalente estatal que cumpla con los requisitos federales. Si el agua se dispone por inyección subterránea, deberá ser a un Pozo de Disposición Clase II.
Varios organismos gubernamentales consideran los impactos ambientales del desarrollo de CBM durante el proceso de obtención de permisos y su operación, lo que brinda oportunidades para la intervención y el comentario público. [14] Los operadores deben obtener permisos de construcción para carreteras, tuberías y estructuras, obtener permisos de descarga de aguas residuales (agua producida) y preparar declaraciones de impacto ambiental. [15] Al igual que con otras actividades de utilización de recursos naturales, la aplicación y efectividad de las leyes ambientales, la regulación y el cumplimiento varían según la ubicación. Las violaciones de las leyes y reglamentos aplicables se abordan a través de órganos reguladores y procedimientos judiciales penales y civiles. [ cita necesaria ]
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