Una instalación de almacenamiento de gas natural es una instalación para almacenar gas natural de la red de gas natural. El gas natural puede almacenarse tanto en instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas como en instalaciones de almacenamiento en superficie. Las instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas natural son grandes instalaciones de almacenamiento con las que se pueden compensar las fluctuaciones anuales de la demanda y los cuellos de botella de la oferta. Dado que el gas natural se ha utilizado hasta ahora principalmente para la generación de calor, las instalaciones de almacenamiento se llenan en los meses de verano cuando la demanda de calor es baja, de manera similar a una instalación de almacenamiento de calor a largo plazo, y se vacían de nuevo cuando se requiere calefacción. Además, las instalaciones de almacenamiento de gas natural se utilizan para garantizar la seguridad del suministro, ya que el gas natural se importa en gran medida en Alemania.
Las instalaciones de almacenamiento subterráneo suelen estar situadas a una profundidad de 1 a 3 km y funcionan a una presión de hasta 250 bares. Existen los siguientes tres tipos de instalaciones de almacenamiento de gas natural:
Los depósitos de acuíferos utilizan capas de roca que contienen agua para el almacenamiento de gas. El efecto de almacenamiento se basa en la solubilidad del gas natural en el agua.
Las cavernas son cavidades en grandes cúpulas de sal que se crean artificialmente por salmuera. Las instalaciones de almacenamiento en cavernas se utilizan para las fluctuaciones a corto plazo de la demanda, ya que tienen un volumen de almacenamiento relativamente pequeño. Generalmente consisten en cavidades cilíndricas de 100 metros de ancho.
Los reservorios de poros son estratos de roca seca en los que el espacio poroso sirve de depósito. Utilizan fisuras y poros de, por ejemplo, capas de caliza subterráneas o capas de arenisca, que están selladas en la parte superior por roca impermeable. Sin embargo, también pueden ser cavidades de las cuales el agua existente es desplazada por el gas natural suministrado o depósitos de gas natural ya explotados.
El almacenamiento y la extracción de gas natural en depósitos acuíferos y depósitos porosos depende de la forma en que el gas está unido al espacio poroso o al agua. El proceso es más lento que cuando se utilizan instalaciones de almacenamiento en cavernas, que pueden funcionar a alta presión. Sin embargo, se dispone de un volumen de almacenamiento mucho mayor en los depósitos de acuíferos y en los depósitos porosos.
El volumen de almacenamiento en las instalaciones de almacenamiento se divide en volumen de trabajo y volumen de gas colchón. Aquí, el volumen de trabajo es el volumen de gas utilizable durante el curso del año. El gas colchón se utiliza para mantener la presión mínima en el almacenamiento y así garantizar la estabilidad geomecánica. Dado que la presión en la instalación de almacenamiento es mucho más alta que en el gasoducto, el gas debe ser suministrado comprimido por medio de un compresor. Parte del trabajo requerido para ello puede ser recuperado por una turbina de gas expansora cuando el gas se descarga.
Además del gas natural, el hidrógeno, el dióxido de carbono y el petróleo crudo también pueden ser almacenados mediante el almacenamiento subterráneo.
Además de las instalaciones de almacenamiento subterráneas, también se utilizan instalaciones de almacenamiento en superficie o tanques de gas en construcciones metálicas para almacenar el gas natural. Estas instalaciones de almacenamiento son pequeñas, pero pueden utilizarse con flexibilidad. El diseño depende de las presiones que el tanque tiene que soportar. Las instalaciones de almacenamiento en superficie están diseñadas como recipientes de baja presión, recipientes de media presión y recipientes de alta presión. Pueden ser construidos como tanques esféricos o tubulares.
Los recipientes de baja presión existen como recipientes de gas húmedos o como recipientes de gas secos y tienen sólo una pequeña sobrepresión, que está entre 10 mbar y 50 mbar.
En el caso de los contenedores de gas húmedos, el agua se utiliza como medio para la igualación de la presión. Los contenedores de gas húmedo pueden diseñarse como contenedores de gas de campana, contenedores de gas de tornillo o contenedores de gas telescópicos. Son simples en su construcción, pero tienen un pequeño volumen de almacenamiento.
Los contenedores de gas seco pueden contener mayores cantidades de gas y están construidos como contenedores de gas de disco o contenedores de gas de membrana. Son adecuados como vasos de baja presión y como vasos de media presión de hasta 1 bar.
Los recipientes de alta presión tienen un diseño más moderno. Como recipientes de gas esféricos tienen un diámetro de hasta 50 m y normalmente están diseñados para presiones de 5 a 10 bar. La presión máxima de los contenedores de gas esféricos es de unos 20 bares. Los tanques tubulares son adecuados para presiones más altas y funcionan hasta 100 bar.
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