Metodología para la estimación regional de la capacidad de almacenamiento de CO2 en formaciones permeables profundas y sus incertidumbres

Resumen

En el marco de la captura y el almacenamiento geológico de CO2, la selección de formaciones geológicas y la evaluación de las capacidades regionales de almacenamiento geológico desempeñan un papel importante, ya que son requisitos esenciales para la definición y planificación de las estrategias de inyección de CO2 a escalas locales, nacionales y supranacionales. En la evaluación de las capacidades regionales de almacenamiento geológico, un factor importante a controlar es la incertidumbre asociada a la falta de conocimiento de los parámetros geológicos y procesos del almacenamiento, en particular para el almacenamiento en formaciones permeables profundas. Esta incertidumbre es especialmente importante en las primeras etapas, cuando existen importantes limitaciones en la disponibilidad de los datos. En estas circunstancias resulta complicado asociar niveles de confianza a la capacidad de almacenamiento, sobre todo cuando no se dispone de un enfoque probabilístico para estimar dicha capacidad. En esta tesis se presenta la metodología desarrollada y los resultados obtenidos de la aplicación de la misma a un amplio área de la mayor cuenca sedimentaria de la Península Ibérica: la del Duero. Dicha metodología está basada en la propagación de las incertidumbres junto a la aplicación de un Sistema de Información Geográfica como herramienta para la captura, almacenamiento, gestión y presentación de datos en mapas, además de como herramienta para el análisis y la modelización a través de su vinculación con los métodos geoestadísticos para la obtención de los Modelos Digitales del Terreno de la formación geológica. También se han incluido modelos de cálculo que introducen la densidad del CO2 a través de la relación con la profundidad y descripción del comportamiento termodinámico del CO2 en las condiciones de almacenamiento geológico, mediante Ecuaciones de Estado. Específicamente se ha aplicado la ecuación para gases reales multiparamétrica empírica de Sterner-Pitzer, seleccionada bajo el criterio de exactitud/complejidad tras un amplio estudio de ecuaciones a aplicar y su posterior clasificación en términos de exactitud. Estos análisis están acompañados de un enfoque estocástico y de técnicas de diseño experimental, con el fin de cuantificar la incertidumbre en la estimación de capacidad de almacenamiento geológico de CO2 (cálculos de la incertidumbre) y para evaluar los parámetros más sensibles a dicha estimación (análisis de sensibilidad). Las incertidumbres consideradas son debidas a: i) los modelos digitales del terreno de la capa topográfica y de la formación geológica obtenida a partir de cálculos geoestadísticos; ii) las incertidumbres asociadas a los parámetros porosidad y factor de eficiencia regional de almacenamiento, necesarios para la evaluación de la capacidad de almacenamiento de CO2; y iii) los modelos asociados al comportamiento termodinámico de CO2. Finalmente, se introduce un estudio económico de las implicaciones que se derivan de los cálculos anteriormente descritos.