Metano en los lechos de carbón

Hablamos en este artículo del metano contenido en los lechos de carbón, un recurso abundante cuyas características debemos conocer. Para explicarlo nos vamos a Alaska donde los depósitos son muy abundantes.

El carbón es una de las no fuentes renovables de energía más abundante en el mundo, y Alaska tiene importantes recursos de carbón.  La mayor parte del carbón de Alaska se encuentra en la vertiente norte, seguido por la región de Cook Inlet, Alaska interior (principalmente Healy), la península de Alaska, la Cuenca del Río Cooper, y numerosas cuencas pequeñas y localidades individuales de carbón en todo el estado.  Hasta 1981, el gas en vetas de carbón, o el metano en lechos de carbón (CBM), era considerado un serio riesgo para las operaciones de minería subterránea y se ventilaba a la superficie.  A partir de 1981, el metano  "residual" empezó a producirse con éxito, inicialmente en las minas subterráneas, como fuente de energía viable. Hoy en día la producción de metano en capas de carbón de las vetas de carbón es ya de 1.600 millones de pies cúbicos de gas, o el 10% de la producción de gas en los Estados Unidos.

El metano de los lechos de carbón es un combustible de combustión limpia, comparables en el valor calorífico (~ 1.000 Btu / scf) al gas natural convencional.  A diferencia del gas natural convencional, con CBM el carbón sirve como roca fuente y depósito de gas.  El metano se forma junto con agua, nitrógeno y dióxido de carbono cuando a lo largo de millones de años material vegetal enterrado se convierte en carbón por medio del calor, la presión y los procesos químicos.  Este proceso de carbonificación genera gas rico en metano, que a menudo se concentra en los poros, fracturas, y los espacios dentro del yacimiento de carbón.  Como un depósito, el carbón es un mineral hidrocarburos microporoso capaz de contener una gran cantidad de gas que se genera internamente.  Este gas no puede ser extraído del yacimiento de carbón a menos que estos microporos pequeños estén conectados a través de un sistema de fracturas bien desarrolladas llamadas 'tacos'.

La permeabilidad es la medida de movimiento de un líquido o gas a través de una roca cuando los poros están conectados a través de un sistema de grapa o fractura.  Incluso si hay suficiente gas grisú, no se puede producir si hay algunas fracturas que dan como resultado una baja permeabilidad.

El carbón también debe alcanzar el umbral crítico de madurez térmica o "rango del carbón” antes de que se generen grandes volúmenes de gas metano termogénico. El lignito de  rango inferior a carbón sub-bituminoso contiene gas biogénico en su mayoría.  El gas se genera por acción bacteriana en materia orgánica, de la misma manera que el metano se generado por las bacterias en los vertederos de basura superficial.

Es importante señalar que no existe una producción actual de gas biogénico de carbón de lignito porque carecen de un sistema natural de fracturas bien desarrollado.  La producción de gas biogénico de carbones sub-bituminosos de gran espesor (50 – 200 pies de espesor) se está produciendo en la cuenca del río Powder.  Allí, el contenido de gas promedio es de menos de 35 pies cúbicos por tonelada.  Más viable comercialmente es la producción de metano en lechos de carbón dentro del rango de bituminosos de alta volatilidad a bituminosos de baja volatilidad.  Estos carbones proporcionan un contenido de gas óptimo ( hasta 800 pies cúbicos de gas por tonelada) y un bien desarrollado sistema natural de fracturas que forman una vía hacia el pozo.

Por último, las vetas de carbón están generalmente saturadas con agua, y la presión hidrostática mantiene el metano en el carbón.  Si la presión se reduce lo suficiente por la erosión, elevación, o por otros medios, el gas puede escapar del carbón dejando poco o ningún gas detrás.

Bibliografía: Coalbed methane. Alaska Energy Wiki