Exportación de GNC: Un Caso de Exportación Vía Marítima

El GNC es más ambiental y más seguro

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Por: Decisiones Logísticas

nmarino@dl.com.co  

 


La firma colombiana Decisiones Logísticas  – dedicada a la consultoría especializada en diseño y planeación logística en la cadena de suministro – desarrolló recientemente para un cliente un estudio en el que se evalúa desde el punto de vista de la logística, la exportación de gas desde un origen a un destino utilizando buques de GNC. Dada la importancia y el crecimiento del consumo de gas natural a nivel mundial y las menores emisiones de gases invernadero esta operación toma importancia, principalmente entre locaciones en las cuales no hay conexión de gasoducto.


Introducción

El Gas Natural Comprimido (GNC) es un sustituto de la gasolina, el diesel y el propano. Aunque su combustión no produce Gases de Efecto Invernadero (GEI) es mucho más limpio ambientalmente y más seguro en caso de una explosión (el gas natural es más liviano que el aire y se dispersa rápidamente cuando es liberado). Adicionalmente el GNC puede ser mezclado con biogás producido en rellenos sanitarios o aguas residuales, con el fin de conservar la cantidad de carbono en la atmósfera.

El GNC se obtiene al comprimir gas natural, el cual está compuesto principalmente por metano aproximadamente a un 1% del volumen que ocupa a la presión atmosférica; el transporte de este insumo se realiza mediante gasoductos o en contenedores (terrestre – marítimo) con una presión estimada entre 2900 – 3600 psig, usualmente en formas cilíndricas o esféricas.

El GNC es utilizado tradicionalmente en los motores a combustión de los vehículos convertidos (usualmente pueden usar gasolina o gas) y en termoeléctricas. La utilización de estos automotores ha ido teniendo un fuerte crecimiento debido a las alzas de los precios de los combustibles.

Por último, las exportaciones y consumo de gas natural a lo largo de la historia han tenido un incremento sostenido de aproximadamente un 1,2%, lo que ha llevado a que el gas natural (LNG y CNG) aporte aproximadamente el 22% del consumo de energía en el mundo (ver Gráfico No.1).


Gráfico No.1


2.Caso de Estudio

El caso de estudio de la operación de exportación de GNC desde un origen a un destino a través de vía marítima usando buques de exportación. Se busca verificar las condiciones logísticas de venta internacional desde el punto de vista de las embarcaciones, su planeación y las facilidades de carga y descarga. Para el análisis se usa como soporte la simulación discreta con ProModel®.

2.1Aspectos Metodológicos

Este caso se expone en cuatro partes:

  • •Descripción de la operación de exportación de gas.
  • •Identificación y estimación de la información.
  • •Simulación.
  • •Evaluación financiera.
 
3.Descripción de la Operación de Exportación de Gas

Para el desarrollo de la operación se presenta un ciclo correspondiente a un buque:

  • •Espera de la orden de cargue.
  • •Conexión en origen.
  • •Cargue de gas desde los tanques.
  • •Desconexión en origen.
  • •Restablecimiento del sistema. 
  • •Transporte a destino.
  • •Conexión en destino.
  • •Descargue en destino.
  • •Transporte buque a origen.

Este proceso está diagramado en el Gráfico No.2.


 Gráfico No.2

 


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 4.Objetivos

Para el estudio se plantearon las siguientes metas:

  • •Evaluar – desde el punto de vista logístico – el comportamiento de la operación de exportación de gas.
  • •Estimar la promesa de servicio ante distintos niveles de demanda, sus correspondientes flujos recomendados y variando el número de embarcaciones (1,2, 3 y 4 navíos).
  • •Calcular los niveles de almacenamiento recomendados tanto para origen como para destino.
  • •Analizar financieramente el proyecto. 

En el caso completo se realizan análisis de sensibilidad y detalles que en este documento se simplifican para facilitar la comprensión del estudio.

5.Identificación y Estimación de Información

Entre la información relevante se estableció:

5.1Información de Destino:
  • •Se determinan tres escenarios de demanda que incluyen un promedio, una aleatoriedad y estacionalidad en el consumo; se aclara que el escenario 1 es el de menor nivel y el 3 el de mayor nivel de demanda.
  • •Tiempos de cargue que varían según los buques y la ocupación de los tanques de destino.
  • •Otros tiempos de operación como atraque, zarpe, conexión y desconexión.
 
5.2Origen
  • •En el origen se consideran sus facilidades y el flujo de la línea troncal. Asimismo el tiempo de operaciones del buque y el periodo para que el sistema restablezca las condiciones, una vez ha cargado un navío. 
5.3Buques
  • •Se consideran dos tipos de embarcación según el tamaño.
  • •Para cada uno el tiempo de tránsito origen – destino y el consumo estimado del buque según la distancia recorrida y la velocidad calculada.
 
6.Simulación 
 
6.1Parámetros de Simulación
  • •Se corre un mes de demanda por cada réplica.
  • •Se corren 30 réplicas por cada nivel de demanda y por cada nivel de factor. 
 
6.2resultados Simulación
 
6.2.1Tiempo de Ciclo

El Gráfico No.3 muestra el tiempo de ciclo de un buque en el sistema ante cambios en su número y el volumen de demanda (escenarios). Se observa cómo el tiempo de ciclo de las embarcaciones no depende de su número sino de la combinación flujo troncal – demanda de cada escenario, reduciendo el tiempo de ciclo desde 90 horas aproximadamente en el escenario 1, hasta 70 horas en el escenario 3 (que pese a tener más demanda, tiene una línea troncal de mayor caudal y esto contribuye a un menor tiempo de cargue).


 Gráfico No.3


Estas estimaciones se obtuvieron al analizar la termodinámica del proceso de cargue y descargue para gases no ideales y realizar modelos analíticos de estos procesos para distintas correcciones del factor de comprensibilidad y temperatura final.

6.2.2Nivel de Servicio

En el Gráfico No.4 se puede observar que – para tener un nivel de servicio del 100% – se necesitan dos buques para el escenario 1, tres buques para el escenario 2 y cuatro buques para el escenario 3.


 Gráfico No.4


Los resultados subsiguientes asumirán que cada escenario se corre con el número mínimo de buques necesario para garantizar un nivel de servicio del 100%.

6.2.3Utilización de Recursos

El Gráfico No.5 detalla el uso de los recursos involucrados en la operación de exportación. Note cómo a medida que el nivel de demanda es mayor, dicha utilización aumenta a niveles similares (como se muestra en el escenario 3). El recurso “cuello de botella” es la planta de cargue, sin embargo se puede ver que en el escenario 3 ningún insumo goza de disponibilidad para responder a una mayor variabilidad de la que se tiene considerada (utilizaciones mayores 85%).


 Gráfico No.5


6.2.4. Throughput

El Gráfico No.6 muestra el throughput que se logra al variar el número de buques. En este caso se reafirma que son necesarias dos embarcaciones para el escenario 1, tres para el escenario 2 y 4 para el escenario 3. 

Adicionalmente se detalla que los navíos  no serían los  recursos “cuello de botella” porque al aumentar la cantidad de buques recomendada para cada escenario no se obtiene un incremento del throughput. 

Por último se muestra cómo se podría reducir el throughput ante una avería de una embarcación; de esta forma en el escenario 1 el rendimiento se reduciría aproximadamente a 15 mmscfd, en el escenario 2 de 40 a 31 mmscfd y de 60 a 52 mmscfd para el escenario 3. 


 Gráfico No.6


6.2.5Niveles de Almacenamiento

La política general del almacenamiento considerada buscaba mantener un nivel “constante” en el sistema que se ajusta y es arrastrado por la demanda. Así en los meses en los que aumentan los pedidos se disparaban órdenes más frecuentes según el requerimiento y bajo un esquema de punto de  re-orden.

En la planta de cargue se mantenía un inventario equivalente al tamaño de almacenamiento del buque más un inventario de seguridad representado por la variabilidad o fallas en el flujo de alimentación. En la planta de descargue se mantenía un inventario de seguridad estimado entre 18 y 36 h. en condiciones normales de operación.

En situaciones especiales – como mantenimientos – se definía una política particular según el periodo estimado de duración y teniendo en cuenta la reparación de buques o el tiempo necesario para reconectar el flujo multiplicado por la demanda de cada escenario.

7.Estimaciones Financieras

 

7.1Capex

Para cada uno de los escenarios se estiman costos de inversión de capital que oscilan entre 200 millones de dólares (para el escenario 1) hasta 350 millones de dólares (para el escenario 3); estos costos incluyen:

 

  • •Buques para el transporte de gas comprimido (naves, adecuación para transporte de GNC).
  • •Instalaciones de la planta de cargue (tanques de almacenamiento, muelle y brazo de cargue y recursos de compresión y deshidratación. 
  • •Instalaciones de descargue (muelle y brazo de descargue, descompresión, calentadores y almacenamiento de descargue).

 

7.2Opex

El Opex de esta operación se estima entre 15 millones de dólares (para el escenario 1) y 23 millones de dólares (para el escenario 3) por año. Estos valores cubren:

 

  • •Buques (tripulación, costos de operación, seguros, administración, mantenimiento de infraestructura y combustible).
  • •Instalaciones de la planta de cargue (operación de compresión, labores de deshidratación y mantenimiento del tanque de almacenamiento y del muelle de cargue). 
  • •Instalaciones de la planta de descargue (operación de descompresión, expansión y compresión y mantenimiento del muelle de cargue / descargue y de la zona de almacenaje).

 

7.3Flujo de Caja Libre

Con el fin de evaluar financieramente el proyecto se procedió a analizarlo bajo la modalidad de utilizar buques pequeños (cuyos resultados operacionales se detallaron en el punto 5 de este texto) o embarcaciones grandes (se omitieron los resultados).

7.3.1Parámetros de Evaluación

Para la evaluación financiera se asumieron los siguientes parámetros: 

  • •WACC: 12% EA, 10,18% dólares duros.
  • •Periodo de evaluación: 20 años.
  • •Precio de venta del gas (USD / mscf): 4,5 USD.
  • •No se consideran fuentes de financiación de la inversión.
  • •Crecimiento de la demanda de acuerdo al Gráfico No.7 hasta 60 mmscfd y desde el año 10 al año 20 en este nivel.
  • •La evaluación se hizo en dólares duros, lo cual quiere decir que la tasa de descuento ajustada incluye los efectos financieros de la inflación. 

Gráfico No.7 


En el Gráfico No.8 se muestran los flujos de caja para cada una de las situaciones evaluadas.


 Gráfico No.8 


 La Tabla No.1 detalla los indicadores financieros de este proyecto.

Tabla No.1

7.3.2Resultados

Como resultado de la evaluación financiera se recomienda – en ambos casos (buques grandes o pequeños) – realizar el proyecto.

Adicionalmente se observa que el periodo de repago es aproximadamente entre 12 y 13 años, lo cual es razonable ante proyectos de esta magnitud (concesiones de 20 a 30 años).

Los bienes de flujo de caja propuesto se estiman entre 75 y 80 millones de dólares / año una vez se alcance la fase de máximo desempeño de la operación de exportación.

Por último la tasa de reinversión de los flujos producidos es mayor al 15% y esto supera ampliamente los beneficios económicos del mercado financiero.

8.Conclusiones
  • •Desde el punto de vista logístico y financiero se recomienda realizar el proyecto de exportación de gas.
  • •El uso de buques grandes permite obtener aproximadamente unos 22 millones de dólares adicionales de beneficio al presentar ahorros en los gastos de operación y una menor inversión necesaria.
  • •Las facilidades programadas para permitir el cargue de un buque en origen y el descargue en destino son suficientes para los escenarios de demanda planteados. Sin embargo el número de embarcaciones y el         flujo de alimentación de la línea troncal resultan factores sobre los cuales se deben garantizar ciertos parámetros para ofrecer un throughput necesario para cada operación.
  • •El modelo de cargue / descargue propuesto (información no revelada) es una entrada definitiva porque la termodinámica de dichas labores afecta el tiempo de operación y el ciclo de un buque. 
  • •A pesar del aumento de la demanda no se necesita incrementar los muelles  / brazos de cargue; esto obedece a la reducción de los tiempos de descargue y cargue de las embarcaciones, obtenidos con la                 configuración propuesta según el modelo termodinámico definido.
  • •La alta utilización de los recursos en el escenario de mayor demanda hace que el sistema sea altamente vulnerable ante fallas en cualquiera de los insumos. Es ampliamente conocido que en la industria de la           energía se manejan grandes niveles de confianza en sus equipos, con sistemas de backup y demás medidas para garantizar el flujo continuo de las operaciones. 
  • •Análisis más detallados y complementarios incluyen entregas multidestino y su ciclo de abastecimiento, operación con LNG, planes de contingencia y estacionalidad, entre otros.

Texto destacado 1: Las exportaciones y consumo de gas natural a lo largo de la historia han tenido un incremento sostenido de aproximadamente un 1,2%, lo que ha llevado a que el gas natural (LNG y CNG) aporte aproximadamente el 22% del consumo de energía en el mundo.

Texto destacado 2: Una de las metas planteadas dentro de este estudio fue estimar la promesa de servicio ante distintos niveles de demanda, sus correspondientes flujos recomendados y variando el número de embarcaciones (1,2, 3 y 4 navíos).

Texto destacado 3: Los navíos  no serían los  recursos “cuello de botella” porque al aumentar la cantidad de buques recomendada para cada escenario no se obtiene un incremento del throughput.

Texto destacado 4: En situaciones especiales – como mantenimientos – se definía una política particular según el periodo estimado de duración y teniendo en cuenta la reparación de buques o el tiempo necesario para reconectar el flujo multiplicado por la demanda de cada escenario.  

 

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