Diseño y optimización de la cadena de suministro para el aprovechamiento de gas de tea usando tecnologías a pequeña escala

Simple item page
dc.contributor.advisorGuerrero Amaya, Hernando
dc.contributor.advisorUribe, Ariel
dc.contributor.advisorCalderón, Andrés Joaquín
dc.contributor.authorDurán Díaz, María Camila
dc.contributor.evaluatorMorales Medina, Giovanni
dc.contributor.evaluatorGarcía Sánchez, Carlos Eduardo
dc.date.accessioned2024-02-28T15:17:29Z
dc.date.available2024-02-28T15:17:29Z
dc.date.created2024-02-24
dc.date.issued2024-02-24
dc.description.abstractEn 2015, el Banco Mundial lanzó la iniciativa Global Gas Flaring Reduction Partnership, destinada a reducir la quema regular de gas en los procesos de producción de petróleo. Según el Banco Mundial, anualmente en el mundo se queman alrededor de 140 miles de millones de m3 de gas (condiciones estándar), equivalente a 350 Mt de CO2 y 16 mil MUSD(Banco Mundial, 2022; Energy5 Your Way, 2023). En Colombia, en el 2022, se quemaron 244 Mm3 de gas, equivalente a 680k tCO2 y 28 MUSD. Actualmente, el desarrollo de tecnologías modulares móviles, como mini GTL (gas a líquido) o microturbinas (gas a electricidad), ha alcanzado una fase de comercialización con potencial para monetizar gas de tea. Esta investigación propone un modelo multiperiodo de programación lineal entera mixta (MILP) para monetizar el gas de tea. El modelo diseña infraestructura para asignar y relocalizar las plantas móviles que transforman el gas de tea en productos de valor agregado como combustibles y electricidad, maximizando el Valor Presente Neto (VPN). Se conocen el perfil de disponibilidad de gas de tea y su ubicación georreferenciada, la infraestructura de transporte terrestre existente e información de las tecnologías móviles (capacidad de procesamiento, costos de inversión y operativos). Se desarrolló un caso de estudio, considerando 55 campos de producción agrupados en 35 teas distribuidas en el territorio colombiano, con un potencial de aprovechamiento de 480 Mm3 de gas en un horizonte de planeación de 10 años, discretizado en 40 periodos (trimestres). Se consideraron microturbinas y plantas mini GTL para producir Diésel y gasolina. El modelo se implementó en Pyomo, y se optimiza con Gurobi v 10.0.1. El diseño óptimo consiste en instalar 61 microturbinas con capacidad total de 320MW y 5 plantas mini GTL que producen 204 kbbl de combustible. Se obtiene un VPN de 301.7 MUSD, aprovechando 64% del gas de tea y reduce en un 20% las emisiones de CO2.
dc.description.abstractenglishIn 2015, the World Bank launched the Global Gas Flaring Reduction Partnership initiative, aimed at reducing regular gas flaring in oil production processes. According to the World Bank, around 140 billion m3 of gas is flared annually in the world (standard conditions), equivalent to 350 Mt of CO2 and 16 thousand MUSD (Banco Mundial, 2022; Energy5 Your Way, 2023). In Colombia, in 2022, 244 Mm3 of gas were flared, equivalent to 680k tCO2 and 28 MUSD. Currently, the development of mobile modular technologies, such as mini GTL (gas-to-liquid) or microturbines (gas-to-electricity), has reached a commercialization phase with potential to monetize fire gas. This research proposes a multi-period mixed integer linear programming (MILP) model to monetize tea gas. The model designs infrastructure to allocate and relocate mobile plants that transform tea gas into value-added products such as fuels and electricity, maximizing the Net Present Value (NPV). The availability profile of tea gas and its geo-referenced location, the existing land transportation infrastructure and information on mobile technologies (processing capacity, investment and operating costs) are known. A case study was developed, considering 55 production fields grouped in 35 fields distributed in the Colombian territory, with a potential exploitation of 480 Mm3 of gas in a planning horizon of 10 years, discretized in 40 periods (quarters). Microturbines and mini-GTL plants were considered to produce diéseland gasoline. The model was implemented in Pyomo, and optimized with Gurobi v 10.0.1. The optimal design consists of installing 61 microturbines with total capacity of 320MW and 5 mini-GTL plants producing 204 kbbl of fuel. An NPV of 301.7 MUSD is obtained, taking advantage of 64% of the fire gas and reducing CO2 emissions by 20%.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15912
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectProgramación lineal entera mixta
dc.subjectCadena de suministro
dc.subjectQuema de gas
dc.subjectPlantas modulares
dc.subjectGas a líquido
dc.subjectGas a energía
dc.subject.keywordMixed Integer Linear Programming
dc.subject.keywordSupply Chain
dc.subject.keywordGas Flaring
dc.subject.keywordModular Plants
dc.subject.keywordGas to Liquids
dc.subject.keywordGas to Power
dc.titleDiseño y optimización de la cadena de suministro para el aprovechamiento de gas de tea usando tecnologías a pequeña escala
dc.title.englishDesign and Optimization of the Supply Chain for the Utilization of Fire Gas using Small-Scale Technologies
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
No Thumbnail Available
Name:
Documento.pdf
Size:
1.09 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Nota de proyecto.pdf
Size:
160.62 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Carta de autorización.pdf
Size:
95.49 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
2.18 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description:
Download
Collections
Maestría en Ingeniería Química