Corollario dei punti fermi: evoluzione delle condotte e delle stazioni di compressione

Stazione di compressione Gala, c. 1960.

La storia della Gala Compressor Station offre un ulteriore spaccato dell'evoluzione della rete di gasdotti degli Stati Uniti. Situata in una valle tra due montagne sul margine occidentale della Shenandoah Valley, in Virginia, la Gala Compressor Station era un'unità di pompaggio fondamentale su un gasdotto del diametro di 508 mm che trasportava gas dai giacimenti di produzione nel Kentucky orientale e nel West Virginia meridionale. Questo gasdotto fu costruito durante la Grande Depressione del 1930-31, estendendosi dal Kentucky, attraversando l'estremità meridionale del West Virginia, risalendo i Monti Alleghany, attraversando la Shenandoah Valley e proseguendo fino al confine tra Maryland e Pennsylvania. All'inizio degli anni '60, era di proprietà e gestita dalla Atlantic Seaboard Corporation, parte della United Fuel Gas Corporation e successivamente della Columbia Gas System.

Quando il gasdotto iniziò a trasportare gas, la stazione di compressione Boldman, all'estremità occidentale della linea, forniva tutta la potenza di compressione. Tuttavia, con l'aumento della domanda di gas da parte dei clienti, divenne necessario fornire ulteriore potenza aggiungendo altre stazioni. La stazione di Gala fu costruita nel 1940 con l'installazione di due motori-compressori orizzontali Worthington a doppio tandem da 900 CV (671 kW). Nel 1942 fu aggiunto un motore-compressore Worthington a singolo tandem da 425 CV (317 kW) e nel 1943 fu installato un motore-compressore angolare Clark RA-8 da 800 CV (597 kW). Un altro Clark RA-8 fu installato nel 1948.

Durante le fredde giornate invernali, quando il fabbisogno di gas naturale era elevato, Gala disponeva di una forza lavoro di 14 uomini per garantire l'operatività 24 ore su 24. Tra questi, otto oliatori, quattro operatori, un addetto ai servizi e il supervisore della centrale. Gli oliatori si assicuravano che i motori e i compressori fossero adeguatamente lubrificati e controllavano le temperature di pompe, tubazioni e camicia d'acqua. Gli operatori si occupavano della manutenzione dei motori e segnalavano le pressioni di aspirazione e di scarico al distributore del gas.

Rete di oleodotti degli Stati Uniti, 2008.

In estate, quando la domanda di carburante era bassa (prima che l'aria condizionata fosse ampiamente utilizzata), i motori venivano lasciati inattivi. Durante questo periodo, i dipendenti li revisionavano secondo necessità. Questa operazione veniva solitamente eseguita dopo un periodo di funzionamento compreso tra 12.000 e 18.000 ore.

Oltre ai motori, Gala disponeva di una varietà di apparecchiature ausiliarie. Il sistema di raffreddamento della stazione, molto remota, era particolarmente interessante. Comprendeva tre scambiatori di calore a fascio tubiero per il raffreddamento del gas. L'acqua, pompata dal vicino Mill Creek, veniva fatta circolare attraverso questi scambiatori di calore per rimuovere il calore in eccesso dal gas e anche attraverso le camicie del motore per mantenere temperature di esercizio adeguate. L'acqua veniva prima pompata in un bacino di sedimentazione, da cui fluiva per gravità verso un bacino di stoccaggio. Da lì veniva prelevata tramite pompe e fatta circolare attraverso lo scambiatore di calore e le camicie del motore, per poi tornare infine al bacino di stoccaggio. Nella Figura 1, imponente sulla stazione e collegato al collettore dell'acqua di raffreddamento ad alta pressione, si trovava un serbatoio da 20.000 galloni (75.708 litri) che gestiva le sovratensioni nei sistemi idrici ad alta pressione. Nella stazione erano presenti anche quattro depuratori del gas o "scrubber", che rimuovevano sabbia e altre particelle estranee facendo passare il gas attraverso una nebbia d'olio.

A partire dagli anni '30, furono introdotti i motori-compressori integrali angolari "ad alta velocità", come i modelli Clark RA. Questi sviluppavano maggiore potenza con meno peso e ingombro, tuttavia l'installazione in aree remote rimaneva molto difficoltosa. Gli integrali angolari sostituirono gradualmente gli orizzontali e dominarono il settore per mezzo secolo. Sebbene centinaia di integrali siano ancora in uso oggi, i compressori centrifughi azionati da turbine a gas sono le macchine più comuni per i gasdotti.

Gasdotti transnazionali

Nel 1943, la Chicago Corporation acquisì la Tennessee Gas and Transmission Company, fondata tre anni prima, e la utilizzò per costruire il primo gasdotto a lungo raggio per trasportare gas dalla costa del Golfo del Texas alla parte nord-orientale degli Stati Uniti. Il gasdotto, lungo 2024 km, fu completato nell'ottobre del 1944 e contribuì ad alimentare le fabbriche che producevano materiali per la difesa nella parte orientale degli Stati Uniti. Il governo degli Stati Uniti regolamentò le tariffe che la società poteva applicare, quindi la Chicago Corporation si liberò della Tennessee Gas dopo la seconda guerra mondiale. Tuttavia, la Tennessee Gas continuò ad aggiungere gasdotti alla sua rete, pianificando 6293 km di linee aggiuntive nel 1946. Con l'espansione industriale dopo la seconda guerra mondiale, entro il 1950, altre due società, la Texas Eastern Gas Transmission e la Transcontinental Pipeline Company, avevano anch'esse costruito gasdotti dal Texas al nord-est degli Stati Uniti, come mostrato nella Figura 2.

Oleodotti transcontinentali statunitensi, 1950.

Circa metà della rete principale di trasporto del gas naturale e gran parte della rete di distribuzione locale furono installate negli anni '50 e '60, poiché la domanda di gas naturale da parte dei consumatori era più che raddoppiata dopo la Seconda Guerra Mondiale. La rete di distribuzione continuò ad espandersi per fornire servizi di gas naturale a nuove strutture commerciali e complessi residenziali. I prezzi del gas naturale aumentarono notevolmente tra il 2003 e il 2008, incentivando i produttori ad ampliare lo sviluppo dei giacimenti esistenti e ad avviare l'esplorazione di giacimenti di gas naturale precedentemente non sviluppati. I progressi nelle tecniche di perforazione e produzione portarono a un aumento della produzione da scisto e altre formazioni geologiche compatte. Questi aumenti di produzione contribuirono a un calo generale dei prezzi del gas naturale, che a sua volta contribuì ad aumentare la domanda di gas naturale per la produzione di energia elettrica e per usi industriali. Di conseguenza, furono costruiti nuovi gasdotti di trasporto e altri per collegare le fonti di produzione ampliate e nuove a un maggior numero di consumatori in tutto il paese, in particolare nel nord-est degli Stati Uniti.

Entro il 2008, l'Energy Information Administration (EIA) degli Stati Uniti ha segnalato 305.000 miglia (482.820 km) di condotte di trasmissione interstatali e intrastatali negli Stati Uniti, come mostrato nella Figura 3.

Nel 2021, l'EIA ha segnalato circa tre milioni di miglia di condotte principali e di altro tipo che collegano le aree di produzione di gas naturale e gli impianti di stoccaggio con i consumatori. La sola estesa rete di condotte interstatali degli Stati Uniti contava oltre 1400 stazioni di compressione del gas naturale e 400 impianti di stoccaggio sotterranei, oltre 11.000 punti di consegna, 5000 punti di ricezione e 1400 punti di interconnessione entro il 2021, con innumerevoli altre strutture dedicate alla raccolta, alla lavorazione e alla distribuzione locale del gas. La Figura 4 mostra l'ubicazione della maggior parte delle stazioni di compressione principali che sono al centro dell'estesa rete di trasporto del gas negli Stati Uniti. Probabilmente, questa rete ha generato la necessità di più grandi compressori industriali rispetto a qualsiasi altro settore.

Stazioni di trasporto del gas principali negli Stati Uniti, c. 2021.