Exploração dos recursos naturais Prof. Paulo Santana

Transcrição

1 Exploração dos recursos naturais Prof. Paulo Santana

2 Introdução Introdução Exploração dos recursos naturais Curvas de declínio de produção em poços de petróleo e gás natural Pico de Hubbert

3 Introdução Energia primária A energia primária são as fontes oriundas da natureza, em sua forma direta, como o petróleo, o gás natural, o xisto, o carvão mineral, os resíduos vegetais e animais, a energia solar e a eólica Energia secundária Resultado dos diferentes centros de transformação que têm como destino os diversos setores de consumo e, eventualmente, outro centro de transformação. Ex: eletricidade, derivados de petróleo, etanol, etc..

4 Introdução Fontes renováveis Fontes não renováveis

5 Introdução

6 Introdução A energia renovável é aquela que é obtida de fontes naturais capazes de se regenerar, e portanto virtualmente inesgotáveis, ao contrário dos recursos não-renováveis. São conhecidas pela imensa quantidade de energia que contêm, e porque são capazes de se regenerar por meios naturais Esta definição, disponível em vários sites e livros, não explica o fato do petróleo, gás natural e outras fontes secundárias estarem sempre sendo produzidas pela natureza! Há um problema com relação ao horizonte de tempo em que estas fontes são consumidas e produzidas que não é muito clara nas definições

7 Suprimento de energia no mundo (MTEP) Fonte: IEA (2017)

8 Suprimento de energia no mundo Fonte: IEA (2017)

9 Evolução da geração de eletricidade por combustível no mundo (TWh) Fonte: IEA (2017)

10 Evolução da geração de eletricidade por combustível no mundo Fonte: IEA (2017)

11 Fonte: IEA (2017) Emissões globais de CO 2 (Mt)

12 Geração de eletricidade no Brasil Fonte: BEN (2017)

13 Geração de eletricidade no Brasil: participação das fontes na capacidade instalada Fonte: BEN (2017)

14 Produção de energia primária (BR) Fonte: BEN (2017)

15 Produção de energia primária (BR) Fonte: BEN (2017)

16 Fonte: BEN (2017) Consumo final por fonte (BR)

17 Dependência externa de energia Fonte: BEN (2017)

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20 Petróleo Nenhuma fonte de energia tem a importância geopolítica do petróleo, já que o produto constitui a base da economia produtiva mundial e pode ser transportado ao redor do mundo com relativa facilidade. Gases de petróleo, nafta, gasolina, querosene, diesel, óleo lubrificante, óleo combustível e resíduos

21 Exploração de recursos naturais: petróleo Fonte: ANEEL

22 Exploração de recursos naturais: petróleo Exploração e produção Onshore e Offshore A descoberta de um campo de petróleo tem poder para mudar as características socioeconômicas da região.

23 Exploração de recursos naturais: petróleo Em terra, a exploração, prospecção e produção podem provocar alterações e degradação do solo. No mar, além da interferência no ambiente, há a possibilidade da ocorrência de vazamentos do óleo, o que coloca em risco a fauna e a flora aquática.

24 Indicadores: Petróleo Estimativas de reservas encerram muitas vezes graus de incertezas que estão relacionadas ao nível de confiabilidade dos dados de geologia e engenharia no momento de estimativa e interpretação. Associada às incertezas definese, portanto, a classificação dos volumes em reservas provadas, reservas não provadas e recursos. Reservas provadas de petróleo Volumes estimados de óleo, gás natural e líquido de gás natural que, pela análise dos dados de geologia e de engenharia, apresentam razoável certeza de ser recuperáveis, no futuro, de reservatórios conhecidos sob condições econômicas, regulamentos e métodos de operação existentes, ou seja, a preços e custos vigentes na época da avaliação.

25 Indicadores: Petróleo Reservas não provadas Corresponde ao volume de petróleo baseado em dados de geologia e/ou engenharia, similares aos utilizados na estimativa das reservas provadas, mas que, devido a incertezas técnicas, econômicas, contratuais ou governamentais, não pode ser classificado como reserva provada Recurso prospectivo É o volume de petróleo, expresso nas condições básicas, potencialmente recuperável de reservatórios não descobertos, na época da avaliação.

26 Reservas Provadas

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29 Petróleo O Brasil possui a segunda maior reserva provada de petróleo na América do Sul (após a Venezuela), no valor de 12,6 bilhões de barris em 2016, a maior parte em bacias offshore e sob lâminas de água superiores a 400m. Grandes perspectivas devido ao pré-sal (pode chegar a 80 bilhões de barris). Pré-sal se mostra como um desafio financeiro, tecnológico e de gestão de recursos financeiros oriundos desta exploração (sídrome holandesa)

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31 Transações de petróleo (milhões de toneladas)

32 Exploração de recursos naturais: gás natural Fonte: ANEEL

33 Exploração de recursos naturais: gás natural Exploração e produção Onshore e offshore Poços associados e não associados ao petróleo O gás natural apresenta uma vantagem ambiental significativa em relação a outros combustíveis fósseis, em função da menor emissão de gases poluentes que contribuem para o efeito estufa. Queima em flare GNL

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37 Curvas de declínio Quando a produção se inicia num poço de petróleo, o produto escoa a determinada taxa inicial No decorrer do tempo, o fluxo pode variar, aumentando e diminuindo de maneira aleatória Entretanto, a partir de algum ponto, o fluxo começará a ter uma tendência de queda, quando o poço alcança a maturidade de desenvolvimento e a pressão do poço que traz o petróleo diminui

38 Curvas de declínio É útil estimar a tendência futura dos fluxos de petróleo e gás natural, permitindo estimar a receita e custos operacionais futuros, caso seja possível estimar os preços futuro do petróleo e gás. Funções matemáticas são utilizadas para descrever o fluxo futuro As mais utilizadas, devido as características de poços de petróleo e gás, são as curvas de declínio exponenciais,e hiperbólicas.

39 Curva de declínio exponencial Suponha que o fluxo instantâneo no tempo t=t 0, em que o início do declínio seja em q 0 A curva de declínio exponencial descreve o fluxo instantâneo q em qualquer tempo de t maior ou igual a t 0. q q 0 e t t k 0

40 Barris de petróleo por ano Curva de declínio exponencial: exemplo Suponha que após 10 anos, a produção de um poço de petróleo entre em declínio O início do declínio é com barris por ano, com diferentes valores de k. Conforme os anos passam, os custos de extração podem não compensar mais k=2,5 k=5 k=1,5 q q 0 e t t k

41 Produção cumulativa (bp/ano) Curva de declínio exponencial: Produção cumulativa exemplo

42 Pico de Hubbert A teoria do Pico do Petróleo ou Pico de Hubbert proclama o inevitável declínio e subseqüente término da produção de petróleo em qualquer área geográfica em questão. De acordo com a teoria, seja em apenas um poço de petróleo ou no planeta inteiro, a taxa de produção tende a seguir uma curva logística semelhante a uma curva normal. No início da curva (pré-pico), a produção aumenta com o acréscimo de infra-estrutura produtiva. Já na fase posterior (pós-pico), a produção diminui devido ao esgotamento gradual do recurso.

43 Pico de hubbert

44 Pico de hubbert

45 Pico de hubbert Assunto controverso A produção dos Estados Unidos culminou em 1971, apenas um ano mais tarde do que o previsto por Hubbert No mundo Previsões pessimistas, como as de Hubbert, previam o pico por volta do ano 2000 Previsões otimistas, entre 2015 e 2020

46 Exploração de recursos naturais: carvão Fonte: ANEEL

47 Fonte: EPE Carvão mineral

48 Exploração de recursos naturais: carvão A extração (ou mineração) do carvão pode ser subterrânea ou a céu aberto. O carvão é uma das formas de produção de energia mais agressivas ao meio ambiente. A ocupação do solo exigida pela exploração das jazidas, por exemplo, interfere na vida da população, nos recursos hídricos, na flora e fauna locais, ao provocar barulho, poeira e erosão

49 Exploração de recursos naturais: Transporte é caro carvão De acordo com PNE 2030, o custo do frete chegava a US$ 49,50 por tonelada no Japão. Para distâncias muito curtas, o método mais eficiente de transporte é a esteira Baixo poder calorífico

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51 Preço do carvão

52 Indicadores: Carvão Aproximadamente 1,5% da geração de eletricidade no Brasil é através de carvão, ante a mais de 40% no mundo As reservas de carvão no Brasil são de 7 bilhões de toneladas, as maiores reservas de carvão na América Latina Elas estão situadas nos Estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina (90%) e Paraná Seu conteúdo de cinzas e, na maioria da minas, também o seu conteúdo de enxofre são elevados, limitando sobremaneira o seu consumo na indústria siderúrgica (aproximadamente 99,5% do carvão consumido na indústria siderúrgica nacional foi importado) e o seu transporte para longe das minas A inexistência de uma rede de transporte ferroviário apropriada na região das minas também dificulta o transporte do carvão

53 Indicadores: Carvão A indústria de extração de carvão tem dependido, há muito tempo, da construção de termelétricas à carvão para sobreviver e estas últimas nunca foram competitivas com novas usinas hidrelétricas no País, dependendo sempre de subsídios para sua construção e operação Usinas a carvão existentes no país.

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55 Exploração de recursos naturais: nuclear Fonte: ANEEL

56 Exploração de recursos naturais: nuclear Das formas de produção de eletricidade, a usina nuclear é uma das menos agressivas ao meio ambiente, considerando-se as emissões de GEE Durante a fase de extração e processamento do minério e de operação da usina, os níveis de radioatividade são permanentemente monitorados e controlados, de forma a não superar os limites previstos pelos órgãos reguladores. No entanto, ainda não se conseguiu encontrar uma solução definitiva para os dejetos radioativos que, lado a lado com o risco de acidentes nas usinas, se constituem nos elementos mais perigosos do processo de produção da energia nuclear. Acidentes

57 Exploração de recursos naturais: nuclear Alternativas para depósito desses dejetos estão em estudo no exterior. Uma das mais aceitas, atualmente, é o armazenamento em uma estrutura geológica estável A tecnologia hoje existente apenas atenua, mas não acaba com os riscos de acidentes ambientais provocados pelas usinas nucleares. Terrorismo

58 Indicadores: Nuclear O Brasil possui duas usinas nucleares em operação, Angra I (675 MW) e Angra II (1,3 GW), ambos na cidade de Angra dos Reis, no Estado do Rio de Janeiro A usina Angra I foi construída pela Westinghouse, tendo sido concluída em 1969 A usina Angra II entrou em operação em 2000, 23 anos após o início das obras A crise no abastecimento de eletricidade, em 2001, renovou o interesse de se retomar a o projeto Angra III, cuja previsão de início de operação é em 2018

59 Fontes renováveis no Brasil Eólica: potencial concentrado longe do mercado consumidor Hidrelétricas Pequenas centras hidrelétricas: PCH s Biomassa: bagaço de cana, resíduos, biomassa energética Solar fotovoltaica: grande potencial no país