USO DO GÁS NATURAL DE PETRÓLEO NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA PÓS - GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA ADP SEMINÁRIOS EM ENGENHARIA AGRÍCOLA II USO DO GÁS NATURAL DE PETRÓLEO NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Alexandre Reuber Almeida da Silva Engenheiro Agrônomo - UFC Doutorando em Engenharia Agrícola/ Irrigação e Drenagem - UFC Orientador: Prof. Dr. Francisco Marcus Lima Bezerra FORTALEZA - CE 19 de Outubro de 2012

2 1 CONTEXTUALIZAÇÃO ELETRICIDADE NO MUNDO MODERNO OFERTA DE ENERGIA: DESAFIO DO SÉCULO XXI

3 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Nível atual de desenvolvimento da humanidade: Consumo médio de energia por habitante bastante elevado.

4 Figura: Consumo médio de energia elétrica por unidade de consumidor residencial (kwh/mês). Fonte: Guerreiro (2011). 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Brasil Consumo Residencial de Energia: kwh/mês ,6% a.a.

5 1 CONTEXTUALIZAÇÃO INTERROMPER ESTE CONSUMO??? DECISÃO SIMPLISTA: Negar o conhecimento adquirido; Comprometer a continuidade da civilização.

6 Figura: Participação das fontes na geração de energia elétrica em Junho de Fonte: Aneel (2012). 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Vocação do Brasil para a geração de energia elétrica: Aproveitamento do potencial hídrico.

7 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Porque o parque gerador brasileiro é composto em sua maior parte por usinas hidrelétricas??? Características geográficas do Brasil; Histórico de investimentos do governo neste setor; Aproveitamento a custos baixos Choques nos preços do petróleo e de seus derivados

8 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Potencial hidrelétrico do mundo: China, 13% Demais países, 44% Rússia, 12% Brasil, 10% EUA, 4% Canadá, 7% Congo, 5% Índia, 5% Brasil: 3º Lugar; Fonte: Tolmasquim (2005).

9 1 CONTEXTUALIZAÇÃO % do potencial tecnicamente aproveitável Figura: Percentual do potencial hidrelétrico total tecnicamente aproveitável dos países que detêm 2/3 do potencial hidráulico do mundo. Fonte: ANEEL (2008).

10 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Década de Figura: Evolução da energia assegurada versus o consumo de energia elétrica no Brasil entre os anos de 1990 à Fonte: Silva e Campagnolo (2001).

11 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Ano de 2001: Racionamento de Energia Elétrica; 2001: RESERVATÓRIOS COM APENAS 18% DA CAPACIDADE Figura: Evolução do consumo mensal de energia elétrica no Brasil (BARDELIN, 2004).

12 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Solução: Diversificação da matriz energética; OBJETIVO: Redução dependência hidreletricidade; da da Como executar esta diversificação??? DIVERSIFICAÇÃO

13 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Aumento da participação de usinas termelétricas no parque gerador de energia elétrica; Regime hidrológico desfavorável; Função: Complementação da Demanda; Decreto Nº 3.371, de 24 de Fevereiro de 2000: Programa Prioritário de Termeletricidade: Visando à implantação de usinas termelétricas.

14 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Mudanças no perfil da matriz elétrica: Fonte: ANEEL (2012).

15 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Usinas Termelétricas: Maquinas térmicas; Objetivo: CONVERSÃO: ENERGIA DE UM COMBUSTÍVEL ENERGIA ELÉTRICA

16 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Usinas Termelétricas: Principais Combustíveis: Óleo combustível; Óleo diesel; Gás natural; Carvão mineral; Alternativas (bagaço de diversas plantas, restos de madeiras, entre outras).

17 1 CONTEXTUALIZAÇÃO POR QUE O GÁS NATURAL? Forma mais rápida de atender à necessidade emergencial gerada pelo déficit de energia daquele momento (Ano de 2001); Alternativa à geração hidrelétrica que tem maior competitividade; Aumentos sucessivos das reservas provadas em território nacional; É o combustível fóssil e não renovável, cuja utilização gera a menor taxa de emissões.

18 2 O QUE É O GÁS NATURAL??? Definição; Combustível fóssil Decomposição da M.O.; Hidrocarboneto;

19 2 O QUE É O GÁS NATURAL???

20 3 COMPOSIÇÃO BÁSICA DO GÁS NATURAL HIDROCARBONETOS METANO ETANO PROPANO BUTANO

21 4 DEFINIÇÕES LEGAIS DE GÁS NATURAL Lei nº 9.478/97 Subproduto do Petróleo : É a porção do petróleo que existe na fase gasosa ou em solução no óleo, nas condições atmosféricas de pressão e temperatura. Lei nº / 2009 Fonte 1º de Energia : Todo hidrocarboneto que permaneça no estado gasoso nas condições atmosféricas normais, extraído diretamente a partir de reservatórios petrolíferos ou gasíferos, cuja composição poderá conter gases úmidos, secos e residuais.

22 Fonte: Portal Gás Energia 5 FORMAS COMO O GÁS NATURAL PODE SER ENCONTRADO Gás associado: Associado ao Petróleo; Localização: Poços petrolíferos; Brasil: Predominantemente 73%;

23 Fonte: Portal Gás Energia 5 FORMAS COMO O GÁS NATURAL PODE SER ENCONTRADO Gás não - associado: Não associado ao petróleo; Localização: Em campos isolados; Observações: Maior ocorrência na natureza; Mais favorável à sua exploração comercial.

24 1) Exploração: Possibilidade de ocorrência do GN Estudos Geológicos ( 78% Mar; 22% Terrestre); 2) Produção: Instalação da infraestrutura e operação da exploração; 3) Processamento: Separação das fases Gás - associado; 4) Transporte: Gasodutos Definição; 5) Distribuição: Entrega do GN para o consumidor; 6) Comercialização. 6 CADEIA PRODUTIVA DO GÁS NATURAL

25 Figura: Participação do gás natural na oferta primaria de energia no mundo em Fonte: IEA (2012). 7 INFORMAÇÕES GERAIS Gás Natural: Sapo Príncipe - Matriz Energética; Século XIX: Empecilho junto ao petróleo; Séculos XX, XXI: Expansão Fóssil com crescimento; 3º Lugar

26 7 INFORMAÇÕES GERAIS 2º Lugar Figura: Participação do gás natural na produção mundial de energia elétrica em Fonte: IEA (2012).

27 7 INFORMAÇÕES GERAIS Em escala nacional Situação do Brasil: 5º Lugar Figura: Participação do gás natural na oferta primária de energia no Brasil em Fonte: MME (2012).

28 7 INFORMAÇÕES GERAIS 3º Lugar Figura: Participação do gás natural na produção de energia elétrica no Brasil em Fonte: IEA (2012).

29 Figura: Reservas de gás natural no mundo em trilhões de m 3. Fonte: BP (2007). 7 INFORMAÇÕES GERAIS Expansão geográfica das reservas provadas: Década de 70: América do Norte, Antiga URSS; Entrave Transporte: Construção dos Gasodutos;

30 7 INFORMAÇÕES GERAIS Produção de Gás Natural no Brasil: Gás Natural Milhões de m³ Identificação Produção Importação Consumo Total Produção de derivados do petróleo Geração elétrica Fonte: MME (2011). DO TOTAL CONSUMIDO 15,36%: GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

31 8 GERAÇÃO TERMELÉTRICA À GÁS - NATURAL Conceito fundamental da geração termelétrica: Energia Térmica Energia Mecânica Energia Mecânica Energia Elétrica

32 8 GERAÇÃO TERMELÉTRICA À GÁS - NATURAL Conceito fundamental da geração termelétrica: Fluído Expansão Trabalho em turbinas térmicas Energia mecânica Transferida ao gerador elétrico acoplado ao eixo das turbinas

33 8 GERAÇÃO TERMELÉTRICA À GÁS - NATURAL Princípio de Funcionamento: Baseado em quatro estágios: 1º) Aquecimento da caldeira, através da queima do gás natural; 2º) Rotação da turbina pelos gases de combustão; 3º) Movimentação do Gerador; 4º) Distribuição da energia pelas linhas de transmissão.

34 8 GERAÇÃO TERMELÉTRICA À GÁS - NATURAL Figura: Perfil esquemático do processo de produção de energia elétrica a partir do gás natural. Fonte: ANEEL (2008).

35 8 GERAÇÃO TERMELÉTRICA À GÁS - NATURAL COGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA: ELETRICIDADE CICLO SIMPLES: 38% EF. GÁS NATURAL ELETRICIDADE CALOR, VAPOR CICLO COMBINADO - COGERAÇÃO: > 50% EF.

36 8 GERAÇÃO TERMELÉTRICA À GÁS - NATURAL Centrais termelétricas a gás natural em operação no Brasil ANEEL (2008): Novembro de 2008: 85 Centrais termelétricas em Operação. Total instalado: 11 mil Megawatts; 10% da Potência instalada no país 103 mil MW. LOCALIZAÇÃO:

37 9 ASPECTOS ECONÔMICOS Custos com implantação: Usina hidrelétrica com potência de 11 GW e vida útil de trinta anos; Usina termelétrica a gás, com potência de 600 MW e vida útil de trinta anos. Investimento Inicial (R$ kw -1 ) ,00 Hidrelétrica 600,00 Termelétrica Figura: Comparativo entre os custos para construção de uma usina hidrelétrica e de uma usina termelétrica. Fonte: ABUD (2012).

38 9 ASPECTOS ECONÔMICOS Custos de Geração elétrica a partir de térmicas Custos econômicos mais elevados: Figura: Preço de geração de energia elétrica por fonte (R$ MWh -1 ). Fonte: ABUD (2012).

39 9 IMPACTOS AMBIENTAIS Vantagem ambiental significativa em relação a outros combustíveis fósseis: Menor emissão de gases poluentes que contribuem para o efeito estufa.

40 Fonte: Paro (2005). 10 IMPACTOS AMBIENTAIS Emissões padrões de poluentes em atividades energéticas por tipo de combustível e por uso final:

41 10 IMPACTOS AMBIENTAIS RESTRIÇÃO: Necessidade de captação de água para o resfriamento do vapor. Figura: Exemplos de consumo de água em usinas termelétricas a gás natural no estado de São Paulo. Fonte: Ferreira (2002).

42 11 CONSIDERAÇÕES FINAIS Um dos grandes desafios para a humanidade neste século é o de fazer a transição para um futuro de energia sustentável. O gás natural, em particular, tem um papel crítico a desempenhar como combustível ponte na transição para sistemas energéticos mais sustentáveis. Conceito de sustentabilidade energética: Não basta garantir uma oferta adequada de energia para atender as necessidades futuras. Solução Fontes renováveis de energia???

43 11 CONSIDERAÇÕES FINAIS Nos últimos 10 anos, países do mundo todo investiram pesado em programas de energia renovável. Sol, água e vento são grátis, não é mesmo? O que ambientalistas nem sempre veem é que convertê-los em energia tem um custo alto - em dinheiro e recursos naturais. Não que devamos parar de investir em energias renováveis. Mas precisamos ser claros quanto ao retorno que podemos ter com elas. A solução correta para a questão energética depende das características de cada região.

44 A idade da pedra chegou ao fim, não porque faltassem pedras; a era do petróleo e de seus derivados chegará igualmente ao fim, mas não por falta de petróleo. Xeque Yamani OBRIGADO!!! alexandre_reuber@hotmail.com

45 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA PÓS - GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA ADP SEMINÁRIOS EM ENGENHARIA AGRÍCOLA II USO DO GÁS NATURAL DE PETRÓLEO NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Alexandre Reuber Almeida da Silva Engenheiro Agrônomo - UFC Doutorando em Engenharia Agrícola/ Irrigação e Drenagem - UFC Orientador: Prof. Dr. Francisco Marcus Lima Bezerra FORTALEZA - CE 19 de Outubro de 2012