Matriz Energética - Petróleo. Engº Antonio Ésio Bresciani

Transcrição

1 Matriz Energética - Petróleo Engº Antonio Ésio Bresciani

2 ENERGIA: INÍIO DO USO INTENSIVO Para muitos, foi a máquina a vapor de James Watt (1765), um fabricante de instrumentos para a Universidade de Glasgow, que ocasionou a Revolução Industrial. Michael Faraday é considerado o pai do motor elétrico ( ) Karl Benz (1885), Gottlieb Daimler (1886) e Henry Ford (1892) desenvolveram o automóvel mas foi somente na década de 1920 que os automóveis passaram a ter motor de combustão interna a gasolina. OMO ERA ANTES?

3 EVOLUÇÃO DA POPULAÇÃO MUNDIAL urrent World Population : 7,4 bilhões According to the most recent United Nations estimates, the human population of the world is expected to reach 8 billion people in urrent World Population : 7,46 Bilhões Births this year : 123 Milhões Deaths this year : 51 Milhões Population Growth this year : 72 Milhões Fonte: consulta em 10/11/2016

4 EVOLUÇÃO DA ONENTRAÇÃO DE O 2 NA ATOSFERA rescimento da concentração de O 2 entre 1 a 2 ppm por ano Derivada segunda positiva indicando tendência de aumentar o crescimento Fonte: consulta em 13/04/2015

5 Fossil fuel DESPERDÍIO reserves-to-production DE ENERGIA (R/P) EM ratios VEÍULOS at end 2015 Years Limite Termodinâmico dos motores a combustão interna Melhorias contínuas nos motores e na aerodinâmica Não houve mudança de conceito nos veículos Qual a eficiência energética de um automovel???

6 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR EVOLUÇÃO DO NÚMERO DEVEÍULOS NO BRASIL Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

7 Fossil DESPERDÍIO fuel DESPERDÍIO reserves-to-production ENERGIA DE ENERGIA TERMELÉTRIA (R/P) EM ratios VEÍULOS - ILO at end RANKINE 2015 Years ILO DE RANKINE PERDE ENERGIA NA ONDENSAÇÃO DO VAPOR DE BAIXA PRESSÃO EFIIÊNIA ENERGÉTIA DO ILO PARA PRESSÃO DO VAPOR DE 40 Atm, PRESSÃO DE ONDENSAÇÃO DE 0,04 Atm E TEMPERATURA DO VAPOR DE 530 o : 38,4% TURBINAS A GÁS TEM EFIIÊNIA ENERGÉTIA DA ORDEM DE 60%

8 Primary energy world consumption (Million tonnes oil equivalent) World primary energy consumption grew by a below-average 1.0% in 2015, the slowest rate of growth since 1998 (other than the decline in the aftermath of the financial crisis) BP Statistical Review of World Energy 2016 BP p.l.c. 2016

9 Primary energy regional consumption by fuel 2015 Percentage BP Statistical Review of World Energy 2016 BP p.l.c BP Statistical Review of World Energy 2016 BP p.l.c. 2016

10 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR MATRIZ ENERGÉTIA BRASILEIRA Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

11 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR ENERGIAS RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS Não Renováveis. ombustíveis Fósseis (liberam O 2 ). Energia Nuclear (Fissão e Fusão) Renováveis. Energia Hidráulica. Biomassa (libera O 2 na combustão e consome O 2 no crescimento). Energia Solar. Energia Eólica. Energia Geotérmica. Energia Maremotriz Hidrogênio é vetor energético e não fonte primária (não há hidrogênio em concentração significativa na atmosfera) Fonte: MTI, Estimativas Anuais de Emissões de Gases de Efeito Estufa, 2ª ed.

12 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR ENERGIA SOLAR Energia solar que incide na terra é cerca de 9000 vezes maior que o consumo total (todas as fontes) de energia na terra, ou seja, 0,011% dessa energia é suficiente para suprir toda a demanda do planeta. Temperatura no núcleo do sol: 15,7 milhões o Massa do sol : 333 mil vezes maior que a terra omposição : 73% de hidrogênio e 27% de Helio Distância da terra : 150 milhões de km ou 8 minutos luz Reação nuclear gera a energia emitida Fusão nuclear 4 ¹H 4 He + 2 e + (26,7 MeV) O investimento em geração de energia fotovoltaica se paga em cerca de 80 meses. om a redução dos custos de investimento o investimento se tornará mais atraente

13 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR ENERGIA SOLAR O PROBLEMA DA SAZONALIDADE DA ENERGIA SOLAR

14 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR MATRIZ ENERGÉTIA BRASILEIRA Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

15 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR MATRIZ ENERGÉTIA BRASILEIRA Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

16 Fossil fuel reserves-to-production (R/P) ratios at end 2015 Years BP Statistical Review of World Energy 2016 BP p.l.c. 2016

17 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR RESERVAS BRASILEIRAS DE PETRÓLEO 27, bbl = 27, bbl / (2, bbl/d) ano/365d = 30,75 anos Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

18 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR RESERVAS BRASILEIRAS DE PETRÓLEO produção total de óleo e gás no pré-sal alcançou a marca de 1,240 milhão de barris por dia em junho de Anuário Estatístico 2016 ANP

19 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR PRODUÇÃO DE PETRÓLEO NO BRASIL m 3 /ano = m 3 /ano. ano/365d. 6,29 bbl/m 3 = 2, bbl/d Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

20 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRIA Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

21 MATRIZ DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRIA NO BRASIL Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

22 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR MATRIZ DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRIA NO BRASIL Fonte: Resenha Energética Brasileira, Ano 2015, MME

23 PETRÓLEO

24 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR TIPOS DE PLATAFORMAS DE PRODUÇÃO

25 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR TIPOS DE PLATAFORMAS DE PRODUÇÃO

26 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR LOGÍSTIA DO PETRÓLEO E DOS PRODUTOS Plataformas de produção de petróleo Terminais de petróleo 15 Refinarias de petróleo Terminais de produtos

27 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR OMPOSIÇÃO DO PETRÓLEO Nome Fórmula Estado a 1 atm e 25 o Metano H 4 Etano 2H 6 N-propano 3H 8 Gasoso N - butano 4H 10 N-pentano 5H 12 N-hexano 6H 14 N-heptano 7H 16 N-octano 8H 18 N-nonano 9H 20 N-decano 10H 22 Líquido N-undecano 11H 24 N-dodecano 12H 26 N-tridecano 13H 28 N-tetradecano 14H 30 N-pentadecano 15H 32 N-hexadecano 16H 34 N heptadecano 17H 36 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H H2 H2 H2 H H iclopentano H H2 H2 H2 H2 H2 anéis isolados por uma cadeia parafínica H2 H2 H2 H2 H H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H H2 H2 H2 H H2 iclohexano H2 H2 H2 H2 anéis conjugados - diciclohexil alcano H2 H3 H2 H H2 H H3 H3 H H H2 H2 H2 H2 H2 H H3 N-octadecano 18H 38 N-nonadecano 19H 40 Sólido N-eicosano 20H 42 anéis condensados - decalina H2 H2 H H2 H2 olestano Elemento % massa arbono Hidrogênio Enxofre 0,2-3,0 Nitrogênio 0,1-0,2 Oxigênio 0,15 Metais 0,3

28 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR PRODUTOS DO PETRÓLEO GLP Nafta / Solventes Gasolina Querosene Diesel Lubrificantes Gases Gasóleo GLP Gasolina Asfalto/Óleo omb

29 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR PROESSOS DE REFINO DE PETRÓLEO SEPARAÇÃO Destilação, absorção, extração ONVERSÃO raqueamento catalítico, reforma TRATAMENTOS Hidrotratamentos

30 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR PROESSOS DE REFINO DE PETRÓLEO

31 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR PROESSOS DE REFINO DE PETRÓLEO

32 TÓPIOS PARA DISUSSÃO

33 ALTERNATIVAS ONSUMO PARA DE ENERGIA VEÍULOS POR OM SETOR MOTOR DE OMBUSTÃO INTERNA 2 H 5 OH + 3/2O 2 2 O H 2 O H = kj/mol Motor ciclo Otto com eficiência de 32% 2 H 5 OH + 1/2O 2 2 O + 3 H 2 H = 14,05 kj/mol H 2 + 1/2O 2 H 2 O H = -239,8 kj/mol élula combustível com eficiência de 60%

34 ONSUMO DE ENERGIA POR SETOR ALTERNATIVAS PARA REDUZIR ONENTRAÇÃO DE O2 É POSSÍVEL ONVERTER O2 A ETANOL OM ATALISADOR ESPEÍFIO E ONDIÇÕES ESPEIAIS 2 H 5 OH + 3/2O 2 2 O H 2 O + Energia (1) ( H = kj/mol) 2 O H 2 O + Energia 2 H 5 OH + 3/2O 2 (2) A ENERGIA A SER FORNEIDA PARA A REAÇÃO 2 PODERIA SER ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAIA High-Selectivity Electrochemical onversion of O2 to Ethanol using a opper Nanoparticle/N-Doped Graphene Electrode Yang Song, Rui Peng, Dale K. Hensley, Peter V. Bonnesen, Liangbo Liang, Zili Wu, Harry M. Meyer III, Miaofang hi, heng Ma, Bobby G. Sumpter, Adam J. Rondinone hemistryselect

35 Emissões de O 2 por combustível PI (kcal/kg) kg/10 6 kcal kg O 2 /kg kgo 2 /10 6 kcal Metano ,75 245, ,6 Gasolina ,24 294, ,5 Óleo diesel ,44 302, ,4 Etanol Anidro ,10 289, ,9 Óleo ombustível ,21 330, ,9 arvão ,06 539, ,4 arvão emite quase 4 vezes mais O 2 que o Gás Natural por energia liberada Etanol retira O 2 da atmosfera na fase de crescimento do vegetal

36 OBRIGADO