PRODUÇÃO ENERGÉTICA PROVENIENTE DO GÁS-NATURAL DO PRÉ-SAL

PRODUÇÃO ENERGÉTICA PROVENIENTE DO GÁS-NATURAL DO PRÉ-SAL: Geração de energia elétrica em termelétricas a gás natural

Guilherme Wanka Imianowsky[1]

Marcus Alberto Walendowsky[2] 

 

RESUMO: É crescente a necessidade de energia elétrica em países como o Brasil, isso deve-se ao crescimento que atinge o país e que se vislumbra para os próximos anos. Quanto mais desenvolvido o país, mais energia é necessária para mantê-lo. Com a descoberta do pré-sal constatou-se uma enorme quantidade de gás natural nestes poços. Devido ao armazenamento ser muito complicado e dispendioso, é necessário que ele seja consumido imediatamente. Em posse destas informações objetivou-se com este artigo a quantificação da empregabilidade deste gás natural na geração de energia elétrica a partir de usinas termelétricas e FPGP (Float Power Generation Plant) e apresentar uma previsão da matriz energética do Brasil nos próximos 20 anos. Tivemos como base de nossa pesquisa, documentos da ANP (Agência Nacional do Petróleo), COMGAS (Companhia de Gás de São Paulo); EPE (Empresa de Pesquisa Energética) e bibliografias. 

PALAVRAS-CHAVE: Gás Natural. Pré-sal. Energia elétrica. Matriz energética.

1 INTRODUÇÃO 

1.1 HISTÓRIA DO GÁS NATURAL NO BRASIL

 

O gás natural no Brasil desenvolveu-se de forma satisfatória no século XIX até a metade do século XX quando entramos nos anos 50 aos anos 90 houve um bloqueio no crescimento e até gerou certo retrocesso. Ao final deste período a distribuição de gás natural ficou compreendida entre Rio de Janeiro e São Paulo.

Em 1851 foi assinado pelo Barão de Mauá, Irineu Evangelista de Souza, o contrato de iluminação a gás do Rio de Janeiro. Com isto criando a CEG, primeiramente sobre o nome de Companhia de Iluminação a Gás e mais tarde denominada Companhia Estadual de Gás (CEG) a qual foi privatizada em julho de 1997 criando a CEG e a Riogas (MONTEIRO; SILVA, 2010).

Por sua vez, São Paulo iniciou em meados de agosto de 1872 quando a São Paulo Gas Company recebeu a autorização do Império para prestação de serviços. (MONTEIRO; SILVA, 2010).

O grande avanço na oferta de gás natural para a região Sul e Sudeste foi a criação do GASBOL o qual teria sua fonte nos poços de gás natural na Bolívia e que seria subsidiado pela Bolívia e pelo Brasil através da Petrobras.

Apesar da injeção no mercado de uma grande quantidade de gás natural com a conclusão do GASBOL a indústria do gás natural não sofreu um crescimento que havia sido vislumbrado, pois o mercado não estava maduro o suficiente para a absorção do excedente de produção. Devido ao contrato firmado com a Bolívia ser de take or pay (pegar ou pagar) e o mercado não estar consumindo a produção esperada, o Brasil teve que tomar medidas imediatas para retornar o capital investido e utilizar a produção de gás comprada diariamente da Bolívia. A ação tomada foi a criação de termelétricas em todo o território nacional.

Nos últimos anos observa-se que se descobrem vários campos de gás natural na camada pré-sal e isso está alavancando ainda mais o interesse por esta fonte de energia. O grande problema é o que fazer com essa produção?

 

1.2 GÁS NATURAL

 

O gás natural é composto de um ou dois átomos de carbono ligados por quatro ou três átomos de hidrogênios para cada carbono (CH4, C2H6), eles são formados por matérias orgânicas em decomposição a uma grande temperatura e pressão por milhares de anos e armazenados em rochas porosas e seladas em trapas[3].

Este produto tem uma grande gama de utilização, sendo: na cocção, no transporte veicular, na indústria e comércio em geral e na geração de energia elétrica. Além da extensa gama de utilização é considerado como um produto mais limpo do que outros derivados do petróleo e do carvão. A complicação que se é levantada com relação ao gás natural é o seu transporte e seu armazenamento, pois para que seja armazenado, ou deve ser pressurizado ocupando mesmo assim um grande volume e dispendendo um custo elevado, ou liquefazendo a temperaturas abaixo de -160oC. Isso nos leva a pensar em uma solução prática e de grande investimento inicial, mas após sua construção se torna a mais barata com relação aos demais meios de transporte.

No Brasil nos últimos anos vê-se um enorme esforço na construção e pulverização de obras de gasodutos por todo o território nacional. Isso em parte deve-se ao crescimento do gás natural na matriz energética que observa-se no decorrer dos anos. Mesmo esta porcentagem ser muito inferior ao restante do mundo ainda vemos que o gás natural consolida-se como uma fonte de energia barata e menos poluente.

Na Figura 1 é apresentado a evolução da matriz energética do Brasil nos últimos anos.

 

Figura 1: Produção de energia primária.

Fonte: Balanço Energético Nacional 2011 (Ano Base 2010) – EPE.

 

Com as novas descobertas do pré-sal o Brasil deverá realizar obras de infraestrutura que suportem a nova oferta de gás natural que será proveniente destes novos poços e os encaminhem para o consumidor final. Como a oferta estimada é maior que o mercado consumidor pode assimilar, qual será o destino desta produção e qual será o impacto destas mudanças na matriz energética do Brasil nos próximos 20 anos?

Tem-se como objetivo apresentar a quantidade estimada que será destinada de geração de energia com termelétricas a gás natural tendo em vista a produção excedente do pré-sal. Para isso apresenta-se a utilização do gás natural, a evolução na demanda de gás natural no decorrer dos anos, previsões de produção em campos do pré-sal, impactos na matriz energética do país nos dias atuais, quantidade de energia elétrica gerada com o excedente de gás gerado pelo pré-sal.

 

2 ONDE O GÁS NATURAL É UTILIZADO

 

O gás natural tem uma gama imensa de aplicações, são elas: utilização doméstica, comercial, industrial, veicular e geração/cogeração de energia elétrica. Cada dia mais são trocados os botijões de GLP pelo gás natural canalizado, pela segurança e praticidade. Isso deve-se a grande preocupação e investimentos despendidos na construção de gasodutos e na distribuição do gás natural.

 

2.1 UTILIZAÇÃO DOMÉSTICA

 

A utilização do gás natural domesticamente seria no aquecimento de água, lareira, ar condicionado, fogão, piso radiante, aquecedor, secadora de roupa, churrasqueira, chuveiro, etc.

 

2.2 UTILIZAÇÃO COMERCIAL

 

A utilização do gás natural no comércio seria para calandra, aquecedor, cocção, aquecimento de água, lareira, ar condicionado, fogão, piso radiante, secadora de roupa, churrasqueira; chuveiro, etc. Os locais que mais utilizam o gás natural canalizado são: hospitais, clubes, lavanderias, padarias, restaurantes, etc.

 

2.3 UTILIZAÇÃO INDUSTRIAL

A utilização de gás natural na indústria seria para a geração de calor, eletricidade, etc.

COMGAS (2011) demonstra no gráfico da Figura 2 a porcentagem de consumo por setor industrial em 2005:

 

Figura 2: Participação setorial – 2005.

Fonte: Disponível em: http://www.comgas.com.br/quero_industria/gasnatural/segmentos.asp

 

O gás natural é utilizado como combustível para fornecimento de calor, geração de eletricidade e de força motriz, como matéria-prima nos setores químico, petroquímico e de fertilizantes, e como redutor siderúrgico na fabricação de aço.

Para a elucidação da produção, importação e demandas de gás natural no Brasil introduz-se o capítulo abaixo.

 

3 PREVISÃO DE PRODUÇÃO E DEMANDA DE GÁS NATURAL

 

Tendo em vista o levantamento dos dados adquiridos do pré-sal não serem conclusivos e que toda a extensão das reservas não estarem totalmente mapeada, os especialistas não conseguiram quantificar o volume de gás que poderá ser retirado da camada pré-sal. A Petrobras vislumbra uma produção elevada como apresentado por Moura (2011, p.9):

 

[...] A estatal pretende aumentar a produção de petróleo e gás, dos atuais 2,7 milhões, comercializados no Brasil e exterior, para 4 milhões em 2015 e 6,4 milhões em 2020. Somente do pré-sal serão quase 2 milhões de barris de petróleo equivalente por dia. Com isso, a camada pré-sal passará dos atuais 2% para 18% em 2015 e 40,5% em 2020.

 

Tendo a previsão de 40,5% da produção Brasileira em 2020 ser proveniente do pré-sal podemos vislumbrar cenários bem promissores.

O gráfico apresentado na Figura 3 elucida o cenário de demanda de gás natural no Brasil para os próximos anos.

 

Figura 3: Projeção de demanda de Gás Natural no Brasil.

Fonte: Disponível em: http://www.epe.gov.br/imprensa/ApresentacaoEvento/20060914_1.pdf

 

A leitura do gráfico apresentado na Figura 3 nos leva a informação de que o volume consumido por dia passará de 60 milhões de m³/dia tem uma previsão de ser duplicado, chegando a 128 milhões de m³/dia. Verificamos também que a fatia das térmicas a gás passará de 15 para 32 milhões de m³/dia.

O gráfico exibido na Figura 4 demonstra a oferta de gás natural no Brasil nos próximos anos e também revela uma possível produção excedente de gás, algo em torno de 24 milhões de m³/dia.

 

Figura 4: Previsão de Oferta de Gás Natural no Brasil.

Fonte: Disponível em: http://www.epe.gov.br/imprensa/ApresentacaoEvento/20060914_1.pdf

 

A grande dificuldade na aquisição do gás natural dos campos do pré-sal é o modo que será adotado para o transporte deste insumo. Isto será levantado no capítulo abaixo.

 

4 INVESTIMENTOS NECESSÁRIOS

 

Para verificar-se os gastos necessários para a geração de energia elétrica com o gás natural retirado do pré-sal é preciso verificar a distância da costa e as tecnologias a serem aplicadas.

Podemos constatar que as distâncias para a realização do transporte por dutos são muito grandes, chegando a casa de 300 km da costa. Tendo em vista isto e as pressões necessárias para o transporte do gás este se torna um procedimento praticamente inviável.

Uma segunda alternativa seria a do transporte deste gás no seu estado líquido, o que seria necessário uma planta de liquefação do gás natural. Um grande empecilho é a pressão e a temperatura que devem ser atingidos para que o gás permaneça no estado líquido, estas seriam na ordem de -160oC e com uma taxa de compressão de 600 vezes.

A terceira e por sua vez de mais fácil execução seria a Floating Power Generation Plant (FPGP). Esta consiste em um navio que transporta uma planta de geração de energia e o produto desta geração, a energia gerada, seria transportada através de cabos submarinos até a rede elétrica terrestre e integrada a malha.

Tendo em vista estes modais de transporte apresentados, verifica-se que não serão poucos os investimentos necessários para a utilização do gás natural proveniente do pré-sal, tanto para a utilização do próprio gás natural tanto quanto a sua energia transformada em energia elétrica.

 

5 IMPACTOS NA MATRIZ ENERGÉTICA DO BRASIL

 

A matriz energética brasileira na obtenção de energia elétrica está muito inclinada para a geração através de hidroelétricas devido ao enorme recurso hídrico disponíveis no Brasil.

Tendo em vista o aumento da demanda de gás apresentada no item 3 deste artigo, a porcentagem de gás natural na matriz energética brasileira poderá mudar de 10,3% em 2010 para aproximadamente 20% em 2015. Esse crescimento é devido a sua grande utilização na indústria, comércio e residência e a baixa emissão de poluentes, ao contrário da lenha, carvão e óleos combustíveis como já mostrado anteriormente.

 

6 GERAÇÃO DE ENERGIA

 

A turbina a gás vem sofrendo várias alterações e melhorias ao longo do tempo. Estas melhorias fizeram com que os investimentos em geração de energia elétrica a partir do gás natural aumentassem. A geração de energia somente com turbinas a gás natural tem um rendimento muito baixo fazendo com que a cogeração seja muito mais lucrativa e eficiente. Normalmente a turbina de gás natural é combinada a uma turbina a vapor, pois o resíduo da queima do gás gera uma enorme quantidade de calor que é a matéria prima para a turbina a vapor.

“Atualmente, os ciclos combinados são comercializados em uma ampla faixa de capacidades, módulos de 2 MW até 800 MW, e apresentam rendimentos térmicos próximos de 60%.” (ANEEL, 2011, p. 130).

Visto que o poder calorífico do gás natural é de 9.400 kcal e que 1kW equivale a 860 kcal, podemos concluir basicamente que com um rendimento de 60% a produção de energia elétrica gerada com 24 milhões de m³/dia de gás natural é aproximadamente 6,5GW/h. Este cálculo é levando em consideração toda a previsão de gás natural excedente ser convertida em energia elétrica.

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS

 

Conclui-se que com os apontamentos relatados neste artigo que a geração ou cogeração de energia elétrica, é sim uma possibilidade para a aplicação do excedente de gás natural proveniente de novos poços e do pré-sal.

O que deve ser verificado, com maior criticidade, são os modos construtivos para o transporte desta matéria prima a ser aplicada, a fim de que o preço dela não torne todo o projeto de geração inviável.

 

REFERÊNCIAS

 

ANEEL. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/09-Gas_Natural(2).pdf>. Acesso em 22 dez. 2011.

 

MONTEIRO, Jorge V.; SILVA, José Roberto N. M. Gás natural aplicado à indústria e ao grande comércio. ed. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 2010.

 

MOURA, Paulo Henrique. O pré-sal desenvolvendo o país. Petro e Gás, ano 26 Edição especial, p. 8-11, ago. 2011.

 

SEGMENTOS industriais. COMGAS Natural. Disponível em: . Acesso em 22 dez. 2011.

 

SERIF, Roti S. Balanço energético nacional 2011. EPE. Disponível em: <https://ben.epe.gov.br/downloads/Relatorio_Final_BEN_2011.pdf>. Acesso em: 21 dez. 2011.

 

TN PETRÓLEO. Disponível em: <http://www.tnpetroleo.com.br/clipping/1696/gas-natural-do-pre-sal-onde-e-como-utilizar->. Acesso em 13 mar. 2012.

 

 

 

[1] Acadêmico do curso de Engenharia Civil pelo Centro Universitário de Brusque – UNIFEBE. E-mail: guilhermewanka@unifebe.edu.br

[2] Acadêmico do curso de Engenharia Civil pelo Centro Universitário de Brusque – UNIFEBE. E-mail: marcus.walend@gmail.com

[3] Trapa vem do inglês trap que significa armadilha. No caso do armazenamento de gás são formações geológicas que possibilitaram o armazenamento de bolsões de gás natural em rochas porosas.