Desafios Tecnológicos para o Gás Natural
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Desafios Tecnológicos para o Gás Natural
Desafios Tecnológicos para o Gás Natural Newton Reis de Moura Petrobras Novembro de 2007 Objetivo Apresentar o estado da arte das diversas tecnologias para o segmento Gás Natural, destacando: 9 tecnologias 9 grau de maturidade (horizonte de aplicação) 9 evolução tecnológica 9 nicho de mercado INTRODUÇÃO Características do Mercado de Gás Natural Tendência de crescimento: – queima mais eficiente ⇒ reduz custos de manutenção – combustível mais limpo ⇒ diminuição das emissões Centros consumidores e reservas encontram-se afastados. Existência de um comércio de longa distância bem desenvolvido Particularidades do Brasil: – Produção de GN em offshore ou em regiões afastadas – País de dimensões continentais – Mercado de GN ainda incipiente em algumas regiões O transporte de combustíveis gasosos é economicamente menos viável que o transporte de combustíveis líquidos ⇒ gás apresenta baixa densidade energética DESAFIOS Viabilizar o transporte de GN Aspectos relevantes: – – – – – Aumento do custo deste energético Aumento do custo dos materiais (aço) Restrições ambientais Grande aumento do consumo Mercado em franco desenvolvimento Desafios: – Tecnológicos ⇒ atendimento de novos nichos de mercado – Econômico ⇒ reduzir o custo das plantas de GN e de transporte Tecnologias de Transformação do Gás para Transporte TRANSFORMAÇÃO FÍSICA GNL (gás natural liquefeito): -160 oC; ~1 atm; 600 v/v GNLP (GNL pressurizado): -60 a -123 oC; 13 a 68 atm; 600 v/v GNC (gas natural comprimido): Tamb; 70 a 250 bar; 60-225 v/v GNCR (GNC resfriado): -30 oC; 95 a 125 bar; 220-260 v/v GTS (gás para sólido; hidratos): -20 oC, 1 bar ou 2-3 oC, 10 bar; 70-150 v/v GNA (gás natural adsorvido): Tamb; 35-70 atm; 70-170 v/v TRANSFORMAÇÃO QUÍMICA GTL (MeOH, Fisher-Tropsch, DME) GTW (Gas-to-Wire) Geração de eletricidade offshore Gasoduto Custo Transporte Aplicações: • Transporte de médio e grandes volumes Distâncias: • Pequenas a médias distâncias Custo Características: • 60 a 90 v/v • 70 a 100 bar Gasoduto Transporte marítimo Distância GNL – Gás Natural Liqüefeito Capacidade do navio 135.000 m3 (81.106 m3 GN) Características: • 600 v/v • -160 oC e 1 atm • Isolamento térmico pesado Aplicações: • Transporte de grandes volumes • Gasoduto móvel • Peak-shaving • Veicular • Liquefação de pequenos volumes • Floating LNG GNC – Gás Natural Comprimido Características: • 60 v/v a 225 v/v • 70 bar a 250 bar • Resistência mecânica Capacidade do navio 330.106 ft3 GN(~9.106 m3 GN) Aplicações: • Transporte de grandes quantidades • Gasoduto virtual • veicular Cadeia de suprimento do GNC Terminal Terminal • • • • • • FPSO SS • • • • • Compressores Tratamento do gás (remoção de H2O e H2S) Sistema de refrigeração (opcional) Monobóia ou braço de carregamento Carregamento contínuo (opcional) Armazenamento do gás Planta a bordo (opcional) Armazenamento do C3+ (opcional) Sistema de Refrigeração (opcional) DP Vent NAVIO GNC Integração de disciplinas • Processo • Material • Naval • Monobóia ou braço de descarregamento • Descarga contínua (opcional) • Vent ou Flare • Aquecimento • Ajuste de pressão (bombas ou compressores) • Interligação com rede de dutos • UPGN • Tancagem (opcional) GASODUTO MÓVEL – TRANSPORTE TERRESTRE SISTEMA MODULAR DE COMPRESSÃO, TRANSPORTE E DESCOMPRESSÃO DE GN ABASTECIMENTO DE CIDADES, INDÚSTRIAS E POSTOS DE GNV DISTÂNCIA, VOLUME E A SAZONALIDADE DA DEMANDA NÃO JUSTIFICAM ECONOMICAMENTE UM GASODUTO TRANSPORTE DO GN EM CILINDROS PRESSÃO: 220 a 250 bar UTILIZAÇÃO DE CAMINHÕES, BALSAS OU TRENS PARA O TRANSPORTE GTS – hidratos de gás natural Hidrato • Problema na produção ou no transporte de GN não tratado em gasoduto •Existência de grandes reservas mundiais de hidrato Características • Estrutura sólida formada de H2O e Metano • Metano aprisionado nas cavidades da estrutura • -23 oC e 1 bar ou 2-3 oC e 10 bar • 70-150 v/v • Aplicações Transporte de grandes volumes GNA – Gás Natural Adsorvido Características • 60 v/v a 170 v/v • T ambiente • 35-70 bar • Reservatório com flexibilidade geométrica Aplicações • Gasoduto móvel • Veicular • Peak shaving • Transporte de pequenos volumes GTL – Gas to Liquids Características • transforma quimicamente o gás natural em frações líquidas isentas de enxofre e aromáticos: diesel, metanol, DME, lubrificantes, etc • alto consumo energético Aplicações • grandes volumes de gás (tecnologia tradicional) • volume médio (tecnologia de microcanais) Transporte de GN no Brasil Necessidade de importação: gasoduto e GNL Transferência de gás entre regiões Gasoduto Caminhão (GNC e GNL) Possibilidade de novas tecnologias? Novos modais de transporte: Desenvolver ou antecipar produção de reservas marítimas de gás. Viabilizar campos marítimos marginais com gás associado. Eliminar restrições à produção de óleo Incorporar reservas marítimas de gás Conclusões O gás natural apresenta-se como um vetor energético de transição, com grande potencial de crescimento. O transporte do gás natural apresenta-se como um grande desafio tecnológico . Buscando soluções criativas e inovadoras, estaremos contribuindo para a consolidação desse mercado extremamente promissor, ajudando a sociedade a equacionar sua crescente demanda por energia.