Desafios Tecnológicos para o Gás Natural

Newton Reis de MouraPetrobras

Novembro de 2007

Objetivo

Apresentar o estado da arte das diversas tecnologias para o segmento Gás Natural, destacando:

tecnologias

grau de maturidade (horizonte de aplicação)

evolução tecnológica

nicho de mercado

INTRODUÇÃO

Características do Mercado de Gás NaturalTendência 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

Características:• 60 a 90 v/v• 70 a 100 bar

Aplicações:• Transporte de médio e grandes volumes

Distâncias:• Pequenas a médias distâncias

Custo Transporte

DistânciaC

usto Gasoduto

Transporte marítimo

GNL – Gás Natural Liqüefeito

Capacidade do navio135.000 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

Aplicações:• Transporte de grandes quantidades• Gasoduto virtual• veicular

Capacidade do navio330.106 ft3 GN(~9.106 m3 GN)

Terminal

• 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)

• Compressores• Tratamento do gás (remoção de H2 O e

H2 S)• Sistema de refrigeração (opcional)• Monobóia ou braço de carregamento• Carregamento contínuo (opcional)

FPSO

SS

• Armazenamento do gás• Planta a bordo (opcional)• Armazenamento do C3+ (opcional)• Sistema de Refrigeração (opcional)• DP• Vent

Terminal

NAVIO GNCIntegração de disciplinas• Processo• Material• Naval

Cadeia de suprimento do GNC

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 H2 O e Metano• Metano aprisionado nas cavidades da estrutura• -23 oC e 1 bar ou 2-3 oC e 10 bar• 70-150 v/v•AplicaçõesTransporte 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

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.

Conclusões