GÁS NATURAL.
Características
O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos leves encontrada no subsolo, na qual o metano tem uma participação superior a 70 % em volume. A composição do gás natural pode variar bastante dependendo de fatores relativos ao campo em que o gás é produzido, processo de produção, condicionamento, processamento, e transporte.
O gás natural é encontrado no subsolo, por acumulações em rochas porosas, isoladas do exterior por rochas impermeáveis, associadas ou não a depósitos petrolíferos. É o resultado da degradação da matéria orgânica de forma anaeróbica oriunda de quantidades extraordinárias de microorganismos que, em eras pré-históricas, se acumulavam nas águas litorâneas dos mares da época. Essa matéria orgânica foi soterrada a grandes profundidades e, por isto, sua degradação se deu fora do contato com o ar, a grandes temperaturas e sob fortes pressões.
Definição
Pela lei numero 9.478/97 (Lei do Petróleo), o gás natural "é a porção do petróleo que existe na fase gasosa ou em solução no óleo, nas condições originais de reservatório, e que permanece no estado gasoso em CNTP (condições normais de temperatura e pressão)"
Composição
A composição do gás natural pode variar muito, dependendo de fatores relativos ao reservatorio, processo de produção, condicionamento, processamento, e transporte. De uma maneira geral, o gás natural apresenta teor de metano superiores a 70% de sua composição, densidade menor que 1 (mais leve que o ar) e poder calorífico superior entre 8.000 e 10.000 kcal / m3, depedendo dos teores de pesados (Etano e propano principalmente) e inertes (Nitrogenio e gás carbonico). No Brasil a composição do gás para comercialização é determinada pela portaria de numero 104 da 08/07/2002 da Agência Nacional do Petróleo (ANP).
Na região Sudeste do Brasil o gás natural comercializado deve estar de acordo com as sequintes especificações:
Poder Calorifico Superior - 9,72 a 11,67 kwh/m3
Indice de Wobbe - 46500 a 52.500 KJ/m3
Metano mínimo - 86,0 %Vol
Etano Máximo - 10,0 %Vol
Propano Máximo - 3,0 %Vol
C4+ Máximo - 1,5 %Vol
Oxigênio Máximo - 0,5 %Vol
Inertes Máximo (N2 + CO2) - 4,0 %Vol
Nitrogênio Máximo - 2,0%
Enxofre total - 70 mg/m3
H2S Máximo - 10 mg/m3
Ponto de orvalho máximo - -45°C (1 ATM)
Riqueza
Conjunto de componentes do gás natural mais pesados que o etano (Fração C3+). Se o teor de pesados for superior a 8,0% o gás é considerado rico, se for menor que 6,0% o gás é considerado pobre, se o teor estiver entre 6,0 e 8,0% o gás é considerdo de riqueza mediana. A riqueza é um parâmetro importante na seleção da via tecnologica a ser utilizada no processamento do gás.
Histórico
O gás natural passou a ser utilizado em maior escala na Europa no final do século XIX, com a invenção do queimador Bunsen, em 1885, que misturava ar com gás natural e com a construção de um gasoduto à prova de vazamentos, em 1890.
Porém as técnicas de construção de gasodutos eram incipientes, não havendo transporte de grandes volumes a longas distâncias, conseqüentemente, era pequena a participação do gás em relação ao óleo e ao carvão. Entre 1927 e 1931, já existiam mais de 10 linhas de transmissão de porte nos Estados Unidos, mas sem alcance interestadual, no final de 1930 os avanços da tecnologia já viabilizavam o transporte do gás para longos percursos. A primeira edição da norma americana para sistemas de transporte e distribuição de gás (ANSI/ASME B31.8) data de 1935.
O grande crescimento das construções pós-guerra, durou até 1960, foi responsável pela instalação de milhares de quilômetros de gasodutos, dado os avanços em metalurgia, técnicas de soldagem e construção de tubos. Desde então, o gás natural passou a ser utilizado em grande escala por vários países, dentre os quais podemos destacar os Estados Unidos, Canadá, Japão além da grande maioria dos paises Europeus, isso se deve principalmente as inúmeras vantagens econômicas e ambientais que o gás natural apresenta.
A utilização do gás natural no Brasil começou modestamente por volta de 1940, com as descobertas de óleo e gás na Bahia, atendendo a indústrias localizadas no Recôncavo Baiano. Após alguns anos, as bacias do Recôncavo, Sergipe e Alagoas destinavam quase em sua totalidade para a fabricação de insumos industriais e combustíveis para a RELAM e o Pólo Petroquímico de Camaçari.
Com a descoberta da Bacia de Campos as reservas provadas praticamente quadruplicaram no período 1980-95. O desenvolvimento da bacia proporcionou um aumento no uso da matéria-prima, elevando em 2,7% sua participação na matriz energética nacional.
Em 1999 com a entrada em operação do Gasoduto Brasil-Bolívia, com capacidade de transportar 30 milhões de metros cúbicos de gás por dia, houve um aumento expressivo na oferta nacional de gás natural. Nos primeiros anos de operação do gasoduto, a elevada oferta do produto e os baixos preços praticados, favoreceram uma explosão no consumo tendo o gás superado os 10% de participação na matriz energética nacional.
Nos últimos anos, com as descobertas nas bacias de Santos e do Espírito Santo as reservas Brasileiras de gás natural tiveram um aumento significativo. Apesar disso o baixo preço do produto e a ausência de um marco regulatório tem inibido investimentos, esses fatores aliados ao grande crescimento da demanda e a nacionalização do gás na Bolívia, levaram a Petrobrás a cortar o fornecimento do produto para as distribuidoras de gás do Rio de Janeiro e São Paulo em outubro de 2007.
Regulamentação
Ao contrário do que ocorre com a maioria dos combustíveis fósseis, facilmente armazenáveis, a decisão de investimento em gás natural depende da negociação prévia de contratos de fornecimento de longo prazo, do produtor ao consumidor. Essas características técnico-econômicas configuram num modo de organização no qual o suprimento do serviço depende, previamente, da implantação de redes de transporte e de distribuição, bem como na implantação de um sistema de coordenação dos fluxos, visando o ajuste da oferta e da demanda, sem colocar em risco a confiabilidade do sistema.
Devido às fortes barreiras à entrada de novos concorrentes, o modelo tradicional que predominou do pós-guerra até o início dos anos 80, mesmo com variantes de um país a outro em função de contextos jurídicos e institucionais, é estruturado por três atributos principais: integração vertical, monopólios públicos de fornecimento e forma de comercialização baseada em contratos bilaterais de longo prazo. Para a indústria de gás natural, esse modelo permitiu, na Europa e nos Estados Unidos, uma forte expansão da produção e de gás e o incremento significativo da participação do gás no balanço energético destes países.
No Brasil, até 1997, predominou o modelo de monopólio estatal da Petrobrás na produção e no transporte de gás natural, ficando as distribuidoras estaduais a cargo da distribuição e venda de gás aos consumidores residenciais e industriais. Também existiam casos em que a Petrobrás fornecia gás diretamente a alguns grandes consumidores.
Após 1997, com a nova Lei do Petróleo, a Petrobrás perdeu o monopólio sobre o setor. Para se adequar à "lei do livre acesso", a Petrobrás se viu obrigada a criar um empresa para operar seus gasodutos - A Transpetro. Até 03 de março de 2009, o setor carecia de uma legislação específica.
Com a publicação da Lei n. 11.909, de 04 de março de 2009, foram criadas normas para "exploração das atividades econômicas de transporte de gás natural por meio de condutos e da importação e exportação de gás natural" (art. 1º).
Exploração
A exploração é a etapa inicial dentro da cadeia de gás natural, consistindo em duas fases. A primeira fase é a pesquisa onde, através de testes sísmicos, verifica-se a existência em bacias sedimentares de rochas reservatórias (estruturas propícias ao acúmulo de petróleo e gás natural). Caso o resultado das pesquisas seja positivo, inicia-se a segunda fase, e é perfurado um poço pioneiro e poços de delimitação para comprovação da existência gás natural ou petróleo em nível comercial e mapeamento do reservatório, que será encaminhado para a produção.
Os reservatórios de gás natural são constituídos de rochas porosas capazes de reter petróleo e gás. Em função do teor de petróleo bruto e de gás livre, classifica-se o gás, quanto ao seu estado de origem, em gás associado e gás não-associado.
Gás associado: é aquele que, no reservatório, está dissolvido no óleo ou sob a forma de capa de gás. Neste caso, a produção de gás é determinada basicamente pela produção de óleo. Boa parte do gás é utilizada pelo próprio sistema de produção, podendo ser usada em processos conhecidos como reinjeção e gás lift, com a finalidade de aumentar a recuperação de petróleo do reservatório, ou mesmo consumida para geração de energia para a própria unidade de produção, que normalmente fica em locais isolados. Ex: Campo de Urucu no Estado do Amazonas
Gás não-associado: é aquele que, no reservatório, está livre ou em presença de quantidades muito pequenas de óleo. Nesse caso só se justifica comercialmente produzir o gás. Ex: Campo de San Alberto na Bolivia.
Produção
Com base nos mapas do reservatório, é definida a curva de produção e a infraestrutura necessárias para a extração, como boa parte do gás é utilizada pela própria unidade de produção é verificada a viabilidade de se comercializar o excedente de gás, caso a comercialização do gás não seja viavel, normalmente pelo elevado custo na implantação de infraestrutura de transporte de gás, o excedente é queimado.
Distribuição
Os registros históricos indicam que a adoção de gás como combustível remonta ao ano 900, com os chineses utilizando-o para iluminação, tendo como meio de transporte o tubo de bambu.
O impulso que foi dado á industria do gás, tal como conhecemos hoje, é o resultado das descobertas de grandes campos produtores de gás.
O incremento no consumo do gás provocou carências localizadas em vários países industrializados, resultando na intensificação de prospecção no continente e também na plataforma continental e intensificou o intercâmbio dessa commodity, importação e exportação, através de gasodutos e navios apropriados.
No Brasil iniciou-se a indústria do gás em 1828, com D. Pedro I licenciando uma empresa para executar a iluminação das ruas da cidade do Rio de Janeiro.
Em São Paulo a iluminação iniciou-se em 1872, propiciada pela empresa inglesa denominada The Sâo Paulo Gás Company Ltda.
Porém somente na década de 40, com a descoberta de gás na Bacia de Candeias, e para não desperdiçá-lo, queimando-o, iniciou-se efetivamente o uso do gás natural no Brasil, com fornecimento deste combustível às indústrias do Recôncavo Baiano.
A descoberta de expressivo volume de combustíveis fósseis na Bacia de Campos viabilizou que fosse também distribuídos também para os grandes centros urbanos.
A primeira empresa a distribuir para uso comercial e residencial foi a CEG no Estado do Rio de Janeiro em 1983. Em 1988, iniciou-se a distribuição deste energético em São Paulo, através da Comgás, que era alimentada pelo gasoduto RJ-SP, que posteriormente foi conectada a Bacia de Santos, e atualmente também está interligada ao Gasoduto Brasil-Bolívia.
Condicionamento
É o conjunto de processos físicos ou químicos aos quais o gás natural é submetido, de modo a remover ou reduzir os teores de contaminantes para atender as especificações legais do mercado, condições de transporte, segurança, e processamento posterior.
O gás natural pode ser armazenado na forma líquida à pressão atmosférica. Para tanto os tanques devem ser dotados de bom isolamento térmico e mantidos à temperatura inferior ao ponto de condensação do gás natural. Neste caso, o gás natural é chamado de gás natural liquefeito ou GNL.
Processamento
Refrigeração simples;
Absorção refrigerada;
Turbo-Expansão;
Expansão Joule-Thompson (JT).
Transporte
Gás Natural Comprimido (GNC);
Gasodutos;
Gás Natural Liquefeito.
Utilização
O gás natural é empregue diretamente como combustível, tanto em indústrias, casas e automóveis. É considerado uma fonte de energia mais limpa que os derivados do petróleo e o carvão. Alguns dos gases de sua composição são eliminados porque não possuem capacidade energética (nitrogênio ou CO2) ou porque podem deixar resíduos nos condutores devido ao seu alto peso molecular em comparação ao metano (butano e mais pesados).
Combustível: A sua combustão é mais limpa e dá uma vida mais longa aos equipamentos que utilizam o gás e menor custo de manutenção.
Automotivo: Utilizado para motores de ônibus, automóveis e caminhões substituindo a gasolina e o álcool, pode ser até 70% mais barato que outros combustíveis e é menos poluente.
Industrial: Utilizada em indústrias para a produção de metanol, amônia e uréia.
As desvantagens do gás natural em relação ao butano são: mais difícil de ser transportado, devido ao fato de ocupar maior volume, mesmo pressurizado, também é mais difícil de ser liquificado, requerendo temperaturas da ordem de -160°C.
Algumas jazidas de gás natural podem conter mercúrio associado. Trata-se de um metal altamente tóxico e deve ser removido no tratamento do gás natural. O mercúrio é proveniente de grandes profundidades no interior da terra e ascende junto com os hidrocarbonetos, formando complexos organo-metálicos.
Atualmente estão sendo investigadas as jazidas de hidratos de metano que se estima haver reservas energéticas muito superiores às atuais de gás natural.
Gasoduto Bolívia-Brasil.
O Gasoduto Bolívia-Brasil, também conhecido como Gasbol, é uma via de transporte de gás natural entre a Bolívia e o Brasil com 3.150 quilômetros de extensão, sendo 2.593 em território brasileiro (trecho administrado pela TBG) e 557 em território boliviano (trecho administrado pela GTB).
Começou a ser construído em 1997, iniciando sua operação em 1999. Estima-se que estará plenamente operativo em 2010, com o objetivo de que o gás natural chegue a 15% de todo o consumo energético brasileiro.
O gasoduto tem seu início na cidade boliviana de Santa Cruz de la Sierra e seu fim na cidade gaúcha de Canoas, atravessando também os estados de Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná, Santa Catarina, passando por cerca quatro mil propriedades em 135 municípios.
Em São Paulo, o traçado acompanha o rio Tietê, chegando a Campinas, onde se encontram as indústrias que, em 1999, foram as empresas pioneiras na utilização do gás natural boliviano. O trajeto é estratégico, pois passa por uma área responsável por 71% do consumo energético brasileiro, 82% da produção industrial do país e 75% do PIB.
Até a construção do gasoduto, no estado de São Paulo, somente a capital e alguns municípios adjacentes faziam uso do gás natural nacional, extraído das plataformas submarinas de Campos (no Rio de Janeiro) e de Santos, no litoral paulista. Este sistema já se encontra conectado ao duto do gás boliviano através de uma conexão nas cercanias do Vale do Paraíba. O gás natural de Campos, após alimentar alguns municípios na área de São José dos Campos, é direcionado à rede paulista pelos dutos que correm paralelamente à via Dutra e o de Santos sobe a Serra do Mar, em direção à zona industrial da região metropolitana. Em novembro de 2008, na cidade de Gaspar, em Santa Catarina, houve um rompimento do gasoduto em decorrência das enchentes ocorridas na região do Vale do Itajaí
GLP (Gás Liquefeito de Petróleo)
O gás de petróleo liquefeito (GPL), também chamado de gás liqüefeito de petróleo (GLP), é uma mistura de gases de hidrocarbonetos utilizado como combustível em aplicações de aquecimento (como em fogões) e veículos.
O GPL é a mistura de gases condensáveis presentes no gás natural ou dissolvidos no petróleo. Os componentes do GPL, embora à temperatura e pressão ambientais sejam gases, são fáceis de condensar. Na prática, pode-se dizer que o GPL é uma mistura dos gases propano e butano.
O propano e o butano estão presentes no petróleo (crude) e no gás natural, embora uma parte se obtenha durante a refinação de petróleo, sobretudo como subproduto da destilação fraccionada catalítica (FCC, da sigla em inglês Fluid Catalytic Cracking).
Descrição
O GPL ou GLP é um dos sub-produtos do petróleo como a gasolina, diesel e os óleos lubrificantes, sendo retirado do mesmo através de refino em uma refinaria de petróleo. Torna-se liquefeito apenas quando é armazenado em bilhas/botijões ou tanques de aço em pressões de 6 a 8 atmosferas (6 a 8 kgf/cm²). . Para sua armazenagem são utilizados recipientes fabricados em aço de várias capacidades volumétricas e formas. Na construção desses recipientes utilizam-se materiais com capacidade mecânica para agüentarem pressões de até 17 kgf/cm2, por dois principais motivos: Segurança com relação a eventuais possibilidades de rompimento (manuseio inadequado ou excesso de pressão no enchimento) e facilitação da vaporização do produto que é essencial para a sua utilização. Todos os recipientes que contém GLP são cheios até 85% de sua máxima capacidade. Os outros 15% de espaço livre é utilizado na vaporização do produto que ocorre com a troca de calorias entre a parede do recipiente e o GLP armazenado na forma líquida - Vaporização Natural. Quanto maior a temperatura externa do recipiente maior a velocidade de vaporização do GLP. A vaporização também é diretamente proporcional a quantidade de superfície de contato do recipiente com o GLP (parede molhada). Por exemplo: um botijão de 13 kg de GLP, considerada uma temperatura externa constante, vaporizará mais gás quando cheio do que quando estiver com 50% de sua carga, pois o GLP. terá apenas a metade da superfície de contato com o recipiente para a sua possível troca de calorias e eventual vaporização do líquido. Em grandes consumos, onde não é suficiente a vaporização natural para atender a demanda, são utilizados aparelhos chamados de vaporizadores que possibilitam a vaporização do produto. O principio básico de um vaporizador é o seguinte: O GLP passa por dentro do aparelho através de um duto aquecido, geralmente por uma resistência elétrica, troca calorias com este duto aquecido e vaporiza-se permitindo o atendimento da demanda - Vaporização Forçada. O GLP é formado por vários hidrocarbonetos sendo os principais o Propano e o Butano. Uma molécula de Propano é caracterizada pela presença de três átomos de Carbono e oito átomos de hidrogênio (C3H8). Já o Butano, pela presença de quatro átomos de Carbono e dez átomos de Hidrogênio (C4H10). Portanto, uma molécula de Butano é mais pesada do que uma molécula de Propano e a sua tendência em uma mistura é a de ficar depositada no fundo do recipiente de armazenagem. Ao percentual de mistura desses gases chama-se densidade. Quanto maior a presença percentual de Propano na mistura, menor a densidade do produto e, é claro, consequentemente menor o peso do mesmo. Ao contrário, quanto maior o percentual de Butano na mistura maior a densidade e consequentemente o seu peso.
GNV (Gás Natural Veicular)
Gás natural veicular (GNV) é um combustível disponibilizado na forma gasosa, a cada dia mais utilizado em automóveis como alternativa à gasolina e ao álcool.
O GNV diferencia-se do gás liquefeito de petróleo (GLP) por ser constituído por hidrocarbonetos na faixa do metano e do etano, enquanto o GLP possui em sua formação hidrocarbonetos na faixa do propano e do butano.
O GNV trabalha com uma pressão de 220 bar, enquanto que o GLP o faz a somente 8 bar. Além de ser mais leve que o GLP, o GNV é armazenado em um cilindro sem costuras, bifurcações ou soldas, sendo uma peça completa, já o GLP possui uma costura em volta de seu cilindro. O cilindro para GNV passa por um processo de tratamento chamado têmpera que consiste em aquecer o material até temperaturas elevadas e depois submergi-lo em um fluido com substâncias que quimicamente contribuirão para aumentar a resistência do material.
No Brasil ocorreu uma corrida para a instalação de GNV nos motores a gasolina e a álcool. No entanto, com a crise na Bolívia, a partir do decreto de nacionalização da exploração de hidrocarbonetos realizada por Evo Morales, houve redução no crescimento.
A economia com a utilização do GNV chega a 66%, sendo indicado para usuários que rodam acima de mil quilômetros por mês, devido ao custo da transformação do veículo.
É um combustivel extremamente seguro se o veículo for preparado em uma oficina credenciada; os acidentes registrados até hoje são em função de adaptações realizadas por pessoas não habilitadas a realizá-las.
Em 2006 a FIAT do Brasil anuncia o primeiro carro tetrafuel que opera com até quatro tipos de combustiveis diferentes. O FIAT Siena tetrafuel que opera com os seguindes combustiveis:
Gasolina pura
Gasolina brasileira (com até 25% de álcool)
Álcool
GNV
