COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS ENERGIA E AMBIENTE QUÍMICA 12º Ana Maria Medeiros.

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1 COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS ENERGIA E AMBIENTE QUÍMICA 12º Ana Maria Medeiros

2 Energia e Ambiente

3 Energia e Ambiente Distribuição das reservas de combustíveis fosseis em todo o mundo BTU (também pode ser escrito Btu) é um acrónimo para British Thermal Unit (ou Unidade térmica Britânica) é uma unidade de medida não-métrica (Não pertencente ao SI) utilizada principalmente nos Estados Unidos, mas também utilizada no Reino Unido. É uma unidade de energia que é equivalente a: 252,2 Calorias. 1 055,05585 Joules. Entre 778 e 782 ft.lbf (pés-libra-força). A quantidade de 1 Btu é definida como a quantidade de energia necessária para se elevar a temperatura de uma massa de uma libra de água de 59,5º F a 60,5º F, sob pressão constante de 1 atmosfera. Para se derreter a mesma massa de gelo, são necessários 143 BTUs. .

4 CARVÃO

5 Como se formou o carvão? É constituído por materiais orgânicos (carbono, hidrogénio, oxigénio, azoto, enxofre) e materiais inorgânicos (argilas, pirites, calcários, óxidos: silício, alumínio). Decomposição de vários sedimentos orgânicos e vegetais em meio anaeróbio originou, ao fim de milhares de anos, a turfa. A ação do calor e da pressão provocada pela crescente quantidade de terras e rochas sobrejacentes ao longo de milhões de anos transformou aquele material em carvões com teores em carbono crescente.

6 Como se formou o carvão? Relação entre o teor de carvão e o potencial energético

7 Carvão – Extração /Transporte
Minas entre 200 m a 1000 m de profundidade ou até mais. A extração é feita em galerias dispostos horizontalmente, que também servem como vias de transporte. O transporte é feito, geralmente em vagões, por via marítima ou através da rede ferroviária.

8 Reservas mundiais de Carvão
Carvão - Reservas Reservas mundiais de Carvão

9 Carvão - Operação Centrais termoeléctricas Combustível: Carvão
Tipo de Turbina: Vapor Potência Instalada: MW Tensão de Geração: 18 kV Capacidade de Vap: 950 ton/h Central Termoeléctrica de Sines

10 O vapor gerado na caldeira é aproveitado para acionar a turbina.
O vapor depois de ser expandido das turbinas é posteriormente arrefecido no condensador (sorvedouro). O vapor gerado na caldeira é aproveitado para acionar a turbina. O carvão é introduzido na câmara de combustão. O calor resultante da combustão do carvão é transferido para a caldeira fazendo vaporizar a água que esta contém. Cada turbina está associada a uma alternador, transformando a energia cinética em energia elétrica.

11 PETRÓLEO

12 Petróleo - Reservas

13 Petróleo - Reservas Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEP ou, pelo seu nome em inglês, OPEC) é uma organização internacional criada em 1960 na Conferência de Bagdá que visa coordenar de maneira centralizada a política petrolífera dos países membros, assim como combater a queda no preço do produto, que antes de 1960 ocorria com frequência em parte devido à ação das sete irmãs. Sete Irmãs ou Sete Irmãs do Petróleo é o apelido dado às sete maiores companhias de petróleo transnacionais, que dominaram o mercado petrolífero internacional até os anos 1960. Valores de Reservas em 2009, em bilhões de barris de óleo equivalente:[ ¹ Países-membros da OPEP ² O Brasil possui reservas não confirmadas que elevariam o total a 96 bilhões de barris, levando o país ao 7o lugar no ranking.

14 Petróleo - Exportações/Importações

15 Petróleo - Exportações/Importações
Maiores exportadores de petróleo Maiores importadores de petróleo Ordenados por milhões de barris exportados / importados por dia em 2009 1 Países que já ultrapassaram o pico de produção

16 Petróleo – Evolução das Exportações

17 GÁS NATURAL

18 Gás Natural - Origem Mistura hidrocarbonetos leves: metano, etano, propano, butano; hidrocarbonetos mais pesados e também CO2, N2, H2S, água, ácido clorídrico, metanol e outras impurezas. Processo de transformação anaeróbia de sedimentos orgânicos sob condições favoráveis de pressão e temperatura ou directamente do magma interno da Terra.

19 Gás Natural – Extracção / Transporte
É extraído de “bolsas de gás”, jazidas naturais subterrâneas cobertas por estratos impermeáveis que impedem a sua saída para o exterior. É bombeado e transportado de forma semelhante ao petróleo, isto é, através de gasodutos, contudo existem situações em que é necessário utilizar o transporte marítimo. Jazidas Secas Jazidas Mistas

20 Gás Natural - Transporte
Depois de transportado, é distribuído na rede que através dos gasodutos que o leva até as indústrias e aos centros urbanos e por fim, até às nossas casas Interior de um Gasoduto Gasoduto de Magreb-Europa Fonte:

21 Reservas Mundiais de Gás Natural
Gás Natural - Reservas Reservas Mundiais de Gás Natural

22 Gás Natural – Produção / Consumo

23 Substituto do gasóleo e da gasolina nos transportes.
Gás Natural - Operação Confeção de alimentos, em fogões, placas ou fornos Aquecimento de água sanitária, nos esquentadores ou caldeiras; Aquecimento ambiente, através dos sistemas de aquecimento central. Lavagem de roupa e louça, em máquinas de lavar pré-térmicas (isto é, que recebem água aquecida diretamente do esquentador ou caldeira); Secagem de roupa, nos secadores a gás natural. Doméstico Terciário   Indústria Transportes Aplicações idênticas ao setor doméstico Usuários: Hotéis Restaurantes Hospitais, Creches, Lavandarias Escolas indústria de cerâmica e a fabricação de vidro e cimento Indústria petroquímica (principalmente para a produção de metanol) indústria de fertilizantes (para a produção de amónia e ureia). Substituto do gasóleo e da gasolina nos transportes.

24 Gás Natural - Vantagens
O gás natural é o mais limpo dos combustíveis alternativos. As emissões de escape dos veículos a gás natural são muito inferiores às dos veículos movidos a gasolina. Os veículos a gás natural também emitem quantidades muito mais baixas de gases com efeito de estufa e toxinas, relativamente aos veículos a gasolina. Fonte: Associação Portuguesa do Veículo a Gás Natural

25 Gás Natural - Principais setores de aplicação

26 CARATERIZAÇÃO ENERGÉTICA
MUNDIAL Principais fonte de energia consumidas mundialmente

27 CARATERIZAÇÃO ENERGÉTICA
Produção mundial de energia eléctrica a partir de fontes de energia primária

28 CARATERIZAÇÃO ENERGÉTICA
Consumo sectorial dos combustíveis fósseis no mundo Fonte IEA

29 CARATERIZAÇÃO ENERGÉTICA
Nacional Fonte: DGGE

30 CARATERIZAÇÃO ENERGÉTICA
13,0% 6,7 % 28,4% 16,5% 35,4% Fonte: DGGE

31 CARATERIZAÇÃO ENERGÉTICA

32 IMPACTOS

33 Impacto Sustentável O processo de formação dos combustíveis fósseis decorrem de processos geológicos que demoram milhões de anos, e a sua reposição a curto prazo torna-se inviável. Face a esta inviabilidade, verificar-se-á, num futuro próximo, o esgotamentos destes recursos.

34 Impactos - Extração Alterações climáticas A extração de carvão, petróleo e gás natural, pela natureza dos processos, origina fugas de metano e de outros compostos orgânicos voláteis (COV’s) para a atmosfera, contribuindo deste modo para o efeito de estufa e consequentemente a alterações climatéricas.

35 Impactos - Extração Poluição Atmosférica local Especialmente no caso da extração de carvão, em minas a céu aberto, há uma elevada produção de poeiras, que degradam a qualidade do ar no local, contribuindo para a poluição local Degradação dos solos Na zona envolvente à extração, de petróleo ou de carvão, devido sobretudo aos derrames e resíduos produzidos, há uma degradação do solo.

36 Impactos - Extração Degradação de Zonas Costeiras e Ecossistemas Marinhos No caso do petróleo e gás natural em plataformas marítimas há uma degradação do ecossistema marinho local, não só pela existência de uma estrutura artificial no ambiente natural, mas também pelos resíduos produzidos durante a perfuração, que se acumulam no fundo, provocando contaminação dos ecossistemas podendo originar problemas de bioacumulação nos organismos vivos

37 Impactos - Extração Depleção de Recursos Abióticos Os combustíveis fósseis são recursos abióticos não renováveis na escala de tempo normalmente associada às atividades humanas, pelo que a sua utilização implica sempre uma depleção das reservas existentes. Acidentes Graves Nas atividades de extração há perigo de explosão e de incêndio inerente à presença de combustíveis.

38 Impactos - Extração Intrusão Visual As infra-estruturas necessárias para a extração dos combustíveis, são elementos estranhos à paisagem natural, provocando impactos visuais. Ruído O ruído elevado, devido às perfurações e explosões inerentes ao processo de extração.

39 Impactos - Transporte Alterações Climáticas Poluição Atmosférica Local
Podem haver fugas no transporte de gás natural nos gasodutos. Assim, há uma libertação direta de metano para a atmosfera que contribui para o efeito de estufa. O transporte marítimo de combustíveis também produz emissões de GEE’s (gases com efeito de estufa), contribuindo assim para as alterações climatéricas. Poluição Atmosférica Local O transporte do carvão pode originar a produção de poeiras no caso de ser efetuado sem cobertura, como sucede por vezes no transporte ferroviário.

40 Impactos - Transporte Perda de Biodiversidade A implantação de gasodutos e oleodutos implica a desflorestação das zonas envolventes, havendo danos diretos na flora e interferências com a fauna local. A existência deste tipo de estruturas lineares poderá ainda originar uma fragmentação de habitats e efeito de barreira para certo tipo de espécies animais.

41 Impactos - Transporte Degradação de Zonas Costeiras e Ecossistemas Marinhos Derrames acidentais de crude nos petroleiros, que originam graves danos ecológicos. Poderá também existir uma degradação dos ecossistemas marinhos resultante da poluição provocada pela lavagem dos porões e descarga dos tanques de lastro, dos petroleiros e dos navios de transporte de carvão.

42 Impactos - Transporte Acidentes Graves Durante a fase de transporte há o risco de rotura dos oleodutos e gasodutos, com efeitos de elevada gravidade potencial.

43 Impactos - Refinação A fase de refinação só é necessária no caso das centrais termoeléctricas que utilizam como combustível um derivado do petróleo. Os principais impactos ambientais associados à refinação estão associados à emissão de poluentes atmosféricos.

44 Impactos - Operação Gases resultantes da queima de combustíveis fósseis: óxidos de enxofre (SOx,SO2), óxidos de azoto (NOx, NO e NO2), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), monóxido de carbono (CO) e partículas (entre eles o chumbo Pb)

45 Emissões de CO2 (g/kWh), baseado em dados OECD/IEA, 1998
Impactos - Operação Emissões de CO2 (g/kWh), baseado em dados OECD/IEA, 1998

46 Impactos - Operação Emissões de SO2 (g/kWh), baseado em dados OECD/IEA, 1998

47 Impactos - Operação Emissões de NOx (g/kWh), baseado em dados OECD/IEA, 1998

48 Impactos - Operação Alterações Climáticas O aumento da emissão de gases como CO2, SOx, NOx, CH4 (GEE’S) tem vindo a acentuar o "Efeito de Estufa" com o consequente e indesejável aumento da temperatura na troposfera.

49 Impactos - Operação Consequências:
modificações ao nível do regime das precipitações e no ciclo natural da água; aumento do nível dos oceanos; disponibilidade de recursos hídricos; aumento da frequência e intensidade dos fenómenos extremos (secas prolongadas, vagas de calor, inundações e tempestades); alterações na localização e na estrutura dos ecossistemas extinção de espécies; alastramento de algumas doenças típicas das regiões tropicais…

50 Impactos - Operação Poluição Atmosférica local Circulação rodoviária
Atividade industrial (CO, CO2, gás sulfuroso, hidrocarbonetos gasosos, Pb, etc)

51 Impactos - Operação Acidificação
óxidos de enxofre (SOx) e óxidos de azoto (NOx) na reação com os componentes do ar (combustão), formando novos poluentes, o ácido sulfúrico (H2SO4), nítrico (HNO3) e outros compostos orgânicos voláteis (COV’S) responsáveis pelas chuvas ácidas.

52 Impactos - Operação Consequências:
destruição de florestas, por ação direta sobre as plantas ou indireta pela acidificação do solo; desequilíbrios nos ecossistemas aquáticos provocados pela morte de peixes, aumento da concentração de alumínio e formação de metilmercúrio;

53 Impactos - Operação aumento da frequência e gravidade de doenças respiratórias em seres humanos, como a bronquite e a asma; libertação de metais pesados, como cobre e chumbo, das canalizações para a água de consumo público;

54 Impactos - Operação Ozono troposférico A emissão de NOx dá origem ao ozono troposférico que é extremamente prejudicial para a saúde humana e responsável pela ocorrência do nevoeiro fotoquímico. NO2 + hν NO + O O + O2 + M O3 + M

55 Impactos - Operação Resíduos Sólidos e Perigosos Acidentes Graves
A queima do carvão e do petróleo origina a produção de resíduos sólidos contaminados com metais pesados. Alguns destes resíduos ficam depositados sob a forma de cinzas. Outros são libertados para a atmosfera sob a forma de partículas. Acidentes Graves No caso das centrais termoelétricas há sempre o perigo de explosão e de incêndio associado ao armazenamento do combustível.

56 O Caminho da Sustentabilidade
Prioridades da política energética da União Europeia Melhorar a segurança do abastecimento de energia. Integrar as preocupações ambientais e de desenvolvimento sustentável nas políticas europeias. Encontrar soluções para o problema da dependência energética. Formular uma política consistente para a área dos transportes. Aceleração da liberalização e da harmonização dos mercados. Promoção da eficiência energética, principalmente nos edifícios. Promoção de fontes de energia renováveis.

57 O Caminho da Sustentabilidade
Em Portugal

58 CONCLUSÃO Formam-se a partir da decomposição de sedimentos orgânicos e vegetais associada a processos geológicos durante milhões de anos. Principais fontes primárias de energia consumidas mundialmente ( >80%) Consumo setorial destes combustíveis é mais evidente no domínio da indústria (carvão (77%) e gás natural (44%)) e transportes (petróleo (55%)) A distribuição das reservas não é uniforme (Petróleo - Médio Oriente; Carvão – Europa e Ásia; Gás Natural – Europa, Ásia e Médio Oriente)

59 CONCLUSÃO As suas aplicações são extensas:
produção de energia elétrica nas centrais termoelétricas. (Carvão, Petróleo, Gás Natural) produtos petrolíferos (gasóleo, gasolina, propano, butano, fuelóleo etc..) e outros produtos (plásticos, asfalto, fibras têxteis etc..) (Petróleo) combustível para fornecimento de calor, matéria-prima nas indústrias metalomecânica e fundição, química, petroquímica, têxtil e panificação. Transportes, como substituto do gasóleo e gasolina. (Gás Natural)

60 CONCLUSÃO Os impactos ambientais verificam-se em todas as etapas: extração; transporte, refinação (petróleo) e operação e classificam-se em: Alterações climatéricas Acidificação Poluição atmosférica local Ozono troposférico Poluição localizada de águas superficiais e subterrâneas Degradação do solo

61 CONCLUSÃO Degradação de zonas costeiras e ecossistemas marinhos
Depleção de recursos abióticos Resíduos sólidos e perigosos Saúde Humana Acidentes graves Ruído

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