Módulo 4: Meio Ambiente e o Transporte de Energia

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1 Módulo 4: Meio Ambiente e o Transporte de Energia
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Módulo 4: Meio Ambiente e o Transporte de Energia Ricardo Junqueira Fujii

2 Introdução A necessidade do transporte da energia ocorre por razões técnicas e econômicas ligadas à localização da fonte de energia primária e ao custo da energia nos locais de consumo.

3 Transporte de Petróleo
Terrestre Oleodutos, com estações de recalque intermediárias, às vezes com aquecimento no trajeto No Brasil, diâmetros de 0,10 a 1,50 m Marítimo Petroleiros: Navios especiais para transporte a granel de petróleo e derivados líquidos GLP, produtos químicos e petroquímicos A conexão petroleiros / oleodutos é efetuada nos terminais marítimos. Conexões em terra são efetuadas nos terminais terrestres.

4 Trânsito feito por oleodutos e petroleiros
GLP Gasolina Querosene Óleo diesel Óleo Combustível Resíduos: asfalto, coque Petroleiros Oleodutos REFINARIA Petróleo: Trânsito feito por oleodutos e petroleiros Produção de óleo

5 Transporte Marítimo Cerca de 1,9 bilhões de toneladas de petróleo (62% do petróleo produzido) são transportadas por navios petroleiros Rotas marítimas entre as regiões de consumo e produção Bosphorus Hormuz Million barrels per day Suez 15 Malacca Panama Bab el-Mandab 10 Middle East North America 3 Latin America Africa 1 Western Europe Former Soviet Union Pacific Asia

6 Transporte Marítimo Existem aproximadamente 3500 navios petroleiros disponíveis para frete no mundo Navios maiores são preferidos pela economia de escala que eles proporcionam O transporte entre o Oriente Médio e a Europa custa cerca de US$ 1,5 por barril Alguns petroleiros são usados como tanques de armazenagem temporários.

7 Petroleiros Handymax 10.000 55.000 Panamax 60.000 75.000 Aframax
Classe Descrição Capacidade mínima (DWT) Peso máximo (ton) Handymax 10.000 55.000 Panamax Tamanho máximo para o canal do Panamá 60.000 75.000 Aframax Tamanho American Freight Rate Assoc. Suezmax Tamanho máximo para o canal de Suez Capesize Grande demais para Suez e Panamá 80.000 Sem limites VLCC Very Large Crude Carrier ULCC Ultra Large Crude Carrier

8 Impactos Devidos ao Transporte de Petróleo
Os principais impactos causados devido ao transporte do petróleo são devidos a vazamentos de petroleiros nos mares e oceanos afetando a fauna e flora marítima.

9 Fonte: Cosmo Oil - Japão

10 Fonte: Cosmo Oil - Japão

11 Fonte: Petrobrás

12 Fonte: Petrobrás

13 Poluição marítima proveniente do Petróleo
Causa 1973 1979 1981 Descargas operacionais dos petroleiros 1080 600 700 Acidentes – derramamentos de petroleiros 300 400 Outros derramamentos 750 200 320 Em milhares de toneladas por ano. Fonte: Patin, Stanislav

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15 Recuperação da região de Prince William
1989 1998

16 Recuperação da região de Prince William
Apesar da boa da região após 10 anos, alguns problemas persistiam: Em alguns locais o petróleo ainda aflora, resultado da grande absorção na época do derramamento; Parte da fauna inter-maré ainda está contaminado pelo óleo, propagando essa contaminação na cadeia alimentar; Algumas formações rochosas, antes cobertas por vegetação, ainda não se recuperou do processo de lavagem com água quente a altas pressões; A população de moluscos, a qual sofreu grande mortalidade, ainda não retornou aos níveis originais.

17 Qual o destino do petróleo derramado?

18 Impactos estimados 38,800 toneladas de petróleo derramadas
2,100 km de costas afetadas US$210 milhões gastos na limpeza 250,000 pássaros marinhos mortos (est.) 2,800 lontras mortas (est.) 300 focas mortas (est.) 250 águias mortas (est.) 22 baleias orcas mortas (est.)

19 Derramamento na costa Espanhola afundamento do Prestige - 2002
Cerca de 60 mil ton de óleo derramadas. Quantidade significativa absorvida em sedimentos na costa, prolongando o dano na região.

20 Impactos de oleodutos Ocupação de áreas adjacentes durante a construção; Vazamentos; Limpeza da área de servidão/domínio.

21 Cadeia do Gás Natural Transmission Line NGCC F i n a l U s e r s
Impurities Compression Pipeline Natural Gás Production Purification LNG / LNG Tankers / LNG terminal/ Regasification Liquefaction NGL Liquid Fuels /Oil Tankers /Oil Terminal /Refinery /Ultra - clean Liquid Transportation Fuels GTL

22 Gás Natural - Gasodutos
- Tubulação Tipicamente, a tubulação tem diâmetros na faixa de 24 a 47 polegadas (0,6 a 1,12 m) operando a altas pressões (de 40 a 100 bar). - Estações de Compressão Estas estações consomem altos percentuais de energia, que provém do próprio gasoduto, podendo chegar a 10% do gás transportado. - City Gates Os city-gates são os pontos onde o gás é medido e tem sua pressão abaixada, de forma que possa ser entregue nas cidades, através de ramais menores, de distribuição, para atendimento de concessionárias de distribuição e para o uso no transporte veicular, na indústria, na geração de energia elétrica, etc.

23 Gás Natural Liqüefeito
A opção pelo transporte no estado líquido é feita quando os centros de produção e consumo são separados por oceanos, ou quando as distâncias e consumos, por terra, não justificam economicamente a construção de um gasoduto. Cadeia do Gás Natural Liqüefeito A capacidade atual instalada de produção de GNL é de 89 bilhões de metros cúbicos de gás natural por ano, equivalentes a um fluxo de 243,8 milhões de metros cúbicos por dia. As unidades de liquefação são capital intensivas, com projetos variando entre US$ 2,5 bilhões e US$ 4,5 bilhões, para a capacidade de produção de 20 milhões de metros cúbicos por dia, o que significa um investimento médio de US$ 175 por metro cúbico de gás natural produzido.

24 Mercado de GNL Os projetos de GNL compõem uma cadeia de investimentos interligados que tradicionalmente são estabelecidos com contratos de longo prazo Os contratos de curto prazo (atualmente na ordem de 10% do total) são cada vez mais comuns, mas nenhuma estação de GNL foi construída sem um contrato de longo prazo como âncora Os contratos tradicionais ligam uma planta de liqüefação a consumidores específicos, geralmente com navios metaneiros dedicados O GNL responde por 28% do comércio de GN no mundo, 5,8% da demanda e 1,5% de toda a energia.

25 Processo de Liquefação
O GN é submetido a um processo que consome grande quantidade de energia, no qual seu volume se reduz em aproximadamente 600 vezes. Neste processo, por razões de segurança e economia, o gás é mantido levemente acima da pressão atmosférica e sua temperatura reduzida para 162 °C negativos. O vapor do GNL só é inflamável em concentrações de 5% a 15% no ar.

26 Navios Metaneiros Atualmente cerca de 65 navios metaneiros navegam nos oceanos transportando o GNL, sendo mais da metade desta frota destinada ao consumo japonês. Os metaneiros são navios especialmente concebidos para o transporte do GNL com segurança máxima, de acordo com normas estabelecidas pela INCO (InterGovernmental Maritime Consultative Organization).

27 As esferas são capazes de armazenar mais de 25
As esferas são capazes de armazenar mais de metros cúbicos de GNL que representam toneladas. Os maiores navios contém cinco esferas e têm capacidade para transportar mais de metros cúbicos ou toneladas. O custo de um navio metaneiro com capacidade para metros cúbicos de GN varia entre US$ 200 milhões e US$ 220 milhões, representando um custo unitário médio de US$ por metro cúbico de capacidade.

28 Impactos Devidos ao Transporte de Gás Natural
Os impactos devidos à construção dos gasodutos: escavações, desmatamentos para se abrirem áreas necessárias à construção dos dutos, além do impacto causado pela criação do acesso das pessoas e materiais necessárias ao processo. Os impactos oriundos de vazamentos costumam ser reduzidos.

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30 Impactos Ambientais Exemplo: Gasoduto Bolívia-Brasil:
extensão em SP = 1040 km Largura da faixa de servidão = 20m Área reservada ao gasoduto = 1040 x 0,02 = 20 km2 Em alguns casos, a faixa de servidão, embora pequena em área, causa distúrbios na corrente migratória de certas espécies.

31 Urânio O urânio, combustível radiativo usado na geração de eletricidade, antes de estar pronto para o uso em um reator nuclear é processado através de uma série de processos delicados, que são: mineração e purificação, conversão para UF6, enriquecimento e fabricação do combustível. Após ter sido usado num reator para produzir vapor e eletricidade, o urânio fica conhecido como “combustível queimado” e sofre uma série de etapas adicionais que costumam incluir: estocagem temporária, reprocessamento, reciclagem e disposição do resíduo.

32 Transporte de Urânio O urânio pode ser transportado em diversas formas, as quais incluem UF6, UO2 e yellow cake, e por meio de caminhões, trens e barcaças.

33 Transporte de Urânio Há requisitos específicos para o transporte seguro de cilindros de UF6. Estes devem ser preenchidos até o máximo de 62% de seu volume total, a uma pressão determinada, além de terem uma espessura mínima obrigatória e serem à prova de quedas e fogo. Os recipientes devem ainda estar livres de rachaduras, dobras ou válvulas danificadas. Os demais produtos provenientes da conversão do urânio podem ser transportados usando-se embalagens industriais tradicionais, dada a sua baixa concentração radioativa. Os transportes mais perigosos são acompanhados por técnicos e até por escolta policial. A maior parte é realizada nacionalmente e está concentrada na Região Sudeste, onde estão as indústrias, os reatores nucleares, os institutos de pesquisa e produção de radioisótopos e os centros de medicina nuclear que utilizam os materiais radioativos.

34 Impactos do Transporte do Urânio
Os impactos são provenientes de possíveis acidentes, onde o material radioativo pode escapar para o ambiente. No caso de acidentes, os danos podem variar deste o aumento de ocorrências de câncer, até queimaduras e

35 Insumos Energéticos Transporte de Carvão e Outros
O carvão é basicamente transportado em caminhões ou trens, como material granulado, na forma em que é extraído da mina. Para ser produzir energia elétrica deve ser queimado e convertido em vapor em usinas termoelétricas. A biomassa também é transportada das mesmas formas que o carvão.

36 Impactos Devidos ao Transporte de Carvão
Devem-se à necessidade de redes rodoviárias e ferroviárias para o escoamento dos insumos, além da poluição causada pelo uso de caminhões no transporte desses materiais. Há também a emissão de material particulado, o qual é liberado no transporte e no armazenamento, freqüentemente a céu aberto.

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38 Distância média percorrida por modalidade de transporte - EUA

39 Proporção por modalidade de transporte - EUA

40 Custo médio como porcentagem do valor de compra - EUA

41 Impactos devidos ao transporte de Biomassa
Emissão de poluentes dos veículos de transporte, assim como a liberação de material particulado (muito comum em regiões com usinas de açúcar e álcool).

42 O Trânsito de Eletricidade
Usos Finais Produção de Energia Elétrica O Trânsito de Eletricidade Trânsito feito através de cabos e equipamentos elétricos

43 O Papel da Transmissão Permitir o trânsito de energia da geração para os usuários. Transmissão Distribuição Geração Consumidor T D G C

44 Funções da Transmissão
Assegurar a otimização dos recursos eletro-energéticos existentes em operação no País e do Planejamento da expansão futura Permitir a transferência de grandes blocos de energia elétrica produzidos por usinas geradoras para os grandes centros consumidores;

45 Características da Transmissão
Altos níveis de tensão Manejo de grandes blocos de energia Distância de transporte razoável Sistemas com várias malhas

46 Interconexões Brasileiras Internas e Externas
Linhas de Transmissão Gasodutos Argentina Itaipu Venezuela / Sistemas Isolados

47 Instalações Componentes da Rede Básica
Troncos de transmissão cuja operação/expansão repercutam na otimização de recursos para atendimento a mais de uma concessão de distribuição; Instalações associadas à qualidade, confiabilidade e segurança da operação interligada; Linhas de transmissão em tensão de 230 kV e acima; Subestações com equipamentos de 230 kV e acima; Exceção: instalações de uso exclusivo; Instalações de transmissão < 230 kV que são relevantes para a operação do sistema, poderão integrar a rede básica, por proposição do ONS e aprovação da ANEEL.

48 A quem atende a Transmissão ?
Comercializadores e outras entidades que vierem a ser regulamentadas, firmando contratos de compra e venda de energia elétrica Concessionários Consumidores Livres Geradores DISTRIBUIDORAS Geradores TRANSMISSORA Consumidores Livres Comercializador

49 Fonte: ANP, 2002

50 Transmissão - Custos Torres Condutores Compensação Reativa: Fixa
Comutável Controlável - FACTS Perdas: Joule, Corona Terreno: Faixa de Passagem Questões Ambientais, Políticas

51 Impactos ambientais das linhas de transmissão
As linhas de transmissão causam impactos socioambientais durante sua construção e fase de operação. Também são necessárias construções de subestações, que disputam espaço com os indivíduos e o meio ambiente local. Os problemas principais são: Desobstrução da faixa e desmatamento para inicio das obras; Escavação para as fundações; Montagem das estruturas (movimentação local); Implantação de um canteiro de obras; Abertura de estradas de acesso.

52 Impactos ambientais das linhas de transmissão
Populações Desatendidas; Restrições em Áreas Agrícolas Todas essas atividades influem na vida da população local que nem sempre é beneficiada pela energia transportada. O traçado da linha visa o caminho mais curto e não respeita necessariamente populações e meio ambiente. Outro fator importante no contexto da preservação ambiental é a construção de acessos para as obras e as manutenções constantes na linha. Dessa maneira, fica facilitada a penetração populacional, que é um tipo de impacto indireto significativo. Efeitos de Campos Elétricos e Magnéticos; Efeito Corona; Transferências de Potencial;

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54 Ações possíveis para diminuição de impactos
Otimização do canteiro de obra, a fim de ocupar menos espaço em menos tempo, gastando-se menos material e combustível; Torres de transmissão mais espaçadas; Definição de traçados em áreas menos sensíveis.

55 Outros Insumos Energéticos
As outras principais fontes energéticas utilizadas pelo homem são a energia solar, a energia eólica, e a energia dos oceanos (marés, ondas e gradiente térmico). Nestes casos é mais interessante construir as instalações de conversão nos locais onde esses recursos são disponíveis e transportar a energia elétrica gerada até os centros de consumo.