UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO” unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO” IGCE- Instituto de Geociências e Ciências Exatas Recursos Energéticos Sequestro de carbono Discentes: Catarina Garcia dos Santos Emanuelle Tavares Docente: Prof . Dr. Elias Carneiro Daitx 01/06/2009

Roteiro da Apresentação Introdução Sequestro de Carbono Sequestro Geológico de Carbono Exemplos no Mundo Exemplos no Brasil Economia Conclusões Referências Bibliográficas

Introdução Histórico Revolução industrial  aumento do consumo de combustíveis fósseis. Fonte: http://rainforests.mongabay.com/

Introdução Principais países emissores de CO2. http://pt.wikipedia.org/

Introdução Emissões de gases do efeito estufa no Brasil.

A concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado cerca de 0,4% anualmente; este aumento se deve à utilização de petróleo, gás e carvão e à destruição das florestas tropicais. Fonte: www.ecodebate.com.br

Introdução Propostas para a redução de emissões de CO2. Protocolo de Kyoto. Reformar os setores de energia e transportes; Promover o uso de fontes energéticas renováveis; Limitar as emissões de metano no gerenciamento de resíduos e dos sistemas energéticos. Sequestro de Carbono.

Roteiro da Apresentação Introdução Sequestro de Carbono Sequestro Geológico de Carbono Exemplos no Mundo Exemplos no Brasil Economia Conclusões Referências Bibliográficas

Seqüestro de Carbono É um processo de remoção do gás carbônico que permaneceria na atmosfera. Sequestro de carbono direto (armazenamento geológico) Sequestro de carbono indireto. (plantas)

Roteiro da Apresentação Introdução Seqüestro de Carbono Seqüestro Geológico de Carbono Exemplos no Mundo Exemplos no Brasil Economia Conclusões Referências Bibliográficas

Seqüestro Geológico de Carbono Permite o uso de combustiveis fósseis reduzindo simultâneamente a emissãode CO2 na atmosfera. Pode ser usado como fluido de injeção em mecanismo avançados de (EOR), aliando a necessidade de redução da emissão de CO2 e possibilitando um aumento na recuperação de óleo residual.

Sequestro Geológico de Carbono Podem ser divididos em três etapas: Captura Transporte Armazenamento Fonte: Ravagnani,2005

Captura Tem como finalidade produzir um fluxo de alta pressão que pode ser facilmente transportado a um lugar em que se possa armazená-lo. Este fluido de alta pressão implica em um melhor custo e beneficio. Fonte IPCC 2007

Captura

Transporte Dutoviário Rodoviário Aquaviário Ferroviário

Fonte: Rockett,2008

Armazenamento Aqüíferos salinos profundos Reservatórios depletados de óleo e gás EOR – Enhanced Oil Recovery EGR – Enhanced Gas Recovery Camadas de carvão não mineráveis ECBMR – Enhanced Coal-Bed Methane Recovery Minas subterrâneas abandonadas Formações salinas

Armazenamento Fonte: Vaz, 2008

Roteiro da Apresentação Introdução Seqüestro de Carbono Seqüestro Geológico de Carbono Exemplos no Mundo Exemplos no Brasil Economia Conclusões Referências Bibliográficas

Exemplos no Mundo Noruega, Projeto Sleipner Iniciado em 1996 o projeto pioneiro de armazenamento de CO2 em estruturas geológicas; Operado pela Statoil, localiza-se no Mar do Norte, a 250Km da costa da Noruega; Produção diária: 60 mil barris de petróleo cru e 20,7 milhões de metros cúbicos de gás natural rico em CO2; Um milhão de t de CO2/ano são reinjetadas em um reservatório de água salina, a 800m abaixo do fundo do mar; Espera-se que um total de 20Mt/CO2 seja armazenada durante o tempo de vida do projeto;

Exemplos no Mundo Fonte: Statoil

Exemplos no Mundo Fonte: Statoil

Exemplos no Mundo Canadá No campo de Weyburn, a sudoeste da província de Saskatchewan, um projeto de Recuperação Avançada de Óleo (EOR), é desenvolvido desde 2000 pela EnCana Corporation; A fonte do CO2 é uma usina de carvão em Dakota do Norte-EUA, sendo este transportado por um gasoduto de 325Km até Weyburn; Iniciou-se em 2000 com 5.000t/dia, e já finalizando em 2009 com 7.000t/dia, aumentando a produção de petróleo em 18.000 mil barris/dia; A tecnologia de EOR já aumentou a vida útil do campo em 25 anos produzindo 120 milhões de barris adicionais, além de reduzir as emissões de CO2 em 14 milhões de toneladas nos próximos 15 anos.

Exemplos no Mundo Fonte: EnCana Corporation

Exemplos no Mundo EUA Líderes mundiais em tecnologia de EOR que utilizam 32 Mt/ano neste propósito; Atualmente cerca de 70 dos 84 projetos mundiais de aplicação de EOR estão nos EUA, embora a grande maioria deles não seja realizada para reduzir os gases do efeito estufa; Em Houston no Texas, o estado americano que mais emite CO2, foi implantado o “Frio Brine Project” em 2004. É utilizado o EOR injetando 1.600t/CO2 em um arenito altamente permeável rico em combustíveis fósseis, numa profundidade de 1.500m. Em Long Beach, na Califórnia, foi lançado o primeiro projeto IGCC (Ciclo Combinado de Gaseificação Integrado) do gás natural no campo de Tidelands, através do Projeto “Molecular Gate”.

Exemplos no Mundo Fonte: GEOSEQ Project

Exemplos no Mundo Fontes:Tidelands Molecular Gate Projects e www.bridgepix.com

Exemplos no mundo África No campo de Krechba em Salah na Argélia, o projeto deu início em 2004 pela Statoil e pela British Petroleum (BP) , reinjetando 1,2Mt/CO2 por ano em reservas de arenito de 1.800m de profundidade, abaixo da superfície do Deserto do Saara. A África do Sul possui um grande potencial de armazenamento de CO2 de 20Gt. Mas é inviável economicamente realizar o sequestro do CO2 em larga escala. Suas termelétricas de carvão emitem 50% das emissões totais de carbono do país, porém apresentam baixa concentração de CO2 na queima do carvão, encarecendo o processo. Minas inativas de ouro e carvão e aquíferos salinos profundos, apresentam capacidade de armazenamento de CO2 de aproximadamente 18,4 e 1,6 bilhões de metros cúbicos respectivamente. Juntas, possuem a capacidade de armazenar o CO2 emitido e capturado por 100 anos.

Exemplos no Mundo Fonte: Statoil

Exemplos no Mundo Fonte:Eskon e Sasol

Exemplos no Mundo Europa O Projeto CASTOR é uma iniciativa européia, em que 11 diferentes países da Europa se organizaram para desenvolver tecnologias inovadoras para a captura e armazenamento de CO2 de forma segura. Objetivo: capturar e armazenar 10 % das emissões de CO2 da União Européia até o ano de 2010. A planta está localizada na Dinamarca e visa processar 1 a 2 t/CO2 por hora. Alemanha Em Schwartze Pumpe a companhia Vattenfall iniciou um projeto em 2008 para capturar e isolar o CO2 do vapor de água, através do processo “oxyfuel”(o carvão é queimado junto com oxigênio puro, liberando vapor de água rico em CO2). Em seguida é comprimido em um liquido e vendido para empresas de bebidas como a Coca Cola, e para empresas petroleiras. A empresa ainda não possui tecnologia suficiente para armazenar o gás e reinjetá-lo na subsuperfície.

Exemplos no Mundo Fonte:Statoil

Exemplos no Mundo Fonte: Vattenfall Company

Exemplos no Mundo Austrália O primeiro projeto de sequestro de CO2 foi implantado em Nirranda, sudoeste de Victoria em 2006. O objetivo é estocar 100.000 toneladas de CO2 extraídos de gás natural, comprimido e transportado por 2,25Km, até ser re-injetado em outro reservatório de gás já depletado a 2000m de profundidade.

Exemplos no Mundo Fonte: CO2CRC

Exemplos no Mundo China Seguindo a tendência de reduzir futuramente suas emissões, a China está engajada juntamente com a União Européia. Por exemplo, o Projeto de Cooperação entre China e UE, o COACH, tem como objetivo a implementação do conceito de poligeração em termelétricas à carvão, com a co-produção de hidrogênio e possivelmente de combustíveis sintéticos, além do armazenamento do CO2 capturado. O custo está estimado em 2.62 milhões de euros. Uma planta piloto do grupo Huaneng em Beijing é projetada para capturar 3.000t CO2/ano.

Exemplos no Mundo Fonte:China Huaneng Group

Exemplos no Mundo Japão Projetos desenvolvidos no Japão: em Yubari- Hokkaido, injeção de CO2 em camadas de carvão para a recuperação do gás metano, e em Nagaoka- Honshu, que deu início em 2000 injetando cerca de 10,405 toneladas numa profundidade de 1100m entre 2003 e 2005, em aqüíferos salinos. Em Nagaoka ocorreu um terremoto em 2004 de grau 7,0 na escala Richter. A distância entre o epicentro do terremoto e do local onde ocorre injeção de CO2 (média de 40t/dia), foi de apenas 20Km, fazendo com que o projeto fosse paralisado. Felizmente não houve danos ao projeto, sendo este cuidadosamente retomado após a confirmação de segurança do local.

Exemplos no Mundo Fonte: Ecoal

Exemplos no Mundo Fonte: Jornal Folha de SP.

Roteiro da Apresentação Introdução Seqüestro de Carbono Seqüestro Geológico de Carbono Exemplos no Mundo Exemplos no Brasil Atualidades Problemas Conclusões Referências Bibliográficas

Exemplos no Brasil Projeto CarbMap Brasil Objetivo é analisar as bacias sedimentares que são possíveis reservatórios para o armazenamento de CO2. A metodologia leva em consideração dados como porosidade útil, área de abrangência do reservatório, volume de areia, espessura do corpo (reservatórios) além da produção de petróleo e gás. O cruzamento entre as fontes e as bacias sedimentares considerou um raio de até 300 km, ou seja, distância máxima considerada para transporte de CO2 no projeto.

Exemplos no Brasil Fonte: Rocha, 2007

Exemplos no Brasil Bacias potenciais: Campos, Santos, Solimões, Recôncavo e Paraná. No caso da Bacia de Campos, Santos, Solimões e do Recôncavo, os campos de exploração de petróleo e aqüíferos salinos presentes seriam bons reservatórios para o armazenamento de CO2. No caso da Bacia do Paraná, camadas de carvão e os aqüíferos salinos presentes na região seriam possíveis reservatórios.

Exemplos do Brasil Fonte:Adaptado de Ketzer, 2007 Bacia Sedimentar Capacidade de armazenamento em aqüíferos salino (MtCO2) Capacidade de armazenamento em campos de petróleo e gás (MtCO2) Capacidade de armazenamento em camadas de carvão (MtCO2) Bacia de Solimões 252.000 163 - Bacia de Campos 4.800 1.700 Bacia de Santos 148.000 167 Bacia do Paraná 462.000 200 Fonte:Adaptado de Ketzer, 2007

Exemplos no Brasil Bacias sedimentares x emissões de CO2 (Kt/ano) Fonte: Ketzer, 2007

Exemplos no Brasil Bacia do Recôncavo - BA A Petrobrás tem um projeto de (EOR) desde 1987, com a intenção de mudar o foco para o seqüestro de CO2. O gás é proveniente de uma Indústria de Produção de Amina localizada no Pólo Petroquímico de Camaçari, e levado para o campo de exploração de petróleo de Buracica, em Miranga. Houve um aumento na produção de óleo nesta Bacia decorrente da aplicação de métodos de EOR. O CO2 depois de capturado é transportado através de um duto de 75Km e injetado em um reservatório com uma profundidade de 1800m. A resposta é de 2,51 barris de óleo adicionais produzidos para cada tonelada de CO2 injetado.

Exemplos no Brasil Bacia de Santos - SP No Campo de Tupi, são estimados pela Petrobrás entre 5 bilhões e 8 bilhões de barris de petróleo. Isso resultará na emissão de pelo menos 2,1 bilhões de toneladas de CO2 na atmosfera. A Petrobrás decidiu reinjetar o gás nocivo. "Dado o teor existente de CO2 presente na região do pré-sal, não achamos adequado emiti-lo. Decidimos então reinjetá-lo” (para o poço), disse o gerente-executivo da área de pré-sal da Petrobras, José Formigli.

Exemplos no Brasil Fonte: Petrobrás

Exemplos no Brasil Bacia de Campos – RJ Detém 84% das reservas nacionais de petróleo e gás, e propõe inicialmente a utilização dos reservatórios depletados do PLANGAS (Plano de Antecipação de Produção de Gás Natural) para armazenamento de gás natural. Isso seria feito até que os sistemas de captura de CO2 sejam desenvolvidos. O teor de CO2 presente no gás associado produzido na Bacia de Campos é em média 0,5%. E devido à essa pequena porcentagem, a maior parte das instalações marítimas da Bacia de Campos não possui Unidades de Remoção de CO2. Porém, a capacidade de armazenamento é grande e pode ser injetado CO2 proveniente de outra fonte estacionária. Segundo o Projeto CarbMap, o potencial de armazenamento da Bacia de Campos é de aproximadamente 1,7 Gt/CO2, podendo ser armazenadas 90Mt/CO2 por ano.

Exemplos no Brasil Fonte: Petrobrás

Exemplos no Brasil Segundo o geólogo João Marcelo Ketzer, coordenador do Centro de Excelência em Pesquisa sobre o Armazenamento de Carbono (Cepac), ligado à PUCRS, alguns projetos pilotos já estão em desenvolvimento no Brasil. São minas de carvão e aqüíferos salinos que estão sendo testados para armazenar carbono. No Cepac já são 65 pesquisadores desenvolvendo estudos sobre o tema, com um orçamento de R$ 35 milhões, a maior parte da Petrobrás e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). A Petrobras espera chegar a 2014 com um armazenamento de CO2 da ordem de 10 milhões de toneladas/ano, através de injeções em larga escala de carbono em terra na Bahia, e sob o mar, na Bacia de Campos. Se a meta for atingida, será um dos maiores projetos de seqüestro geológico de CO2 do mundo.

Fonte: Petrobrás

Roteiro da Apresentação Introdução Seqüestro de Carbono Seqüestro Geológico de Carbono Exemplos no Mundo Exemplos no Brasil Economia Conclusões Referências Bibliográficas

Economia A principal motivação é aliar a necessidade de redução da emissão de CO2 para a atmosfera com a possibilidade de aumento da produção associado à Recuperação Avançada de Óleo (EOR). Outra motivação economicamente viável são as camadas de carvão que apresentam quantidades de metano. Como o CO2 é adsorvido preferencialmente pelo carvão, causa a liberação do metano antes aderido ao carvão, e assim, pode ser usado para melhorar a recuperação deste gás.

Economia O mercado global para tecnologias de captura e armazenamento do carbono deve chegar a US$ 236 bilhões em 2012, avalia o mais recente estudo da BCC Research (07-2008), que ainda prevê um crescimento de cerca de 21,8% . Atualmente esta tecnologia custa 60 euros (95 dólares) por tonelada de CO2. Para se tornar viável, este valor deve ser cortado pela metade. Hoje as indústrias podem comprar o direito de emitir por 25 euros a tonelada no esquema de comércio de emissões da União Européia (CIMM,2008).

Economia O comitê de meio ambiente do Parlamento Europeu aprovou resolução que obriga as centrais elétricas com capacidade superior a 300 MW construídas a partir de 2015, a incluir tecnologia de captura e armazenamento de CO2; A Austrália investirá 100 milhões de dólares australianos (US$ 83,5 milhões) anuais para a criação de um instituto internacional dedicado a criar tecnologia para capturar e armazenar gases de efeito estufa. A Austrália, que confirmou cooperação com o Protocolo de Kyoto, é um dos países que mais emitem dióxido de carbono.

Economia Fonte: IPCC, 2005 Componentes de um sistema de CAC: Escala de custos: Observações : Captação do CO2 emitido em uma central elétrica a carvão e a gás. 15-75 US$/tCO2 captado Custos do peso do CO2 captado em comparação com a mesma planta sem captação. Captação de CO2 emitido na produção de hidrogênio e amoníaco No refinamento de gás. 5-55 US$/tCO2 captado Aplicável a fontes com alto grau de pureza que requerem uma simples secagem e compressão. Captação do CO2 emitido por outras fontes industriais. 25-115 US$/tCO2 captado A escala reflete o uso de diversas tecnologias e combustíveis. Transporte. 1-8 US$/tCO2 transportado Por cada 250 km de transporte por gasodutos. Armazenamento geológico. 0,5-8 US$/tCO2 injetado Com exclusão de potenciais gerados pela recuperação avançada de petróleo. Armazenamento geológico: vigilância e verificação. 0,1-0,3 US$/tCO2 injetado Fase previa da invenção, a vigilância posterior e aplicação da regulamentação. Armazenamento oceânico. 5-30 US$/tCO2 injetado Com inclusão do transporte a 100- 500 km da costa, excluídas a vigilância e verificação. Carbonatação mineral. 50-100 US$/tCO2 mineralizado Escala correspondente ao menor caso estudado, incluindo o uso de energia adicional na carbonatação. Economia Fonte: IPCC, 2005

Economia Fonte: Herzog et al, 1997) Opções de armazenamento Capacidade relativa Custo relativo Integridade do armazenamento Conhecimento tecnológico Recuperação Avançada de óleo(EOR) Baixa Muito baixo Boa Alto Camadas de carvão Desconhecida Baixo Desconhecido Reservatórios exauridos de óleo e gás Moderada Aquíferos profundos Alta Domos de sal Muito alto Fonte: Herzog et al, 1997)

Roteiro da Apresentação Introdução Seqüestro de Carbono Seqüestro Geológico de Carbono Exemplos no Mundo Exemplos no Brasil Economia Conclusões Referências Bibliográficas

Conclusões Aspectos positivos e negativos a serem considerados: Os custos do seqüestro de carbono devem ser reduzidos. É essencial que o governo estabeleça incentivos que promovam o seqüestro e armazenagem do CO2; Relacionado aos riscos, os mais perigosos são o escapamento súbito e o vazamento gradual, como a que ocorreu naturalmente em 1986 no lago Nyos, em Camarões. Na ocasião, dióxido de carbono de origem vulcânica asfixiou 1700 aldeões e milhares de cabeças de gado. Liberações súbitas são, porém, improváveis quando o CO2 é armazenado em formações geológicas porosas profundas.

Conclusões Fonte: www.bbc.co.uk

Conclusões Fonte: ww.bbc.co.uk

Conclusões Fonte: IPCC,2005.

Conclusões Já a infiltração gradual de dióxido de carbono no ar, com o tempo, poderia anular o objetivo da captura e armazenamento de CO2. O relatório do IPCC (2005) estimou que mais de 99% do CO2 injetado seria retido por 100 anos e provavelmente permaneceria no lugar por mais de mil anos. O que resta, na prática, é se operadores conseguem rotineiramente manter os vazamentos em níveis que evitem riscos inaceitáveis à saúde pública e ao ambiente.

Conclusões Um dos aspectos positivos de uma rápida implementação da tecnologia, é o aumento moderado no consumo de combustíveis fósseis em curto prazo sem elevar os níveis de CO2 atmosférico além do tolerável. Com base nessa realidade, 21 países em todos os continentes, mais a União Européia, se uniram no CSLF, sigla de Carbon Sequestration Leadership Forum, para pesquisar uma tecnologia altamente promissora no sentido de reduzir emissões de CO2. O Brasil integra este bloco - é um dos sete países emergentes, junto com China, Índia, México, Colômbia, África do Sul e Arábia Saudita.

Conclusões O Brasil não tem a obrigação de reduzir suas emissões de CO2, pois possui uma matriz energética muito limpa. Devido a isso, a tecnologia de seqüestro de CO2 não precisa ser tão amplamente implementada, mas mesmo assim a Petrobrás e outras indústrias investem em pesquisas. E também a geração de créditos de carbono, no qual as empresas brasileiras, segundo o Protocolo de Kioto, poderiam vender esses créditos a empresas de países desenvolvidos.

Referências Bibliográficas Akay, M. Some Introductary Remarks on Geological Storage. Les Palais des Congres de Paris, France. 2006. Hovorka, S.D.; Knox, P. R. Frio Brine Sequestration Pilot in the Texas Gulf Coast. University of Texas. Leal, I. V. C. Análise do Potencial Técnico do Sequestro Geológico de CO2 no Setor Petroleiro do Brasil. Dissertação de mestrado. UFRJ. 2009.  Ravagnani, A. T. F. G.; Suslick, S. B. Modelo Dinâmico de seqüestro geológico de Co2 em reservatórios de petróleo. RBG. 33(1-Suplemento). 39-60. 2005. Ravagnani, A. T. F. G.; Suslick, S. B. Modelo Dinâmico de seqüestro geológico de Co2 em reservatórios de petróleo. RBG. 33(1-Suplemento). 39-60. 2005. ROCKETT, G. C. Geographic landscape transformations resulting from pipelines deployment: analogy with CO2 pipelines for CO2 geological storage. Porto Alegre. 2008. Philosophy and Human Sciences. Sbrissa, G. F.; Ketzer, J. M. M. Caracterização petrográfica das rochas-reservatório da Bacia do Recôncavo visando o armazenamento geológico de Co2. Mostra de Pesquisa da Pós-Graduação PUCRS-RS. 2008. http://www.comciencia.br/reportagens/clima/clima1 http://rainforests.mongabay.com/09-carbon_emissions.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_estufa http://www.cultivando.com.br/saude_meio_ambiente_aquecimento_entenda_aquecimento_glo bal.html http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/ee/Efeito_Estufa.html

Referências Bibliográficas http://zfacts.com/p/194.html http://globalwarming.change.org/blog/view/how_much_co2_does_a_plant_seque ster_mystery_solved http://www.carbon.org.nz/ www.bridgepix.com www.statoil.com www.encana.com IEA www.geoseq.com www.eskon.com www.sasol.com www.vattenfallcompany.com www.spiegelonline.com www.folha.com.br IPCC, 2005 e 2007. www.petrobras.com.br www.pucrs.br/cepac