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Atlas de Energia Elétrica do Brasil

Derivados de Petróleo | Capítulo 7

7 Derivados de Petróleo

Parte I Fontes não-renováveis

A c er vo TD

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Capítulo 7 | Derivados de Petróleo

Box 7

O processo de produção de energia elétrica a partir de derivados do petróleo

O processo de produção de energia elétrica é similar em todas as usinas que utilizam como matéria-prima os combustíveis fósseis em estado sólido ou líquido – o que inclui a maioria dos derivados de petróleo. De forma bastante simplificada, esse material é transportado até a usina, estocado e, posteriormente, queimado em uma câmara de combustão. O calor obtido nesse processo é usado para aquecer e aumentar a pressão da água, que se transforma em vapor. Este vapor movimenta as turbinas que transformam a energia térmica em energia mecânica. O gerador transforma a energia mecânica em energia elétrica.

O sistema convencional das termelétricas – o ciclo Rankine – consiste basicamente de uma caldeira, uma turbina a vapor, um condensador e um sistema de bombas. Na caldeira, que recebe o calor liberado pela combustão, a água passa do estado líquido para o gasoso (vapor) a uma pressão bem maior que a atmosférica. Quanto maior a temperatura deste vapor, maior a eficiência das turbinas.

Após mover as turbinas, o vapor é direcionado ao condensador para retornar ao estado líquido. A água, que circula

Perfil esquemático do processo de produção de energia elétrica a partir do petróleo dentro de serpentinas conectadas ao equipamento, é o fluido de resfriamento. Este líquido, por sua vez, é direcionado, por meio do sistema de bombas, novamente para a caldeira, que repetirá o processo de produção da energia térmica que se transformará em mecânica para movimentar as turbinas.

As etapas de combustão e resfriamento (que também implica a remoção de gases incondensáveis do vapor) são aquelas em que os gases poluentes são liberados na atmosfera. O volume e o tipo de gás emitido variam conforme a composição do combustível a ser queimado, o processo de queima ou remoção pós-combustão e, ainda, as condições de dispersão dos poluentes (altura da chaminé, relevo e meteorologia).

Quanto mais denso o combustível utilizado, maior o potencial de emissões. Por isso, derivados de petróleo como os óleos combustível, diesel e ultraviscoso são rejeitados por ambientalistas como fontes de geração de energia elétrica. No entanto, os investimentos em pesquisa e desenvolvimento realizados nos últimos anos e a instalação de equipamentos auxiliares tornaram possível aumentar o nível de eficiência da combustão e reduzir o volume de gases poluentes emitidos.

Água de Resfriamento

Caldeira Ventiladorde entrada

Ventiladorde saídaBomba de água de alimentação da caldeira

Bomba de condensado

Gerador Turbina

Aquecedor de água

Chaminé

Pré Aquecedor de ar

Condensador

Bomba de circulação

Transformadores Disjuntores

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Derivados de Petróleo | Capítulo 7

7 Derivados de Petróleo

7.1 INFORMAÇÕES GERAIS

No primeiro semestre de 2008, a Petróleo Brasileiro S/A (Petrobras), controlada pelo Governo Federal, anunciou a descoberta de um campo de petróleo na camada pré-sal (abaixo da camada de sal) na Bacia de Santos, litoral brasileiro. O campo de Júpiter foi a segunda grande descoberta anunciada pela empresa e a estimativa de suas reservas ainda está em fase de cálculo. A primeira foi o Poço de Tupi, também na Bacia de Santos, com reservas estimadas entre 5 e 8 bilhões de barris. A expectativa é de que todo o pré-sal tenha mais de 30 bilhões de barris.

A exploração exigirá elevados investimentos, desenvolvimento tecnológico específico e não tem data marcada para ser iniciada. Mesmo assim, a descoberta provocou forte impacto positivo na opinião pública, pois tem potencial para fazer com que o país aumente significativamente o volume de suas reservas, de 12,6 bilhões de barris. Além disso, as descobertas na camada pré-sal da Bacia de Santos colocam o Brasil, que durante anos buscou a auto-suficiência no recurso, no mesmo nível dos grandes produtores mundiais. Tanto que o país foi convidado pelo Irã para integrar a Organização dos Países Exportadores de Petróleo (Opep).

Descobertas como estas têm importância estratégica para qualquer país no mercado internacional. Isto porque o petróleo e seus derivados transformaram-se, ao longo do século X, não só na principal fonte primária da matriz energética mundial, como mostra o Gráfico 7.1 abaixo, mas, também, em insumo para praticamente todos os setores industriais.

Gráfico 7.1 Participação do petróleo na matriz energética mundial em 2006 (fontes primárias). Fonte: IEA, 2008.

Petróleo 26,0

Carvão 20,5

Gás Natural6,2

Nuclear10,1

Biomassa 2,2

Hidrelétrica 0,6 Outras

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Capítulo 7 | Derivados de Petróleo

Carvão Petróleo Gás Natural Nuclear Hidroelétrica Outras

Durante milhares de anos, esse óleo inflamável que brota naturalmente das rochas em algumas regiões do planeta foi utilizado por diferentes povos, como romanos, chineses e incas, para atividades específicas. A partir de meados do século XIX, porém, o petróleo começou a ser aplicado em maior escala, nos Estados Unidos, como substituto do óleo de baleia na iluminação e do carvão mineral na produção do vapor. O crescimento exponencial de sua aplicação veio em 1930, com a invenção do motor a explosão, que deu origem à chamada I Revolução Industrial.

Derivados como gasolina e óleo diesel passaram a ser usados como combustível para os meios de transporte, o que fez com que a substância rapidamente se transformasse na principal fonte da matriz energética mundial. Outros derivados, como a nafta, passaram a ser aplicados como insumo industrial na fabricação de produtos bastante diversificados como materiais de construção, embalagens, tintas, fertilizantes, farmacêuticos, plásticos, tecidos sintéticos, gomas de mascar e batons.

Portanto, entre as vantagens estratégicas do país que detém e controla as reservas de petróleo e a estrutura de refino estão: importância geopolítica; segurança interna em setores vitais como transporte e produção de eletricidade; e aumento da participação no comércio internacional, seja por meio da exportação direta do óleo e seus derivados, seja pelo custo e, portanto, pela competitividade dos produtos industrializados. Em razão destes elementos, aliás, ao mesmo tempo em que provocou acentuado desenvolvimento econômico e social, o petróleo também gerou sucessivas guerras e crises internacionais ao longo do século X.

Das guerras, uma das mais recentes foi a invasão do Iraque pelos Estados Unidos, em 20031. Das crises, as mais representativas ocorreram na década de 70. Em 1973, os países produtores do Oriente Médio, reunidos na Opep, decidiram reduzir o volume produzido a fim de provocar uma alta do preço do barril (que passou de US$ 2,70 para US$ 1,20). Com isso, enfrentaram a pressão das grandes companhias petrolíferas, que dominavam as quatro fases da cadeia produtiva: extração, transporte, refino e distribuição. Em 1979, a deposição do xá do Irã, um dos maiores fornecedores mundiais do óleo, fez com que o preço do barril novamente desse um salto e superasse US$ 40,0.

As duas crises provocaram problemas econômicos em vários países – inclusive um racionamento de derivados no Brasil – e sinalizaram para a necessidade de redução da dependência da substância. Se, em 1973, o petróleo representava 46,1% da matriz energética mundial, em 2006, após recuos graduais, chegava a 34,4%, segundo a International Energy Agency (IEA). Na produção de energia elétrica, a queda foi mais acentuada, como mostra o Gráfico 7.2 abaixo. Em 1973, o petróleo era a segunda principal fonte, superada apenas pelo carvão. Em 2006, dentre as principais fontes (carvão, água, gás natural e nuclear) era a menos utilizada, respondendo por 5,8% da matriz elétrica mundial.

Nos últimos anos, a busca de fontes alternativas tornou-se mais premente. Um dos motivos é ambiental: a cadeia produtiva do petróleo e seus derivados é extremamente agressiva ao meio ambiente, inclusive produzindo em várias etapas, como na

Gráfico 7.2. Geração de energia elétrica no mundo por tipo de combustível nos anos de 1973 e 2006. Fonte: IEA, 2008.

1 Invasão do Iraque pelos EUA - O objetivo oficial era lutar contra o terrorismo, achar armas de destruição em massa que possivelmente o governo iraquiano teria em estoque, o que representava uma ameaça aos Estados Unidos, abalado desde o ataque terrorista de 1 de setembro de 2001. O real motivo ainda causa discussões. Há uma corrente que defende a resposta aos citados atentados, outra sugere uma estratégia para se apoderar do petróleo da nação iraquiana.

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Derivados de Petróleo | Capítulo 7 geração de energia elétrica e no consumo de combustíveis, emissões de gases que contribuem para o efeito estufa. Outro motivo é a perspectiva de esgotamento, a médio prazo, das reservas hoje existentes.

Em relatório publicado em 2000, a IEA estimou que as reservas conhecidas seriam suficientes para o abastecimento mundial apenas por mais cerca de 40 anos, se mantidos o ritmo de produção e consumo da época: 74,916 milhões de barris por dia e 76,076 milhões de barris por dia, respectivamente. A alta e a volatilidade das cotações do petróleo – que chegaram a superar US$ 124 por barril – provocaram o arrefecimento na evolução do consumo a partir de 2006, como mostra a Tabela 7.1 abaixo. Apesar de as cotações terem recuado bruscamente em 2008 – de mais de US$ 140 para cerca US$ 70 por barril – é possível que a tendência de contenção nos volumes absorvidos se acentue a partir de 2008, se a recessão mundial prevista de fato se configurar. Mesmo assim, as indefinições quanto à disponibilidade futura do petróleo continuam relevantes.

composta por carbono e hidrogênio, à qual podem se juntar átomos de oxigênio, nitrogênio e enxofre, além de íons metálicos, principalmente de níquel e vanádio.

Para encontrar e dimensionar o volume de reservas existentes (medidas em quantidades de barris, que correspondem a 159 litros), são realizados estudos exploratórios, que utilizam tanto a geologia quanto a geofísica. Depois disso, vem a fase da perfuração, que tem início com a abertura de um poço mediante o uso de uma sonda para comprovar a existência do petróleo. Em caso positivo, outros poços são perfurados a fim de se avaliar a extensão da jazida. Esta última informação técnica, confrontada com dados de mercado – tais como condições da oferta, do consumo e cotações presentes e previstas para o petróleo no mercado internacional – determina se é comercialmente viável produzir o petróleo descoberto. De uma maneira muito simplificada, quanto maior a perspectiva de escassez, pressão do consumo e aumento das cotações, maiores os investimentos que podem ser aplicados na extração – a primeira fase da cadeia produtiva do petróleo.

histórias de fortunas feitas da noite para o dia por obra do acaso

Esta tecnologia sofisticada foi desenvolvida principalmente ao longo do século X quando, em função da exploração crescente, as jazidas mais próximas do solo se esgotaram. No final do século XIX, não era incomum o petróleo jorrar naturalmente, como ocorreu em algumas regiões do Estados Unidos. Dessa época, há É dessa época, também, que data a constituição das maiores companhias petrolíferas multinacionais hoje em operação.

O petróleo cru não tem aplicação direta. A sua utilização exige o processo de refino, do qual se obtém os derivados que são distribuídos a um mercado consumidor pulverizado e diversificado. Assim, além da extração, a cadeia produtiva compreende mais três etapas: transporte do óleo cru (geralmente por oleodutos ou navios), refino e distribuição (entrega dos derivados ao consumidor final, geralmente por caminhões-tanques).

Nas refinarias, o petróleo é colocado em ebulição para fracionamento de seus componentes e conseqüente obtenção de derivados. Os derivados mais conhecidos são: gás liquefeito (GLP, ou gás de cozinha), gasolina, nafta, óleo diesel, querosene de aviação e de iluminação, óleo combustível, asfalto, lubrificante, combustível marítimo, solventes, parafinas e coque de petróleo, como mostra o Gráfico 7.3, na página seguinte. Para produção de energia elétrica, utiliza-se o óleo diesel e o óleo combustível e, em menor proporção, o óleo superviscoso.

Tabela 7.1 - Produção e consumo de petróleo de 1998 a 2007

Produção de petróleo (mil barris/dia)

Consumo de petróleo (mil barris/dia)

Relação 2007/2006 (%)9,85%101,17% Fontes: BP, 2008.

O que é o petróleo

O petróleo é um óleo inflamável, formado a partir da decomposição, durante milhões de anos, de matéria orgânica como plantas, animais marinhos e vegetação típica das regiões alagadiças, e encontrado apenas em terreno sedimentar. A base de sua composição é o hidrocarboneto, substância

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Não energéticosGLP Gasolina Óleo combustívelOutros energéticos

Óleo diesel

Gráfico 7.3 – Derivados de petróleo após o refino (2007). Fonte: ANP, 2008.

Outra característica é a presença de poucas e grandes companhias verticalizadas, detentoras de todo o processo produtivo e que dominam o mercado internacional. A constituição da Opep pelos países árabes, em 1960, aliás, foi uma resposta à ação das sete maiores – chamadas “Sete Irmãs” – que se uniram e dividiram o mundo em regiões de influência, para controle de toda a cadeia produtiva, inclusive do preço pago pelo barril de óleo cru.

A valorização das cotações do barril de petróleo, principalmente a partir da crise dos anos 70, fez com que novos produtores ingressassem nesse mercado, uma vez que os valores recebidos com a venda compensavam os investimentos necessários à exploração e prospecção. Assim, ao longo do tempo, ocorreu maior pulverização da oferta, ao mesmo tempo em que novos e importantes campos foram descobertos. Tornaram-se produtores e exportadores países como a antiga União Soviética, México, Reino Unido, Venezuela, Noruega e Brasil. De acordo com a consultoria especializada PFC Energy, citada no relatório anual da Petrobras (exercício de 2007), a Petrobras é a sexta maior companhia petrolífera do mundo com base no valor de mercado.

Por região, o Oriente Médio lidera o ranking das maiores reservas (61% do total mundial) e dos maiores produtores. Na divisão por países, no entanto, logo após a Arábia Saudita, maior produtora mundial com 10,4 milhões de barris por dia, figuram a Rússia (9,98 milhões de barris por dia, apesar de ter apenas 6,4% das reservas mundiais) e os Estados Unidos (6,9 milhões de barris por dia), conforme mostra a Tabela 7.2 a seguir, elaborada com base na edição de 2008 do estudo BP Statistical Review of World Energy.

O tipo de derivado obtido depende da qualidade do petróleo: leve, médio ou pesado, de acordo com o tipo de solo do qual foi extraído e a composição química. O petróleo leve, como aquele produzido no Oriente Médio, dá origem a maior volume de gasolina, GLP e naftas. Por isso é, também, o mais valorizado no mercado. As densidades médias produzem principalmente óleo diesel e querosene. As mais pesadas, características da Venezuela e Brasil, produzem mais óleos combustíveis e asfaltos.

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