Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

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Treinamento Técnico- Dimensão AmbientalTreinamento Técnico- Dimensão Ambiental

Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

Módulo 4: Meio Ambiente e o Transporte de Energia

Ricardo Junqueira Fujii

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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.

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Transporte de Petróleo

TerrestreOleodutos, com estações de recalque

intermediárias, às vezes com aquecimento no trajetoNo Brasil, diâmetros de 0,10 a 1,50 m

MarítimoPetroleiros: 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.

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GLPGasolinaQueroseneÓleo dieselÓleo CombustívelResíduos: asfalto, coque

Petroleiros

Oleodutos

REFINARIA

Petróleo:Trânsito feito por oleodutos e petroleiros

Produçãode óleo

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Middle EastNorth AmericaLatin AmericaAfricaWestern EuropeFormer Soviet UnionPacific Asia

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10

3

1

Million barrelsper day

Hormuz

MalaccaBab el-Mandab

Suez

Bosphorus

Panama

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

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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.

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Petroleiros

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.

75.000 120.000

Suezmax Tamanho máximo para o canal de Suez

120.000 200.000

Capesize Grande demais para Suez e Panamá

80.000 Sem limites

VLCC Very Large Crude Carrier

200.000 319.000

ULCC Ultra Large Crude Carrier

320.000 Sem limites

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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.

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Fonte: Cosmo Oil - Japão

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Fonte: Cosmo Oil - Japão

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Fonte: Petrobrás

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Fonte: Petrobrás

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Poluição marítima proveniente do Petróleo

Causa 1973 1979 1981

Descargas operacionais dos

petroleiros

1080 600 700

Acidentes – derramamentos de petroleiros

300 300 400

Outros derramamentos

750 200 320

Em milhares de toneladas por ano. Fonte: Patin, Stanislav

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Recuperação da região de Prince William

1989

1998

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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.

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Qual o destino do petróleo derramado?

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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.)

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Derramamento na costa Espanholaafundamento do Prestige - 2002

Cerca de 60 mil ton de óleo derramadas.

Quantidade significativa absorvida em sedimentos na costa, prolongando o dano na região.

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Impactos de oleodutos

• Ocupação de áreas adjacentes durante a construção;

• Vazamentos;• Limpeza da área de servidão/domínio.

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Cadeia do Gás Natural

NaturalGás

Production

Impurities

Purification

NGL

GTL

Liquefaction

Compression

NGCCTransmissionLine

Pipeline

LNG / LNG Tankers /LNG terminal/Regasification

Liquid Fuels /Oil Tankers /Oil Terminal /Refinery /Ultra - clean Liquid Transportation Fuels

F i n

a l U

s e

r s

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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 CompressãoEstas estações consomem altos percentuais de energia, que provém do próprio gasoduto, podendo chegar a 10% do gás transportado.

- City GatesOs 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.

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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.

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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.

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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.

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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).

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As esferas são capazes de armazenar mais de 25.000 metros cúbicos de GNL que representam 11.125 toneladas. Os maiores navios contém cinco esferas e têm capacidade para transportar mais de 125.000 metros cúbicos ou 55.625 toneladas.O custo de um navio metaneiro com capacidade para 125.000 metros cúbicos de GN varia entre US$ 200 milhões e US$ 220 milhões, representando um custo unitário médio de US$ 1.680 por metro cúbico de capacidade.

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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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Impactos AmbientaisExemplo: Gasoduto Bolívia-Brasil:extensão em SP = 1040 kmLargura da faixa de servidão = 20mÁrea 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.

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UrânioO 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.

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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.

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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.

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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

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Transporte de Carvão e Outros

Insumos Energéticos

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.

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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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Distância média percorrida por modalidade de transporte - EUA

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Proporção por modalidade de transporte - EUA

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Custo médio como porcentagem do valor de compra - EUA

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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).

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Usos Finais

Produção deEnergia Elétrica

O Trânsito de Eletricidade

Trânsito feito através de cabos e equipamentos elétricos

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O Papel da Transmissão

Permitir o trânsito de energia da geração para os usuários.

Transmissão DistribuiçãoGeração Consumidor

T D

G

CCC

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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;

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Características da Transmissão

• Altos níveis de tensão

• Manejo de grandes blocos de energia

• Distância de transporte razoável

• Sistemas com várias malhas

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Interconexões Brasileiras Internas e Externas

Linhas de Transmissão

GasodutosArgentina

ItaipuItaipu

Venezuela

SistemasIsolados

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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.

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Comercializadores e outras entidades que vierem a ser regulamentadas, firmando contratos de compra e venda de energia elétrica

Concessionários

Consumidores Livres Geradores

A quem atende a Transmissão ?

GeradoresGeradores TRANSMISSORATRANSMISSORA

DISTRIBUIDORAS

Consumidores Consumidores LivresLivres

ComercializadorComercializador

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Fonte: ANP, 2002

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Transmissão - Custos

•Torres

•Condutores

•Compensação Reativa: Fixa Comutável Controlável - FACTS

•Perdas: Joule, Corona

•Terreno: Faixa de Passagem

•Questões Ambientais, Políticas

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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.

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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;

Impactos ambientais das linhas de transmissão

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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.

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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.

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