Gás natural

O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos leves encontrada no subsolo, na qual o metano tem uma participação superior a 70 % em volume. A composição do gás natural pode variar bastante dependendo de fatores relativos ao campo em que o gás é produzido, processo de produção, condicionamento, processamento, e transporte.

O gás natural é encontrado no subsolo, por acumulações em rochas porosas, isoladas do exterior por rochas impermeáveis, associadas ou não a depósitos petrolíferos. É o resultado da degradação da matéria orgânica de forma anaeróbica oriunda de quantidades extraordinárias de microorganismos que, em eras pré-históricas, se acumulavam nas águas litorâneas dos mares da época. Essa matéria orgânica foi soterrada a grandes profundidades e, por isto, sua degradação se deu fora do contato com o ar, a grandes temperaturas e sob fortes pressões.

Caracteristicas

Definição

Pela lei numero 9.478/97 (Lei do Petróleo), o gás natural "é a porção do petróleo que existe na fase gasosa ou em solução no óleo, nas condições originais de reservatório, e que permanece no estado gasoso em CNTP (condições normais de temperatura e pressão)"

Composição

A composição do gás natural pode variar muito, dependendo de fatores relativos ao reservatorio, processo de produção, condicionamento, processamento, e transporte. De uma maneira geral, o gás natural apresenta teor de metano superiores a 70% de sua composição, densidade menor que 1 (mais leve que o ar) e poder calorífico superior entre 8.000 e 10.000 $kcal/m3$, depedendo dos teores de pesados (Etano e propano principalmente) e inertes (Nitrogenio e gás carbonico). No Brasil a composição do gás para comercialização é determinada pela portaria de numero 104 da 08/07/2002 da Agência Nacional do Petróleo (ANP).

Na região Sudeste do Brasil o gás natural comercializado deve estar de acordo com as sequintes especificações:

• Poder Calorifico Superior - 9,72 a 11,67 kwh/m3
• Indice de Wobbe - 46500 a 52.500 KJ/m3
• Metano mínimo - 86,0 %Vol
• Etano Máximo - 10,0 %Vol
• Propano Máximo - 3,0 %Vol
• C₄+ Máximo - 1,5 %Vol
• Oxigênio Máximo - 0,5 %Vol
• Inertes Máximo (N₂ + CO₂) - 4,0 %Vol
• Nitrogênio Máximo - 2,0%
• Enxofre total - 70 mg/m3
• H₂S Máximo - 10 mg/m3
• Ponto de orvalho máximo - -45°C (1 ATM)

Riqueza

Conjunto de componentes do gás natural mais pesados que o etano (Fração C3+). Se o teor de pesados for superior a 8,0% o gás é considerado rico, se for menor que 6,0% o gás é considerado pobre, se o teor estiver entre 6,0 e 8,0% o gás é considerdo de riqueza mediana. A riqueza é um parâmetro importante na seleção da via tecnologica a ser utilizada no processamento do gás.

Histórico

O gás natural passou a ser utilizado em maior escala na Europa no final do século XIX, com a invenção do queimador Bunsen, em 1885, que misturava ar com gás natural e com a construção de um gasoduto à prova de vazamentos, em 1890.

Porém as técnicas de construção de gasodutos eram incipientes, não havendo transporte de grandes volumes a longas distâncias, conseqüentemente, era pequena a participação do gás em relação ao óleo e ao carvão. Entre 1927 e 1931, já existiam mais de 10 linhas de transmissão de porte nos Estados Unidos, mas sem alcance interestadual, no final de 1930 os avanços da tecnologia já viabilizavam o transporte do gás para longos percursos. A primeira edição da norma americana para sistemas de transporte e distribuição de gás (ANSI/ASME B31.8) data de 1935.

O grande crescimento das construções pós-guerra, durou até 1960, foi responsável pela instalação de milhares de quilômetros de gasodutos, dado os avanços em metalurgia, técnicas de soldagem e construção de tubos. Desde então, o gás natural passou a ser utilizado em grande escala por vários países, dentre os quais podemos destacar os Estados Unidos, Canadá, Japão além da grande maioria dos paises Europeus, isso se deve principalmente as inúmeras vantagens econômicas e ambientais que o gás natural apresenta.

A utilização do gás natural no Brasil começou modestamente por volta de 1940, com as descobertas de óleo e gás na Bahia, atendendo a indústrias localizadas no Recôncavo Baiano. Após alguns anos, as bacias do Recôncavo, Sergipe e Alagoas destinavam quase em sua totalidade para a fabricação de insumos industriais e combustíveis para a RELAM e o Pólo Petroquímico de Camaçari.

Com a descoberta da Bacia de Campos as reservas provadas praticamente quadruplicaram no período 1980-95. O desenvolvimento da bacia proporcionou um aumento no uso da matéria-prima, elevando em 2,7% sua participação na matriz energética nacional.

Em 1999 com a entrada em operação do Gasoduto Brasil-Bolívia, com capacidade de transportar 30 milhões de metros cúbicos de gás por dia, houve um aumento expressivo na oferta nacional de gás natural. Nos primeiros anos de operação do gasoduto, a elevada oferta do produto e os baixos preços praticados, favoreceram uma explosão no consumo tendo o gás superado os 10% de participação na matriz energética nacional.

Nos últimos anos, com as descobertas nas bacias de Santos e do Espírito Santo as reservas Brasileiras de gás natural tiveram um aumento significativo. Apesar disso o baixo preço do produto e a ausência de um marco regulatório tem inibido investimentos, esses fatores aliados ao grande crescimento da demanda e a nacionalização do gás na Bolívia, levaram a Petrobrás a cortar o fornecimento do produto para as distribuidoras de gás do Rio de Janeiro e São Paulo em outubro de 2007.

Regulamentação

Ao contrário do que ocorre com a maioria dos combustíveis fósseis, facilmente armazenáveis, a decisão de investimento em gás natural depende da negociação prévia de contratos de fornecimento de longo prazo, do produtor ao consumidor. Essas características técnico-econômicas configuram num modo de organização no qual o suprimento do serviço depende, previamente, da implantação de redes de transporte e de distribuição, bem como na implantação de um sistema de coordenação dos fluxos, visando o ajuste da oferta e da demanda, sem colocar em risco a confiabilidade do sistema.

Devido às fortes barreiras à entrada de novos concorrentes, o modelo tradicional que predominou do pós-guerra até o início dos anos 80, mesmo com variantes de um país a outro em função de contextos jurídicos e institucionais, é estruturado por três atributos principais: integração vertical, monopólios públicos de fornecimento e forma de comercialização baseada em contratos bilaterais de longo prazo. Para a indústria de gás natural, esse modelo permitiu, na Europa e nos Estados Unidos, uma forte expansão da produção e de gás e o incremento significativo da participação do gás no balanço energético destes países.

No Brasil, até 1997, predominou o modelo de monopólio estatal da Petrobrás na produção e no transporte de gás natural, ficando as distribuidoras estaduais a cargo da distribuição e venda de gás aos consumidores residenciais e industriais. Também existiam casos em que a Petrobrás fornecia gás diretamente a alguns grandes consumidores.

Após 1997, com a nova Lei do Petróleo, a Petrobrás perdeu o monopólio sobre o setor. Para se adequar à "lei do livre acesso", a Petrobrás se viu obrigada a criar um empresa para operar seus gasodutos - A Transpetro. Até 03 de março de 2009, o setor carecia de uma legislação específica.

Com a publicação da Lei n. 11.909, de 04 de março de 2009, foram criadas normas para "exploração das atividades econômicas de transporte de gás natural por meio de condutos e da importação e exportação de gás natural" (art. 1º).

Atores da Cadeia de Gás Natural

• Produtor:Pessoa Jurídica que possui a concessão do Estado para explorar e produzir gás natural em determinados blocos.
• Carregador:Pessoa jurídica que detem o controle do gás natural, contrata o transportador para o serviço de transporte e negocia a venda deste junto as companhias distribuidoras.
• Transportador:Pessoa jurídica autorizada pela ANP a operar as instalações de transporte.
• Processador:Pessoa jurídica autorizada pela ANP a processar o gás natural.
• Distribuidor:Pessoa jurídica que tem a concessão do estado para comercializar o gás natural junto aos consumidores finais (No Brasil a distribuição é monopólio dos governos estaduais)
• Regulador:Figura do Estado representada pela ANP

Exploração

A exploração é a etapa inicial dentro da cadeia de gás natural, consistindo em duas fases. A primeira fase é a pesquisa onde, através de testes sísmicos, verifica-se a existência em bacias sedimentares de rochas reservatórias (estruturas propícias ao acúmulo de petróleo e gás natural). Caso o resultado das pesquisas seja positivo, inicia-se a segunda fase, e é perfurado um poço pioneiro e poços de delimitação para comprovação da existência gás natural ou petróleo em nível comercial e mapeamento do reservatório, que será encaminhado para a produção.

Os reservatórios de gás natural são constituídos de rochas porosas capazes de reter petróleo e gás. Em função do teor de petróleo bruto e de gás livre, classifica-se o gás, quanto ao seu estado de origem, em gás associado e gás não-associado.

• Gás associado: é aquele que, no reservatório, está dissolvido no óleo ou sob a forma de capa de gás. Neste caso, a produção de gás é determinada basicamente pela produção de óleo. Boa parte do gás é utilizada pelo próprio sistema de produção, podendo ser usada em processos conhecidos como reinjeção e gás lift, com a finalidade de aumentar a recuperação de petróleo do reservatório, ou mesmo consumida para geração de energia para a própria unidade de produção, que normalmente fica em locais isolados. Ex: Campo de Urucu no Estado do Amazonas

• Gás não-associado: é aquele que, no reservatório, está livre ou em presença de quantidades muito pequenas de óleo. Nesse caso só se justifica comercialmente produzir o gás. Ex: Campo de San Alberto na Bolivia.

Produção

Com base nos mapas do reservatório, é definida a curva de produção e a infraestrutura necessárias para a extração, como boa parte do gás é utilizada pela própria unidade de produção é verificada a viabilidade de se comercializar o excedente de gás, caso a comercialização do gás não seja viavel, normalmente pelo elevado custo na implantação de infraestrutura de transporte de gás, o excedente é queimado.

Condicionamento

Um reservatório de gás natural

É o conjunto de processos físicos ou químicos aos quais o gás natural é submetido, de modo a remover ou reduzir os teores de contaminantes para atender as especificações legais do mercado, condições de transporte, segurança, e processamento posterior.

O gás natural pode ser armazenado na forma líquida à pressão atmosférica. Para tanto os tanques devem ser dotados de bom isolamento térmico e mantidos à temperatura inferior ao ponto de condensação do gás natural. Neste caso, o gás natural é chamado de gás natural liquefeito ou GNL.

Processamento

• Refrigeração simples;
• Absorção refrigerada;
• Turbo-Expansão;
• Expansão Joule-Thompson (JT).

Transporte

• Gás Natural Comprimido (GNC);
• Gasodutos;
• Gás Natural Liquefeito.

Comercialização

1. Gazprom (Rússia): 179,7 bilhões de euros
2. EDF (França): 135,2 bilhões de euros
3. EON (Alemanha): 85 bilhões de euros
4. Suez GDF (França): aproximadamente 71 bilhões, contando o pólo ambiental, calculado pelos analistas em 20 bilhões de euros
5. Iberdrola (Espanha): 51,3 bilhões (após a compra da Scottish Power)
6. Enel (Itália): 47,1 bilhões (prestes a comprar Endesa com Acciona)
7. RWE (Alemanha): 46,0 bilhões de euros
8. Endesa (Espanha): 42,2 bilhões de euros
9. BG Group (antiga British Gas): 39,5 bilhões
10. Exelon (EUA): 34,6 bilhões de euros

Produção de gás natural por países (países em marrom e vermelho são os maiores produtores mundiais)

Utilização

O gás natural é empregue diretamente como combustível, tanto em indústrias, casas e automóveis. É considerado uma fonte de energia mais limpa que os derivados do petróleo e o carvão. Alguns dos gases de sua composição são eliminados porque não possuem capacidade energética (nitrogênio ou CO₂) ou porque podem deixar resíduos nos condutores devido ao seu alto peso molecular em comparação ao metano (butano e mais pesados).

• Combustível: A sua combustão é mais limpa e dá uma vida mais longa aos equipamentos que utilizam o gás e menor custo de manutenção.
• Automotivo: Utilizado para motores de ônibus, automóveis e caminhões substituindo a gasolina e o álcool, pode ser até 70% mais barato que outros combustíveis e é menos poluente.
• Industrial: Utilizada em indústrias para a produção de metanol, amônia e uréia.

As desvantagens do gás natural em relação ao butano são: mais difícil de ser transportado, devido ao fato de ocupar maior volume, mesmo pressurizado, também é mais difícil de ser liquificado, requerendo temperaturas da ordem de -160°C.

Algumas jazidas de gás natural podem conter mercúrio associado. Trata-se de um metal altamente tóxico e deve ser removido no tratamento do gás natural. O mercúrio é proveniente de grandes profundidades no interior da terra e ascende junto com os hidrocarbonetos, formando complexos organo-metálicos.

Atualmente estão sendo investigadas as jazidas de hidratos de metano que se estima haver reservas energéticas muito superiores às atuais de gás natural.

Ligações externas

• «GASNet» 
• «CTGas» 
• «Transpetro - Petrobras Transporte S.A.» 
• «Sobre mercúrio no gás natural» (em inglês)