O Estado da Artedo GNL em Portugal

Patrícia Baptista, Gonçalo Duarte,Rui Couchinho, Amílcar Arantes

Instituto Superior Técnico

11 de Dezembro de 2015

O papel do transporte de mercadorias

EU Statistical

pocketbook 2015

Contexto regulatório• Livro Branco, 2011 - Roteiro do espaço único europeu dos

transportes“Redução radical da dependência da Europa das importações de

petróleo e reduzirão em 50% as emissões de carbono nos transportesaté 2050”.

• Pacote “Energia-Clima” (ou Pacote “20-20-20”)Necessidade da redução de 20% das emissões de GEE relativamenteaos níveis de 1990, da redução de 20% do consumo de energiaprimária e da substituição de 20% do consumo de combustíveistradicionais por combustíveis alternativos

• Diretiva 2014/94/UE, criação de uma infraestrutura paracombustíveis alternativos na UE por forma a minimizar adependência em relação ao petróleo e atenuar o impacte ambientaldos transportes.

O GNL como alternativa no sector dos transportes

Porquê o GN?

• Combustível fóssil, composto maioritariamente composto por

metano (CH4), sendo incolor e inodoro

• A utilização nos veículos já se encontra bem caracterizada

• Permite a diversificação energética

• Solução mais amiga do ambiente

- Não é tóxico, não é corrosivo, não contamina o solo e as águas subterrâneas

- Redução generalizada dos poluentes com efeitos mais adversos na

saúde humana (PM e NO x)

• Redução de ruído

• Alternativa económica

- Custo €/km inferior

O GNL como alternativa no sector dos transportes

Porquê o GNL?

• Tem uma elevada densidade de energia face ao GNC

- A vaporização de 1 m3 de GNL produz entre 560 m3 e 600 m3 de GN à

pressão atmosférica;

- Reflecte-se em maior autonomia que o torna atractiv o para

transporte de longa de distância

• Tempo de abastecimento

• Boas características de segurança

- Não é inflamável no estado líquido

- Quando derramado, o GNL evapora criando uma nuvem branca de

humidade condensada, que a temperaturas atmosféricas se dispersa

rapidamente

A cadeia de utilização do GNL

Produção e

distribuição

Infra-estrutura

de

abastecimento

Utilização

Impactes da produção do combustível

Processo de obtenção e transporte do GNL

Extração e Liquefação Transporte marítimo para país de consumo

A extração é feita na forma de GN em estado gasoso, constituído por metano (CH4). O GN em estado gasoso é posteriormente liquefeito, formando o GNL, na área de exploração e produção.

O GNL é transportado, no estado liquefeito, por via marítima através de navios metaneiros, de grande isolamento térmico, capazes de suportar e manter a temperatura (-162ºC) do GNL durante o transporte. No processo de transporte, as pequenas perdas evaporativas de GNL são utilizadas nos motores destes navios metaneiros.

Receção do GNL Distribuição e Abastecimento

No terminal marítimo de receção do GNL este pode ser diretamente armazenado em tanques de armazenamento, ou ser regaseificado, processo que é efetuado através de vaporizadores com água do mar.

A distribuição do GNL, para zonas não servidas por gasodutos é efetuada através de camiões cisterna criogénicos ou contentores criogénicos, que distribuem diretamente o GNL, ou que fazem a gaseificação do GN no próprio local, através do ar atmosférico, ou por aquecimento a água quente.

Impactes na produção de GNL e GNC na fase poço-ao-depósito

Os impactes associados à produção de GNL são 10% superiores aos do gasóleo em termos de perdas energéticas, ao passo que para o GNC as perdas podem ser até 34% superiores às do gasóleo.

Impactes da produção do combustível

Concawe 2014

Impactes na produção de GNL e GNC na fase poço-ao-depósito

As emissões associadas à produção de GNL são 26% superiores às do gasóleo, ao passo que as emissões associadas à produção de GNC são 32% superiores às do gasóleo.

Impactes da produção do combustível

Concawe 2014

A infra-estrutura nacional de

distribuição, abastecimento e

armazenamento do GN (GNL e GNC)

é composta pelas seguintes

unidades:

• Terminal marítimo de GNL;

• Gasodutos;

• Unidade de armazenamento

subterrâneo;

• Postos de abastecimento (GNL,

GNC e L-GNC); e

• Unidade Autónoma de Gás.

Infra-estrutura de abastecimento

REN 2014

Distribuição geográfica depostos de abastecimento de GNL

Infra-estrutura de abastecimento

http://lngbc.eu/, 2015

Postos de Abastecimento GNL e GNC em operação

Infra-estrutura de abastecimento

Local

Tipo de GN Proprietário

Tipo de Utilização

GNL GNC Aveiro

(Esgueira ) � � MOVEAVEIRO – Empresa Municipal de Mobilidade, E.M. Privado

Braga � � TUB – Transportes Urbanos de Braga Público

Carregado 1 � � Dourogás - GoldEnergy Público Lisboa

(Estação de Cabo Ruivo )

� � CARRIS – Companhia de Caminhos de

Ferro de Lisboa (Dourogás - GoldEnergy

Privado / Público

Lisboa (São João da Talha ) � � VALORSUL Privado

Loures 2 � � Dourogás - GoldEnergy Público Mirandela

(Urjais) � � Dourogás - GoldEnergy Público

Porto (Estação de Recolha

de Francos ) � �

STCP – Sociedade de Transportes Coletivos do Porto (Dourogás -

GoldEnergy ) Privado / Público

Santa Maria da Feira (Picoto) 38 � � Dourogás - GoldEnergy Público

Infra-estrutura de abastecimento

Tecnologia dos veículosImpactes na utilização

Disponível através de:• Veículos novos• Retrofitting

Configurações distintas para a combustão de GNL: • Motor ciclo Otto, com ignição comandada e razão

ar/combustível estequiométrica (disponível);• Motor ciclo Otto, com ignição comandada e combustão com

excesso de ar (ainda em desenvolvimento); e• Motor ciclo Diesel, com ignição por compressão e chama

piloto com gasóleo (brevemente).

Tecnologia dos veículosImpactes na utilização

Veículos a Gás Natural (Mercadorias) Modelos GNC GNL

Lige

iros

FIAT Doblò Natural Power � Volswagen Touran EcoFuel � Volswagen Caddy EcoFuel �

IVECO Daily CNG � FIAT Fiorino Natural Power �

Pes

ados

IVECO Eurotech MP190E26 � FIAT Ducato Natural Power �

IVECO Daily CNG � IVECO Stralis CNG + LNG � �

Mercedes-Benz Econic CNG1 � Mercedes-Benz Econic LNG48 � Mercedes-Benz Axor LNG48 �

Mercedes-Benz Actros LNG48 � SCANIA 280hp LNG2 � SCANIA 280hp CNG49 � SCANIA P340hp LNG49 � SCANIA P340hp CNG49 �

VOLVO FM/FMX D13C-Gas48 �

Disponível através de:• Veículos novos

Tecnologia dos veículosImpactes na utilização

Impactes energéticos e ambientais de pesados de mercadorias

Disponível através de:• Veículos novos• Retrofitting

Referência Tecnologia Energia (MJ/km) GEE g CO2eq/km

Deutsche Energie-Agentur [22]

GNL Otto 14 798

Diesel 11 828 Diferença percentual entre

Diesel e GNL Otto 27,3 % -3,6 %

Graham et al. [23]

GNL Otto - 1.305 Diesel - 1.616

Diferença percentual entre Diesel e GNL Otto

- -19,2 %

CEC [25]

GNL Dual Fuel 23 1.421 Diesel 23 1.635

Diferença percentual entre Diesel e GNL Otto

2,7 % -13,1 %

Tecnologia dos veículosImpactes na utilização

Disponível através de:• Veículos novos• Retrofitting

Comparação Tecnológica NOx HC CO PM Diferença percentual entre GNL

Otto vs Diesel -25 a -57% 500% -77% > -90%

Diferença percentual entre GNL Dual Fuel (retrofit) vs Diesel

-21% Aumento -10% -75%

Zhang 2014, AVL 2010

Impactes energéticos e ambientais de pesados de mercadorias

Contexto internacional de consumo de GNApesar dos impactes potenciais do GN, este continua a ser pouco utilizado no setor dos transportes.

Mercado mundial de utilização de GN

Top 15 de número de veículos a GN e respetiva percentagem de mercado para frota total (a) e para veículos pesados de mercadorias (b)

(a) (b)

NGVA 2015

Frota de veículos pesadosFrota total

Contexto nacional de consumo de GNApesar dos impactes potenciais do GN, este continua a ser pouco utilizado no setor dos transportes (<1%).

Consumo de Gás Natural em Portugal (em

%), entre 2003 e 2013, por setor de

atividade

Consumo de combustíveis no

transporte rodoviário em Portugal (em

tep), entre 2006 e 2013 tep –

toneladas equivalentes de petróleo.

Contexto nacional de utilização do GN

Existem já alguns exemplos de utilização do GN, centrados maioritariamente no GNC

Contexto nacional de utilização do GN

Mas já começam a existir exemplos de utilização de GNL em transportes pesados de mercadorias

E se o GNL fosse largamente utilizado na nossa frota de pesados de mercadorias?

• Quais os ganhos e poupanças?• Quais os benefícios energéticos e ambientais?

Quantificação de impactes para exemplo de penetraçã o até 5% (3000 veículos) do parque de pesados de mercadorias de 40 ton

E se o GNL fosse largamente utilizado na nossa frota de pesados de mercadorias?

Quantificação de impactes para exemplo de penetraçã o até 5% (3000 veículos) do parque de pesados de mercadorias de 40 ton

Número de

veículos a GNL

Substituição direta de veículos Diesel por

veículos GNL

+ 50 + 3.000

Impactes energéticos e ambientais

Consumo de energia +0,33% +3,02%

CO2-eq 0,00% -0,09%

NOx -0,02% -0,98%

HC +0,20% +11,99%

CO -0,03% -1,85%

PM -0,04% -2,16%

Impacte nas importações

Poupança -0,5 M€ -28 M€

Infraestrutura de abastecimento

Capacidade de

armazenamento

nos postos

+656% +33.433%

• Infra-estrutura de abastecimento limitada

• Envolvente regulatória e financeira

• Oferta limitada de veículos

• Custo de aquisição mais elevado

• Incerteza nos serviços de manutenção e reparação

• Autonomia limitada dos veículos

• Incerteza na performance do veículo e segurança

• …

Procura limitada de veículos

Identificação de barreiras ao GNL

Caracterização

do mercado

Identificação

de barreiras

Caracterização

de adopção

potencial

Definição de

Roteiro

Nacional

Conclusão• Mercado em desenvolvimento

• Impactes mais significativos em termos de poluição

local, diversificação energética e alteração de

balança de importações

• Infra-estrutura, regulação, oferta, performance e

custos…

Obrigado!