Transporte de Energia Fábio Correa Leite Treinamento – 3,4 e 5 de novembro de 2004 Araçatuba - SP Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional

Transporte de EnergiaFábio Correa Leite

Treinamento – 3,4 e 5 de novembro de 2004

Araçatuba - SP

Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

Transporte de EnergiaFábio Correa Leite 2 de 47


Introdução

A necessidade do transporte da energia ocorre por razoes técnicas e econômicas ligadas à localização da fonte de energia primaria e ao custo da energia nos locais de consumo.

Neste capítulo serão analisados os principais aspectos relativos ao processo do transporte de energia, nas suas formas mais importantes, com especial ênfase para as interações com o meio ambiente.



Aspectos Importantes

- Tipos de transporte de energiaImportância Relativa -econômica

-ambientalTrânsito

– Tecnologias de transporte de energia- economia

– Aspectos ambientais do transporte de energia

– Custos do transporte de energiacontábeis (financeiros)ambientais (Prot de Kioto)



IMPORTÂNCIA RELATIVA

Alguns comentários para orientar uma avaliação

subjetiva da importância relativa das formas mais

comuns de transporte de energia nos seus aspectos

econômicos e ambientais.









GLPGasolinaQueroseneÓleo dieselÓleo CombustívelResíduos: asfalto, coque

Petroleiros

Oleodutos

REFINARIA

O Trânsito de EnergiaPetróleo:Trânsito feito por oleodutos e petroleiros

Produçãode óleo

Transporte de Energia



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.



A) 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.



B) Gás Natural Liquefeito

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 LiqüefeitoA 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.



Principais Países Produtores de GNLA maior parte das unidades de liquefação localizam-se na Argélia e na Indonésia, que representam, respectivamente, 37% e 27% da capacidade mundial instalada.A Nigéria tem grande produção de gás natural associado, mas, apesar de transformar grandes quantidades em GNL, ainda é obrigada a queimar quase 75% de toda a sua produção na boca do poço.Processo de LiquefaçãoO transporte do gás natural no estado líquido, 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.



- Navios MetaneirosAtualmente 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).



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.



Terminais de recebimento de GNL

Os navios metaneiros descarregam o GNL em terminais munidos de equipamentos de manuseio, armazenagem, bombeamento, regaseificação e odorização .

A energia consumida nas centrais de liquefação pode ser recuperada nos terminais de recebimento na forma de "energia fria", em processos industriais tais como câmaras frigoríficas, fabricação de oxigênio, de dióxido de carbono e de gelo seco, como também na produção de alimentos congelados. Para possibilitar esta recuperação, os terminais de recebimento são grandes complexos industriais, envolvendo investimentos muito elevados.

Um terminal de liquefação com 15 milhões de metros cúbicos por dia, pode alimentar uma central termelétrica de 107,8 MW de capacidade, com custo energético praticamente igual a zero, pela recuperação da "energia fria" do processo de regaseificação do GNL, para a produção de eletricidade. A carga de um navio metaneiro que transporta 125.000 metros cúbicos, se utilizada totalmente na geração termelétrica no processo de regaseificação, pode produzir 176 MW em processo contínuo, durante cinco dias.



Usos Finais

Produção deEnergia Elétrica

O Trânsito de Energia

Energia Elétrica:Trânsito feito através de cabos e equipamentos elétricos



O Papel da Transmissão

Permitir o trânsito de energia da geração para os usuários.

Transmissão DistribuiçãoGeração Consumidor

T D

G

CCC



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;



• Altos níveis de tensão

• Manejo de grandes blocos de energia

• Distância de transporte razoável

• Sistemas com várias malhas

Características da Transmissão



Interconexões Brasileiras Internas e Externas

Linhas de Transmissão

GasodutosArgentina

ItaipuItaipu

Venezuela

SistemasIsolados



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.



G

G G

GG

Rede Básica

Conexões

Uso exclusivo Geração

Rede Dedicada440kV

138kV

88kV

230kV

500kV

138kV

230kV

Rede Básica de Transmissão



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



Disponibilidade

Para que cumpra seu papel, a empresa de Transmissão precisa estar disponível a maior parte do tempo, permitindo o livre trânsito de energia da geração aos Consumidores Livres e a Distribuição.

A Disponibilidade depende:

Do Patrimônio Físico: Instalações da Rede Básica

Do Patrimônio Pessoal: Capacidade dos seus Colaboradores

Uma Rede Básica Eficiente e Bem Operada aumenta a Disponibilidade



Remuneração

• A Transmissão não é remunerada com base na energia transmitida, mas sim como aluguel das instalações, que são construídas, operadas e mantidas pela concessionária.

• Esta remuneração é determinada pela ANEEL com base na Capacidade Instalada e na Disponibilidade

• Somente são permitidas paradas previstas para manutenção.

• Outras paradas não previstas são punidas com perda de receita



Redes InterligadasA operação interligada traz grandes vantagens ao dimensionamento de sistemas de transmissão:· Permite uso otimizado das fontes de geração;· Aumenta a flexibilidade operativa e a confiabilidade de suprimento;· Reduz o porte do sistema.

A operação interligada permite o uso otimizado dos reservatórios, o que no caso do SI permite um ganho de cerca de 30% no volume de energia garantidaHoje em dia apenas 3,4% da capacidade de geração de energia elétrica encontra-se fora do Sistema Interligado Nacional, em pequenos sistemas isolados, a maioria na região Amazônica.

Previsão de conclusão de linhas de transmissão de energia elétrica entre 2001 e 2004 no Brasil: 9250kmLinhas de transmissão brasileiras ao final de 2000: 70.033 km





Transmissão e Distribuição

• TransmissãoAltos níveis de tensãoManejo de grandes blocos de energiaDistâncias de transporte maioresSistemas com várias malhas

• DistribuiçãoBaixos níveis de tensãoManejo de menores blocos de energiaMenores distâncias de transporteSistemas predominantemente radiais



TecnologiasCorrente Alternada: 1050/1200kV, 800kV, 500kV, 440kV, 345kV, 230kVCorrente Contínua: (800kV), 600kV, 500kV, 400kV

Flexibilidade:Equipamento para uso mais intensivo do sistema existente:

-FACTS (Flexible AC Transmission Systems)-Linhas de Potência Natural Elevada – LPNE-Operação em Tensão Variável ( OTVLTCA )

Outras:-Sistemas Multifásicos-Sistemas de meio comprimento de onda



Transmissão - Níveis de Tensão

Custo

Potência (MW)1500 3500

500 kV

750 kV

1000 kV



Transmissão - Custos

•Torres

•Condutores

•Compensação Reativa: Fixa Comutável Controlável - FACTS

•Perdas: Joule, Corona

•Terreno: Faixa de Passagem

•Questões Ambientais



Transmissão - Custos

C1 (C bitola)

Custo

A

Custo do Condutor

Custo Total

Custo de Perdas



Custos CC X CA

Custo

Comprimentoda linha (km)

CorrenteAlternada

CorrenteContínua

Linha emCAmais econômica

Linha em CCmaiseconômica



Distribuição

• Primária / Secundária

• Aérea / Subterrânea

• Rural

•Sistemas isolados



Transmissão X Gasoduto



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.



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.



IMPACTOS AMBIENTAISLinhas de Transmissão

As linhas de transmissão causam impactos socioambientais durante sua construção e fase de operação. Também são necessárias construções de subestações, que também 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.



Linhas de Transmissão

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



IMPACTOS AMBIENTAIS

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 marítimaOs oleodutos, além de passarem por inspeções freqüentes, devem ser dotados de dispositivos de segurança, como válvulas de bloqueio, que impedem a passagem de produtos em caso de anormalidade.



IMPACTOS AMBIENTAIS

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.

Impactos Devidos ao Transporte de Biomassa e 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.



Custos de Transmissão de Energia Elétrica

Os custos envolvidos com transmissão de energia elétrica são altos.As linhas de transmissão no Brasil costumam ser extensas, porque as grandes usinas hidrelétricas geralmente estão situadas a distâncias consideráveis dos centros consumidores de energia.

Hoje o País está quase que totalmente interligado, de norte a sul.



Custos de Transmissão de Energia Elétrica

Os recursos empregados na expansão do sistema de transmissão são da iniciativa privada, desde 1999, quando a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) realizou o primeiro leilão para construção de 765 quilômetros de extensão de três novas linhas de transmissão e dezenas de subestações. Os empreendedores que venceram a disputa precisarão aplicar R$ 411,28 milhões na construção das redes.

No ano 2000, foram licitados mais 3,6 mil quilômetros de interligação, em três diferentes linhas, interligando trechos das regiões Norte, Sul e Sudeste. O custo estimado de investimento é de R$ 1,7 bilhão. Este ano, a ANEEL fará a licitação para construção de 3,5 mil quilômetros de linhas para ampliação do sistema de transmissão e serão assinados contratos de concessão pára 1,5 mil km.



Custos com Transporte de Petróleo

Estes custos podem ser avaliados pelos custos de exportação e importações realizadas pelo Brasil nestes últimos anos.



Dispêndios com importação de petróleo em dólares.

ANO

Meses 1999 2000 2001 2002Janeiro 79.327.090 217.633.108 354.450.282 162.758.839Fevereiro 91.575.827 322.249.907 286.639.187 214.482.201Março 219.327.627 391.684.235 338.210.883 221.773.561Abril 211.047.163 326.494.399 224.731.373 341.798.495Maio 232.798.991 344.197.098 286.943.122 399.275.937Junho 407.668.836 451.384.625 465.854.357 206.812.997Julho 196.931.247 376.227.908 341.387.909 Agosto 275.199.628 520.372.831 426.787.115 Setembro 258.230.127 408.628.401 291.457.482 Outubro 279.856.102 355.100.814 448.479.723 Novembro 300.354.759 297.089.993 258.144.604 Dezembro 309.490.206 302.110.308 262.397.283 Total do Ano 2.861.807.603 4.313.173.627 3.985.483.320 1.546.902.030



Custos com Transporte de Gás Natural

Assim como o petróleo o gás natural também é transportado de varias formas diferentes

utilizando-se para isso diversas tecnologias diferentes que já foram vistas anteriormente e que

geram custos de transporte diferentes.



Dispêndios com importação de gás natural em dólares.

ANODados 1999 2000 2001 2002Janeiro 8.888.168 23.604.046 33.512.363Fevereiro 9.460.135 25.586.039 30.142.375Março 10.167.003 29.004.739 32.267.899Abril 9.577.647 24.773.519 32.404.952Maio 9.098.820 31.328.007 34.302.877Junho 15.041.016 27.193.913 33.483.898Julho 2.220.634 19.092.473 29.854.706Agosto 2.563.332 19.376.403 33.794.713Setembro 2.561.075 19.374.318 30.287.882Outubro 3.666.584 21.776.353 36.596.275Novembro 3.813.118 20.488.274 38.030.392Dezembro 4.640.001 21.660.456 34.740.758Total do Ano 19.464.745 184.001.067 364.794.990 196.114.365

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