Gs natural

O gs natural um gs formado maioritariamente por metano, constituindo uma das mais importantes fontes de energia fssil a nvel mundial, uma matria-prima para o fabrico de fertilizantes e de outros produtos, e um potente gs com efeito de estufa (GEE). Pode ser encontrado em associao com outros combustveis fsseis (como depsitos de carvo) e sob a forma de claratos de metano, para alm de poder ser criado por mecanismos de tipo metanognico e pntanos ou aterros/lixeiras.

Constituintes

Antes do gs natural poder ser usado como combustvel precisa de passar por um extenso processamento que remove quase todos os seus constituintes que no o metano. Entre os diversos subprodutos destes processamentos encontram-se o etano, o propano, os butanos, os pentanos, outros hidrocarbonetos com peso molecular mais elevado, o enxofre de tipo elementar, o dixido de carbono, o vapor de gua, ou mesmo o hlio e o azoto.

Fontes

No sculo XIX o gs natural era sobretudo gerado como subproduto do processamento de petrleo, j que as cadeias de carbono dos gases leves saem da sua soluo medida que esta sofre uma reduo de presso na passagem do reservatrio para a superfcie. Este gs natural indesejado podia causar problemas logsticos em poos de petrleo, para alm de requerer um mercado prximo com uma ligao por gasoduto para poder ser aproveitado. Uma das formas de resolver este problema era queim-lo no prprio local, desperdiando assim a sua energia.

Atualmente uma das formas de lidar com o gs natural sem mercado prximo bombe-lo de regresso para o reservatrio de origem, o que permite simultaneamente elimin-lo e efetuar a repressurizao do depsito. Outra soluo a exportao do gs natural sob a forma de lquido: Os processos GTL (gas-to-liquid) so tecnologias usadas correntemente que convertem gs natural em gasolina, diesel ou combustvel de avio sintticos por meio da sntese Fischer-Tropsch (desenvolvida inicialmente na Alemanha durante a II Guerra Mundial). Estes combustveis podem ser transportados por oleodutos ou por tanques at aos consumidores finais. Os seus defensores afirmam que os combustveis GTL queimam de forma mais limpa que os derivados equivalentes do petrleo.

O gs natural com origem fssil pode ser de tipo associado (aquele que gerado em poos de petrleo) ou de tipo no-associado (sendo produzido isoladamente em campos de gs natural), e pode estar igualmente armazenado em leitos de carvo. produzido de forma comercial em exploraes petrolferas e em campos de gs natural.

As maiores reservas comprovadas de gs natural a nvel mundial encontram-se na Rssia, que possui um volume estimado de 4,757 x 10 elevado a 13 m3 deste combustvel. A Rssia tambm o maior produtor de gs natural do mundo atravs da companhia estatal Gazprom.

O maior campo de gs natural do mundo por outro lado a explorao offshore de North Field no Qatar, com cerca de 25 bilies de m3 deste gs.

O facto do gs natural no ser um produto puro faz com que, medida que a presso dos reservatrios caem quando o gs no-associado extrado de um campo sob condies de temperatura e de presso supercrticas, os componentes de peso molecular mais elevado se condensem parcialmente devido despressurizao isotrmica. Este efeito conhecido por condensao invertida. Os lquidos formados desta maneira podem ser retidos pelos poros do reservatrio de gs. Uma das formas de lidar com este problema reinjectar gs livre de condensados no reservatrio para manter a sua temperatura subterrnea e permitir a reevaporao e extraco de condensados.

Existem igualmente quantidades enormes de gs natural mantido sob a forma de hidratos debaixo dos sedimentos das plataformas continentais offshore e do solo de regies rticas sujeitas ao fenmeno de permafrost, como a Sibria. Os hidratos requerem a combinao de elevadas presses e de baixas temperaturas para se formarem. No existem no entanto ainda qualquer tecnologia capaz de produzir economicamente gs natural a partir destes hidratos.

Utilizaes

O gs natural uma das principais fontes de gerao de energia eltrica a nvel mundial, sendo esta converso feita na sua maior parte por turbinas a gs e por turbinas a vapor. A maioria das centrais termoeltricas de pico e alguns motores-geradores offgrid usam gs natural. Podem ser alcanadas eficincias de converso particularmente altas atravs da combinao de turbinas a gs com turbinas a vapor em sistemas de ciclo combinado. Este combustvel queima de forma mais limpa e com menores emisses de dixido de carbono por unidade de energia libertada que o petrleo ou que o carvo: Produz 30% menos CO2 que o primeiro e 45% menos CO2 que o segundo para uma mesma quantidade de energia. A produo de ciclo combinado assim a mais limpa forma de gerao de electricidade acessvel a combustveis fsseis. As tecnologias de clulas de combustvel podero abrir opes ainda mais limpas, mas actualmente ainda no so economicamente competitivas.

O gs natural tambm usado domesticamente na preparao de alimentos (como gs de cozinha), no aquecimento de guas sanitrias, e em sistemas de climatizao. Os sistemas de aquecimento domstico a gs natural podem incluir caldeiras, fornalhas, e aquecedores a gua.

O gs natural comprimido tambm uma alternativa mais limpa que outros combustveis fsseis, como a gasolina e o diesel. Em 2008 existiam 9,6 milhes de veculos movidos a gs natural em todo o mundo. A eficincia dos motores destes veculos semelhante de motores a gasolina mas inferior dos modernos motores a diesel.

O gs natural a principal matria-prima na produo de amonaco por meio do processo Haber, e que usado intensivamente na indstria de fertilizantes. Pode ser usado de igual forma na produo de hidrognio atravs de um processo de reforma a vapor.

Armazenamento e transporte

O maior desafio utilizao de gs natural o seu transporte e armazenamento, o que se deve principalmente baixa densidade do mesmo. Os gasodutos de gs natural so meios de transporte econmicos, embora no possam ser instalados de forma vivel no fundo de oceanos. Muitos dos gasodutos existes na Amrica do Norte encontram-se j perto da sua capacidade mxima, enquanto na Europa esto a ser construdos novas infraestruturas de ligao Rssia, ao Prximo Oriente e ao Norte de frica. O transporte transocenico de gs natural em regra feito atravs de navios-contentores prprios (LNG carriers) que o transportam sob a forma lquida a grandes distncias. A liquefao do gs efetuada por sua vez em unidades especializadas instaladas nos principais terminais martimos de partida e de chegada de navios-contentores.

O gs natural habitualmente armazenado no subsolo em reservatrios exauridos de gs ou em minas de sal-gema. Tambm pode ser guardado em reservatrios de forma esfrica construdos especificamente para este efeito. O gs injetado durante perodos de baixa procura, e extrado em perodos de maior procura.

A produo mundial de gs natural por pas e em m3/ano

Gs natural

Combustveis fsseis

A produo mundial de gs natural por pas e em m3/ano

Fbrica de processamento de gs natural no Canad

O gs natural um gs formado maioritariamente por metano, constituindo uma das mais importantes fontes de energia fssil a nvel mundial, uma matria-prima para o fabrico de fertilizantes e de outros produtos, e um potente gs com efeito de estufa (GEE). Pode ser encontrado em associao com outros combustveis fsseis (como depsitos de carvo) e sob a forma de claratos de metano, para alm de poder ser criado por mecanismos de tipo metanognico e pntanos ou aterros/lixeiras.

Constituintes

Antes do gs natural poder ser usado como combustvel precisa de passar por um extenso processamento que remove quase todos os seus constituintes que no o metano. Entre os diversos subprodutos destes processamentos encontram-se o etano, o propano, os butanos, os pentanos, outros hidrocarbonetos com peso molecular mais elevado, o enxofre de tipo elementar, o dixido de carbono, o vapor de gua, ou mesmo o hlio e o azoto.

Fontes

No sculo XIX o gs natural era sobretudo gerado como subproduto do processamento de petrleo, j que as cadeias de carbono dos gases leves saem da sua soluo medida que esta sofre uma reduo de presso na passagem do reservatrio para a superfcie. Este gs natural indesejado podia causar problemas logsticos em poos de petrleo, para alm de requerer um mercado prximo com uma ligao por gasoduto para poder ser aproveitado. Uma das formas de resolver este problema era queim-lo no prprio local, desperdiando assim a sua energia.

Atualmente uma das formas de lidar com o gs natural sem mercado prximo bombe-lo de regresso para o reservatrio de origem, o que permite simultaneamente elimin-lo e efetuar a repressurizao do depsito. Outra soluo a exportao do gs natural sob a forma de lquido: Os processos GTL (gas-to-liquid) so tecnologias usadas correntemente que convertem gs natural em gasolina, diesel ou combustvel de avio sintticos por meio da sntese Fischer-Tropsch (desenvolvida inicialmente na Alemanha durante a II Guerra Mundial). Estes combustveis podem ser transportados por oleodutos ou por tanques at aos consumidores finais. Os seus defensores afirmam que os combustveis GTL queimam de forma mais limpa que os derivados equivalentes do petrleo.

O gs natural com origem fssil pode ser de tipo associado (aquele que gerado em poos de petrleo) ou de tipo no-associado (sendo produzido isoladamente em campos de gs natural), e pode estar igualmente armazenado em leitos de carvo. produzido de forma comercial em exploraes petrolferas e em campos de gs natural.

As maiores reservas comprovadas de gs natural a nvel mundial encontram-se na Rssia, que possui um volume estimado de 4,757 x 10 elevado a 13 m3 deste combustvel. A Rssia tambm o maior produtor de gs natural do mundo atravs da companhia estatal Gazprom.

O maior campo de gs natural do mundo por outro lado a explorao offshore de North Field no Qatar, com cerca de 25 bilies de m3 deste gs.

O facto do gs natural no ser um produto puro faz com que, medida que a presso dos reservatrios cai quando o gs no-associado extrado de um campo sob condies de temperatura e de presso supercrticas, os componentes de peso molecular mais elevado se condensem parcialmente devido despressurizao isotrmica. Este efeito conhecido por condensao invertida. Os lquidos formados desta maneira podem ser retidos pelos poros do reservatrio de gs. Uma das formas de lidar com este problema injetar gs livre de condensados no reservatrio para manter a sua temperatura subterrnea e permitir a evaporao e extrao de condensados.

Existem igualmente quantidades enormes de gs natural mantido sob a forma de hidratos debaixo dos sedimentos das plataformas continentais offshore e do solo de regies rticas sujeitas ao fenmeno de permafrost, como a Sibria. Os hidratos requerem a combinao de elevadas presses e de baixas temperaturas para se formarem. No existem no entanto ainda qualquer tecnologia capaz de produzir economicamente gs natural a partir destes hidratos.

Utilizaes

O gs natural uma das principais fontes de gerao de energia elctrica a nvel mundial, sendo esta converso feita na sua maior parte por turbinas a gs e por turbinas a vapor. A maioria das centrais termoelctricas de pico e alguns motores-geradores offgrid usam gs natural. Podem ser alcanadas eficincias de converso particularmente altas atravs da combinao de turbinas a gs com turbinas a vapor em sistemas de ciclo combinado. Este combustvel queima de forma mais limpa e com menores emisses de dixido de carbono por unidade de energia libertada que o petrleo ou que o carvo: Produz 30% menos CO2 que o primeiro e 45% menos CO2 que o segundo para uma mesma quantidade de energia. A produo de ciclo combinado assim a mais limpa forma de gerao de electricidade acessvel a combustveis fsseis. As tecnologias de clulas de combustvel podero abrir opes ainda mais limpas, mas actualmente ainda no so economicamente competitivas.

O gs natural tambm usado domesticamente na preparao de alimentos (como gs de cozinha), no aquecimento de guas sanitrias, e em sistemas de climatizao. Os sistemas de aquecimento domstico a gs natural podem incluir caldeiras, fornalhas, e aquecedores a gua.

O gs natural comprimido tambm uma alternativa mais limpa que outros combustveis fsseis, como a gasolina e o diesel. Em 2008 existiam 9,6 milhes de veculos movidos a gs natural em todo o mundo. A eficincia dos motores destes veculos semelhante de motores a gasolina mas inferior dos modernos motores a diesel.

O gs natural a principal matria-prima na produo de amonaco por meio do processo Haber, e que usado intensivamente na indstria de fertilizantes. Pode ser usado de igual forma na produo de hidrognio atravs de um processo de reforma a vapor.

Armazenamento e transporte

O maior desafio utilizao de gs natural o seu transporte e armazenamento, o que se deve principalmente baixa densidade do mesmo. Os gasodutos de gs natural so meios de transporte econmicos, embora no possam ser instalados de forma vivel no fundo de oceanos. Muitos dos gasodutos existes na Amrica do Norte encontram-se j perto da sua capacidade mxima, enquanto que na Europa esto a ser construdos novas infraestruturas de ligao Rssia, ao Prximo Oriente e ao Norte de frica. O transporte transocenico de gs natural em regra feito atravs de navios-contentores prprios (LNG carriers) que o transportam sob a forma lquida a grandes distncias. A liquefaco do gs efectuada por sua vez em unidades especializadas instaladas nos principais terminais martimos de partida e de chegada de navios-contentores.

O gs natural habitualmente armazenado no subsolo em reservatrios exauridos de gs ou em minas de sal-gema. Tambm pode ser guardado em reservatrios de forma esfrica construdos especificamente para este efeito. O gs injectado durante perodos de baixa procura, e extrado em perodos de maior procura.