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PETRÓLEO E PETROQUÍMICA

Eduardo Luiz Machado

Estrutura do Relatório

1. Caracterização da Cadeia Produtiva

2. Estrutura de Mercado e Concorrência

3. Dinâmica Tecnológica

4. Mudanças Climáticas, Institucionais e Tecnológicas

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CADEIA PRODUTIVA DE PETRÓLEO E GÁS

Fonte: SANTOS, 2006

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SETOR DE PETRÓLEO E GÁS NATURAL

• Exploração e produção: descoberta de novas reservas de petróleo e gás e a extração eficiente deles;

• Transporte e armazenamento: transporte de petróleo e de gás por meio de dutos ou navios, bem como sua estocagem;

• Refino: processo de converter o petróleo cru em produtos comercializáveis e de purificar o gás para consumo;

• Distribuição: distribuição e venda de gás, combustíveis e lubrificantes derivados do petróleo por atacadistas e varejistas.

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CADEIA PRODUTIVA PETROQUÍMICA DERIVADOS DO

PETRÓLEO1ª GERAÇÃO 2ª GERAÇÃO 3ª GERAÇÃO

NAFTA

Petróleo

Buteno

Butadieno

Filmes, embalagens,

garrafas, utensílios

domésticos, fios e

cabos

Dicloretano Policloreto de

vinila (PVC)

Tubos, conexões,

filmes, calçados,

frascos, fios e

cabos

Polipropileno (PP) Autopeças,

sacarias e

embalagens

Etilbenzeno Eletroeletrônicos e

embalagens

Automóveis,

eletroeletrônicos e

telefones

Embalagens e

fibras têxteis de

poliéster

Etano Eteno

Polietileno de

baixa densidade

linear (PEBDL)

Polietileno de

alta densidade

(PEAD)

Polietileno de

baixa densidade

(PEBD)

Benzeno

Paraxileno

Gás Natural

Cloro

Poliestireno (PS)

Acrilonitrila

butadieno

estireno (ABS)

Polietileno

tereftalato (PET)

Estireno

Ácido tereftálico

(PTA)

Propeno

Dimetiltereftalato

(DMT)

DERIVADOS DO

PETRÓLEO1ª GERAÇÃO 2ª GERAÇÃO 3ª GERAÇÃO

NAFTA

Petróleo

Buteno

Butadieno

Filmes, embalagens,

garrafas, utensílios

domésticos, fios e

cabos

Dicloretano Policloreto de

vinila (PVC)

Tubos, conexões,

filmes, calçados,

frascos, fios e

cabos

Polipropileno (PP) Autopeças,

sacarias e

embalagens

Etilbenzeno Eletroeletrônicos e

embalagens

Automóveis,

eletroeletrônicos e

telefones

Embalagens e

fibras têxteis de

poliéster

Etano Eteno

Polietileno de

baixa densidade

linear (PEBDL)

Polietileno de

alta densidade

(PEAD)

Polietileno de

baixa densidade

(PEBD)

Benzeno

Paraxileno

Gás Natural

Cloro

Poliestireno (PS)

Acrilonitrila

butadieno

estireno (ABS)

Polietileno

tereftalato (PET)

Estireno

Ácido tereftálico

(PTA)

Propeno

Dimetiltereftalato

(DMT)

Fonte: Abiquim

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CADEIA PRODUTIVA DE PETRÓLEO E GÁS

• Exploração: líquidos de gás natural, etano e propano e petróleo.

• Refino: gasolina, óleo diesel, querosene e nafta.

• Indústria Petroquímica: produção de olefinas e aromáticos: olefinas, eteno e propeno, aromáticos e p-xileno; produção de polímeros: polietileno, polipropileno, estireno e Polietileno Tereftalado.

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Agenda





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Características Gerais: Petróleo e Gás

• Oligopólio

– Empresas precisam estar bem posicionadas quanto às reservas;

– Protegidas da concorrência por barreiras à entrada:

• geral são de natureza regulatória, como royalties, direitos de propriedade mineral, monopólios de empresas estatais, de serviços ou de categorias profissionais.

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Petróleo e Gás • Intensiva em capital

– Principalmente na exploração e produção;

• Investimentos elevados, de lenta maturação e não podem ser fracionados facilmente;

• Nas atividades à jusante destacam-se três características na decisão de investimento: – economias de escala;

– interdependência de operação; e

– economias de escopo.

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Petroquímica • caracterizada por grandes empresas e grandes

unidades produtivas;

• Oligopólio concentrado nas atividades de 1ª e 2ª geração:

– elevadas barreiras à entrada;

– concentração em grandes empresas;

– movimentos cíclicos de investimentos, preços e margens de lucro.

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Competitividade deve-se:

• Acesso a insumos e mercados consumidores com custos competitivos;

• Ganhos de eficiência com pesquisa e desenvolvimento (P&D);

• Economias de escopo e governança;

• Custos do capital.

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Elo fraco

• 3ª geração é o elo mais frágil da cadeia petroquímica: – segmento com baixas barreiras à entrada onde a

maior parte das empresas é pequena ou média;

– inovação é dependente dos fornecedores de máquinas e moldes;

– pressões de custo e preço tanto do oligopólio que caracteriza seus fornecedores de resinas quanto do oligopsônio composto por seus principais clientes.

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Agenda





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Aspectos Gerais

• Avanço das exigências ambientais:

– em todas as etapas do processo produtivo;

– preocupação com a degradação do solo, vazamentos e

com a quantidade de poluentes emitidos pela queima

de derivados;

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Aspectos Gerais

• Exploração reservas não convencionais.

–Águas profundas, areia betuminosa e gás de

xisto;

• Melhoria da conversão petroquímica.

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Desafios Tecnológicos: Águas Profundas

• Materiais especiais;

• Reservatórios;

• Engenharia de Poços;

• Garantia de Escoamento;

• Logística;

• Engenharia Submarina;

• Dutos inteligentes;

• Reinjeção de CO2

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• Reservatórios

– Definição de faces a partir de dados sísmicos;

– Caracterização interna dos reservatórios, com foco nas

heterogeneidades;

– Recuperação Secundária: Viabilidade técnica de água e gás.

• Engenharia de Poços

– Fraturas hidráulicas nos poços horizontais;

– Materiais dos poços resistentes a alta concentração de CO2

– Lenta penetração nos reservatórios.

Desafios Tecnológicos

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• Garantia de Escoamento

– Depósito de parafina em dutos longos;

– Controle dos hidratos.

• Logística de Gás

– Gasodutos de mais de 18’’ em profundidades de 2.200m;

– Longa distância até a costa (300km);

– Cenário para novas tecnologias offshore.


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• Unidades de Produção Flutuantes

– Ancoragem em lâmina d’água de 2.200m;

– Interação com sistemas de risers;

• Engenharia Submarina

– Qualificação dos risers para lâmina d’agua de 2.200m,

considerando CO2 a alta pressão;

– Cenário para torres de risers;

– Qualificação para linhas com isolamento térmico para lâmina

d’agua de 2.200m;

– Linhas de injeção de gás de alta pressão.


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Exploração do gás de xisto • Duas tecnologias cruciais :

– perfuração horizontal e fraturamento hidráulico.

• Primeira técnica permite o aproveitamento de reservas pouco profundas espalhadas por grandes áreas geográficas.

• Segunda consiste no bombeamento de uma mistura de água, areia e produtos químicos para dentro dos poços de exploração.

• Bombeamento de alta pressão produz pequenas fissuras nas rochas, liberando o gás que é posteriormente canalizado para os dutos.

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AREIA BETUMINOSA Duas formas de produção: mining e in situ. • A primeira corresponde à mineração da areia

betuminosa “a céu aberto” – efetiva para depósitos próximos a superfície.

• Extração in situ emprega a tecnologia de drenagem gravitacional auxiliada por vapor (SAGD): – Injeção de vapor superaquecido no depósito de betume,

tornando-o líquido para ser bombeado para reservatórios. – Destaque-se a tendência de redução dos seus custos

médios.

• Após a extração adiciona-se hidrocarbonetos leves ao betume para gerar óleo sintético mais leve (syncrude).

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Combustíveis fósseis não convencionais

• Ainda apresentam elevados custos;

• Diminuição do esforço tecnológico na busca de fontes de energia renováveis e usos mais eficientes de energia.

• No caso da exploração de gás de xisto:

– não há clareza a respeito dos riscos de contaminação do lençol freático pelos produtos químicos utilizados em sua exploração;

– Gás liberado no processo de extração pode provocar pequenas explosões subterrâneas e tremores.

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Dinâmica do Refino

• Quantidade de processos de refino era pequena e de pouca complexidade;

• Hoje novas tecnologias foram incorporadas visando melhorar o rendimento da conversão das frações de petróleo, bem como alcançar níveis mais elevados de qualidade dos derivados e reduzir a geração de resíduos.

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Desafios do Refino

• Decorrem da deterioração da qualidade do óleo

processado e do perfil de produção de derivados

necessário ao mercado;

• Melhorar a produtividade da conversão das frações

de petróleo;

• Tecnologias disponíveis não permitem um pleno

aproveitamento de óleos não-convencionais.

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• Esforço tecnológico direcionado para:

–Pré-tratamento

•Promovem a melhora da qualidade do óleo

antes do processamento na refinaria;

–Reduzir a emissão de CO2 no

processamento de óleos não

convencionais

Desafios do Refino

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–Ampliar a conversão em petroquímicos

• FCC (craqueamento catalítico fluído )

petroquímico;

–Tecnologias emergentes:

• methanol to olefins (MTO);

• acoplamento oxidativo de metano;

• Metátese; e

• methanol to propylene (MTP).

Desafios da Petroquímica

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Efeitos da Indústria Petrolífera

• Exploração, prospecção e produção em terra

– aumento da degradação do solo.

• No mar

– risco permanente da ocorrência de vazamentos do óleo, que afetam a fauna e a flora marinha.

• Fase de combustão dos derivados para a geração de energia

– emissão de gases do efeito estufa.

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Indicadores do desempenho ambiental do setor petróleo e gás

(água e efluentes – m3/103 m3; resíduos – t/103 m3)

Fonte: CNI, 2012

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Volume derramado na atividade de E&P (t vazadas/106 t de produção de hidrocarbonetos)

Fonte: CNI, 2012

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Emissões de Gases do Efeito Estufa

• Emissões CO2 são provenientes principalmente do processo de queima e de combustão. – Cerca de 96% das emissões vem de processos de

tratamento; – perfuração representa somente 3% do total emitido.

• As emissões de CH4 são provenientes principalmente da ventilação e da combustão incompleta de hidrocarbonetos, representando 98% do total emitido. – Atividade de perfuração é responsável por apenas 2%

do total de emissões de CH4.

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• Diversas alternativas para armazenamento

geológico do CO2 estão sendo avaliadas:

– uso de CO2 como método de recuperação

melhorada de petróleo (EOR - enhanced oil

recovery);

• reinjeção do CO2 no reservatório produtor,

com o objetivo de aumentar seu fator de

recuperação.


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Efeitos do Refino • Refinarias de petróleo são fontes de poluição aérea, emitindo:

– compostos aromáticos, material particulado, óxidos nitrogenados, monóxido de carbono, ácido sulfídrico, dióxido de enxofre.

– Emissões são provenientes de vazamentos de equipamentos, processos de combustão a altas temperaturas, aquecimento de vapor e de outros fluidos e transferência de produtos.

• Contribuem para a contaminação de lençóis freáticos, pela emissão de rejeitos líquidos contaminados:

– amônia, sulfetos e outras substâncias.

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Petroquímica • É responsável por 30% do uso mundial de

energia na indústria, sendo mais de 50% proveniente do uso do petróleo e gás natural como matéria-prima;

• Setor emite 18% das emissões diretas de CO2 pela indústria,

– Terceira maior fonte industrial depois das indústrias siderúrgica e de cimento.

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Emissões fugitivas

• Existem diversas técnicas para reduzir essas emissões:

– uso de equipamentos com maior resistência a vazamentos;

– redução do número de tanques de armazenamento;

– uso de tanques com teto flutuante;

– uso de programa de detecção e reparo de vazamentos.

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Emissões de processo

• Aquecimento das correntes de processo ou a partir da geração de vapor nas caldeiras para aquecimento ou retificação com vapor. – Emissão de CO, SOx, NOx, material particulado e de

hidrocarbonetos.

• Em geral, quando operado de maneira adequada ou quando são queimados combustíveis limpos (gás de refinaria, óleo combustível ou gás natural), as emissões são relativamente pequenas.

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1) Desenvolvimento de novas tecnologias sustentáveis para exploração de reservas não convencionais;

2) Reconstruir e expandir a cadeia local de fornecedores, internalizando a indústria de bens e serviços;

3) Agregar valor ao petróleo bruto e ao gás natural, retomando os investimentos em refino e petroquímica;

4) Principal fragilidade das empresas do setor de petroquímica é a menor capacidade tecnológica.

• Ocupam os segmentos de menor complexidade tecnológica,

• Importação de fornecedores internacionais.

Desafios para o Brasil

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Obrigado!

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