[pt] O cenário atual da indústria de gás natural brasileira é caracterizado por baixa maturidade e dinamismo de mercado. O comportamento estocástico da demanda por gás, somado volatilidade do preço de mercado do GNL, motiva a utilização de estocagem subterrânea como forma de inserir flexibilidade no suprimento, além de promover proteção contra flutuação no preço. No entanto, a literatura existente carece de uma uma ferramenta analítica mais robusta para apoiar uma análise quantitativa dos benefícios que a atividade UNGS poderia proporcionar à indústria de gás natural. Nesta tese, propomos um modelo de programação dinâmica estocástica para planejamento de longo/médio prazo, a fim de determinar a política ótima de fornecimento juntamente com a possibilidade de armazenamento de gás. Um modelo markoviano caracteriza a demanda termoelétrica, enquanto o preço de GNL é representado por um processo estocástico temporalmente independente. O modelo proposto é eficientemente resolvido usando o algoritmo de programação dinâmica dual estocástica para o estudo de caso brasileiro, considerando dados dos setores de gás e setor elétrico. Para uma escolha exógena, mas significativa, da localização e tamanho do armazenamento subterrâneo, observamos os benefícios operacionais e econômicos da flexibilidade que esta atividade poderia proporcionar. Além disso, comparando os custos de OPEX e CAPEX de investimentos em infraestrutura de armazenamento em campos depletados e cavernas de sal com as economias proporcionadas pelo armazenamento na operação de fornecimento, é possível observar o benefício econômico da atividade de estocagem. A estrutura proposta fornece suporte quantitativo importante para discussões sobre precificação de infraestrutura e modelo de negócios para Armazenamento Subterrâneo de Gás Natural. / [en] The current scenario of the Brazilian natural gas industry is characterized by low maturity and dynamism of the market.The stochastic behavior of Brazilian demand for natural gas, added to its associated market price volatility, motivates the usage of underground storage due to supply flexibility and protection against price fluctuations. However, the existing literature lacks a more robust analytical tool to support a quantitative analysis of the benefits that the UNGS activity could provide to the natural gas industry. In this thesis, we propose a stochastic dynamic programming model for long/medium term planning to determine the supply optimal policy together with the possibility of storing gas. A markovian model characterizes thermoelectric demand while market price is represented by a stagewise independent stochastic process. The proposed model is efficiently solved using the Stochastic Dual Dynamic Programming algorithm for the Brazilian case study considering realistic data for the actual gas network and electric power system. For an exogenous but meaningful choice of underground storage location and size, we observe the operational and economic benefits of the provided storage flexibility. Additionally, comparing the OPEX and CAPEX costs of investments in storage infrastructure in depleted fields and salt caverns with the savings provided by storage in the supply operation, it is possible to observe the economic benefit of storage. The proposed framework provides an important quantitative support for discussion about Underground Natural Gas Storage infrastructure pricing and business models.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jovana S G Zuanazzi.pdf: 1591078 bytes, checksum: 9e7da20305d2110d6ed490d0e1aa024c (MD5) Previous issue date: 2013-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study is divided into two scientific articles. The first article was to evaluate the mechanically deboned meat of pacu (CMS) with addition of sodium erythorbate and sodium tripolyphosphate and verifying some of its properties physical and chemical in intervals of 0, 30, 60, 90 and 120 days of storage at -18 °C. The second article it is the preparation of breaded from the CMS of pacu, evaluating the parameters physical, chemical, microbiological and sensory in the intervals of 0, 30, 60, 90 and 120 days of storage at -18°C. The samples of mechanically separated meat were divided into four treatments verifying its stability over the months. The data were analyzed to determine pH, color, water-holding capacity (CRA), myofibrillar fragmentation index (IFM), water activity (Aw) and chemical composition in four different treatments using sodium 0.1% of erythorbate + 0.5% of sodium tripolyphosphate, 0.1% of sodium erythorbate, 0.5% of sodium tripolyphosphate, and no additives. The breaded were prepared according to specific wording and subject to the microbiological, physical and chemical properties and sensory. It is concluded that addition of sodium erythorbate increased significantly Aw, CRA and the IFM by the thirtieth day of storage. The addition of tripolyphosphate had an influence on pH and CRA which remained stable for longer the first parameter and reduced tendency to decrease the value of the second. The storage time influenced differently the parameters analyzed. The Aw and the L* value decreases suffered the greatest at the beginning of storage, while the IFM and CRA tended to decrease continuously over time. The combined use of sodium erythorbate and sodium tripolyphosphate was the most efficient, since promoted the desirable increase in CRA while other treatments tended to decrease the value of this parameter. The lipid oxidation in breaded CMS pacu stored at -18 °C was low, indicating no rate of rancidity in the product. The results of the microbiological analysis of the breaded CMS pacu are the standards set by law; it reflects that the handling of raw materials to the final product was performed adequately for human consumption. The sensory evaluation of breaded of pacu CMS indicated good acceptance by the tasters, where more than 32% would buy the product frequentily. / O presente estudo está dividido em dois artigos científicos. O primeiro artigo teve como objetivos avaliar a carne mecanicamente separada (CMS) de pacu com adição de eritorbato de sódio e tripolifosfato de sódio, e verificar algumas de suas propriedades físicas e químicas nos intervalos de 0, 30, 60, 90 e 120 dias de armazenamento a -18°C. O segundo artigo trata-se da elaboração de empanado a partir da CMS de pacu, avaliando os parâmetros físicos, químicos, sensoriais e microbiológicos nos intervalos de 0, 30, 60, 90 e 120 dias de armazenamento a -18°C. As amostras da carne mecanicamente separada foram divididas em quatro tratamentos verificando sua estabilidade ao longo dos meses. As análises realizadas foram a determinação de pH, cor valor (L*, a* e b*), capacidade de retenção de água (CRA), índice de fragmentação miofibrilar (IFM), atividade de água (Aw) e composição centesimal em quatro tratamentos diferentes utilizando 0,1% de eritorbato de sódio + 0,5% de tripolifosfato de sódio, 0,1% de eritorbato de sódio, 0,5% de tripolifosfato de sódio e sem aditivos. Os empanados foram elaborados segundo formulação específica e submetidos às análises microbiológicas, físicas e químicas e sensoriais. Conclui-se que a adição de eritorbato de sódio elevou de forma significativa a Aw, a CRA e o IFM até o trigésimo dia de armazenamento da CMS. A adição de tripolifosfato teve influência no valor do pH e na CRA, onde manteve por mais tempo estável o primeiro parâmetro e reduziu a tendência de queda do valor do segundo. O tempo de armazenamento influenciou de forma diferente os parâmetros analisados. A Aw e o valor L* sofreram as maiores diminuições no início do armazenamento da CMS, enquanto a CRA e o IFM tiveram a tendência de redução contínua ao longo do tempo. O emprego combinado de eritorbato e tripolifosfato de sódio foi o mais eficiente, pois promoveu o desejável aumento da CRA da CMS enquanto os outros tratamentos apresentaram tendência à queda do valor deste parâmetro. A oxidação lipídica no empanado de pacu armazenado a -18°C foi baixa, não indicando nenhuma taxa de rancificação no produto. Os resultados da análise microbiológica do empanado de CMS de pacu estão nos padrões estabelecidos pela legislação, isso reflete que a manipulação da matéria prima até o produto final foi realizada de forma adequada para o consumo humano. A avaliação sensorial do empanado de CMS de pacu indicou uma boa aceitação por parte dos provadores, onde mais de 32% destes comprariam com frequência.

[pt] No Brasil, a demanda de gás natural possui um comportamento estocástico devido ao consumo das usinas termelétricas, as quais operam em regime de complementariedade ao sistema hidrelétrico. O suprimento de gás natural para estas usinas depende em grande parte do fornecimento de Gás Natural Liquefeito (GNL) spot, importado através de navios metaneiros. Em função do tempo de trânsito dos navios, as compras de GNL devem ocorrer com antecedência em relação ao despacho hidrotérmico. Este descasamento de tempo incentiva a utilização de mecanismos de compatibilização da dinâmica do setor elétrico com a dinâmica da cadeia do gás natural. Uma possibilidade de aumentar a sinergia entre estes domínios é utilizar uma estocagem de gás natural para inserir flexibilidade no sistema. A viabilidade da estocagem dependerá do preço do gás e da demanda ao longo do horizonte de análise. O objetivo deste trabalho é a construção de um modelo de programação linear para dimensionar a capacidade de uma estocagem de gás natural sob incerteza de demanda e de preço de GNL. O modelo apresentado é um híbrido de otimização estocástica, construído para considerar a incerteza do consumo de gás, com otimização robusta, construído para levar em conta a incerteza relacionada aos preços do GNL. O modelo caracteriza o perfil de risco do supridor de gás natural pela utilização do Conditional Value-at-Risk (CVaR) e utiliza um critério de segurança que reproduz um processo de suprimento avesso a risco de déficit. Ao final do trabalho é apresentado um estudo de caso hipotético, utilizando dados públicos do setor elétrico e de gás natural, para avaliar a implantação da estocagem para 2.000 cenários de demanda e patamares distintos de robustez à variação do preço do GNL. / [en] In Brazil, natural gas demand has stochastic behavior since gas-fired power plants operate in conjunction with the hydroelectric system. Natural gas supply to these plants relies upon Liquefied Natural Gas (LNG), imported through cryogenic ships. LNG acquisitions must occur before the natural gas demand is known because of the time of displacement of the ships. This lack of synchronism stimulates the use of harmonizing mechanisms between the electric sector and the natural gas sector. In this context, natural gas storage could be used to introduce flexibility into the system and increase synergy between natural gas supply and demand dynamics. However, the economic performance of the storage will depend on actual gas prices and demand behavior during the period of analysis. This study aims to construct a linear programming model to determine the size of a natural gas storage under demand and LNG price uncertainty. The model is a hybrid of a stochastic optimization algorithm – developed to consider gas demand uncertainty – and a robust optimization algorithm – built to take into account LNG price uncertainty. A convex combination between Conditional Value-at-Risk (CVaR) and expected value is also used to indicate the supplier risk profile as well as a security criterion, introduced to represent a deficit-averse supply process. At the end, a hypothetic case is presented to evaluate the implementation of a natural gas storage. The case presented uses public data from the Brazilian electric and gas natural sectors and considers 2.000 demand scenarios and various levels of robustness to LNG price variation.