Brazil\'s discoveries of large gas reservoirs in the offshore ultra-deep waters of the presalt fields show a promising scenario, along with strategic investment and adequate policy, for the development of natural gas infrastructure and a sustainable transition in the Brazilian electricity mix. Such transition should occur through the use of transnational natural gas pipelines connected to large industrial facilities and power stations, as part of strategic planning to expand industrial usage, and avoid the shortage of electricity supply, with economic and environmental advantages. Since the most important debates of the new millennium are focused on globalization and sustainable development for nations, transnational energy integration in Latin America has been receiving increasingly attention from researchers and policy makers. In this overall context, the purpose of the present research was to develop a model to study, in a comparative manner, the thermoelectric generation, as well as to analyze the effect of legal frameworks and governmental policies on the development of infrastructure and natural gas market in Brazil, with a detailed study of the most relevant market and regulatory mechanisms. A comparison was performed in terms of the most relevant regulatory legislation in Brazil and other relevant Member States of the South American economic block. The study also evaluates the sanctions imposed by ANEEL Resolution n. 583 of 2013 on suppliers, due to the lack of NG supply for thermoelectric utilities, proposing an alternative formula, thought to mitigate the influence of averages and other electricity market parameters, therefore decreasing the sanction value for the NG supplier, without compromising the contract neutrality. Different factors were analyzed in order to determine which technology would be the most efficient in terms of levelized costs. Results indicated that natural gas-fired generators are very competitive and efficient, when compared to other thermoelectric sources in both economic and environmental aspects, even when externalities were included. Also, that further strategic investment and adequate regulatory policy changes are required from the market agents, in order to foster the development of pipeline infrastructure and the expansion of natural gas use in Brazil. The study also demonstrates that the environmental impact of the CH4 leakage equals that of CO2 release from combustion at about 4.2% leakage on a mass basis, when methane leakage rises to a level in which natural gas becomes as greenhouse gas intensive as biomass. / As descobertas de substanciais reservatórios de gás natural no Brasil, localizados em águas ultra profundas após a camada Pré-Sal, demonstram um cenário promissor, aliado a investimentos estratégicos e a políticas públicas adequadas, para o desenvolvimento da infraestrutura de gás natural e uma transição sustentável na matriz elétrica brasileira. Tal transição deveria ocorrer por intermédio do uso de tubulação transnacional de gás natural, conectada a grandes instalações industriais e a usinas termelétricas, como parte de um planejamento estratégico voltado à expansão do uso de gás natural na indústria e a evitar a escassez no suprimento de energia elétrica, com vantagens econômicas e ambientais. Considerando que os debates mais relevantes do novo milênio estão focados na globalização e no desenvolvimento sustentável das nações, a integração transnacional na América Latina tem recebido crescente atenção por parte de pesquisadores e de elaboradores das políticas públicas. Nesse contexto geral, a proposta da presente pesquisa foi a de desenvolver um modelo para estudar, de uma forma comparativa, a geração termelétrica, bem como analisar o impacto do arcabouço jurídico-regulatório e das políticas governamentais no desenvolvimento da infraestrutura e do mercado do gás natural no Brasil, com um estudo detalhado dos mais relevantes mecanismos regulatórios e de mercado. Foi realizado, ainda, um comparativo da legislação regulatória do gás natural no Brasil com outros Estados-Membros relevantes do Mercosul. O estudo também avalia as sanções impostas pela Resolução ANEEL n. 583 de 2013 nos fornecedores, devido a corte no suprimento de gás natural para empreendimentos de geração termelétrica, propondo um cálculo alternativo visando a mitigar a influência das médias e outros parâmetros intrínsecos ao mercado de energia, dessa maneira reduzindo as sanções contratuais para o fornecedor de gás natural, sem prejudicar a neutralidade contratual. Diferentes fatores foram analisados de forma a determinar qual tecnologia seria a mais eficiente em termos de custos nivelados de eletricidade. Os resultados indicaram que as termelétricas a gás natural são muito competitivas e eficientes, quando comparadas com outros tipos de combustível, tanto pelo aspecto ambiental quanto pelo econômico, mesmo quando externalidades são incluídas. Ainda, que são necessárias mudanças nas políticas regulatórias e no investimento estratégico por parte dos agentes do mercado, de forma a incentivar o desenvolvimento de infraestrutura e a expansão do uso do gás natural no Brasil. O estudo também evidencia que o impacto ambiental do vazamento de CH4 se iguala àquele do CO2 liberado pela combustão em cerca de 4.2% em base mássica, quando o vazamento de metano atinge um nível em que seu impacto como gás do efeito estufa fica equivalente à biomassa.

O gás natural é uma fonte alternativa ao petróleo. É uma fonte de energia considerada mais limpa e segura dentre as fontes de energias não renováveis e, por isso, vem aumentando sua participação na matriz energética. Deste modo, impulsionou a criação e ampliação de diversas malhas de gasodutos. O objetivo do presente trabalho é simular redes de gasodutos utilizando ferramentas computacionais disponíveis no mercado. O HYSYS® foi adequado para simular longos gasodutos lineares. Portanto, a estratégia sequencial modular foi adequada para estas configurações. Contudo, não apresentaram bons resultados para redes. O software gratuito iiSE apresenta bons resultados para redes complexas, comprovando que os softwares orientados a equações são mais apropriados para sistemas com paralelismo. / Natural gas is an alternative source for oil. It is an energy source considered more clean and safe among the non-renewable energy sources and, therefore, its participation is increasing in the energy matrix. In this way, spurred the creation and expansion of several meshes of pipelines. The objective of this study is to simulate gas pipeline networks using computational tools available on the market. The HYSYS ® was suitable to simulate long linear gas pipelines. Therefore, the sequential modular strategy was appropriate for these settings. However, did not provide good results for networks. The free software iiSE presents good results for complex networks, proving that the software orixented to equations are more suitable for systems with parallelism.

A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma ferramenta de gestão ambiental que permite avaliar os aspectos ambientais e impactos potenciais associados a um produto, analisando diversas etapas que vão desde a extração de matérias-primas da natureza que adentram no sistema produtivo (berço), até a disposição do produto final no meio ambiente (túmulo). O conjunto organizado dos aspectos ambientais do produto estudado é chamado de inventário de ciclo de vida, sendo constituído por valores referentes a consumo energético, emissões atmosféricas, efluentes líquidos e resíduos sólidos, entre outros. O Grupo de Prevenção da Poluição (GP2) do Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica da USP, utilizando a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), propõe-se ao estudo do desempenho ambiental do biodiesel, combustível produzido a partir de óleos vegetais e álcoois primários de cadeias curtas como o metanol. Portanto, além de contribuir para a execução da ACV do biodiesel, a realização do inventário de ciclo de vida do metanol para as condições brasileiras, proposto neste trabalho, possibilitará a ampliação do banco de dados de ACV no Brasil e no mundo, sendo igualmente utilizado em diversas análises de desempenho ambiental nas quais o metanol esteja inserido. Devido a dificuldade em se coletar dados primários diretamente dos fabricantes, este trabalho adota algumas considerações e hipóteses com o intuito de complementar os dados nacionais não disponíveis por dados secundários, concretizando assim o inventário final. Os resultados do inventário foram confrontados com os resultados oriundos de um modelo simplificado construído a partir da base de dados Ecoinvent, sendo posteriormente comparados e discutidos. Em uma análise simplificada do inventário, podemos concluir que o aspecto ambiental referente ao consumo energético se sobressai perante os demais aspectos devido principalmente em virtude da utilização do gás natural como fonte de energia, refletindo assim em outras categorias de aspectos, como emissões atmosféricas, por exemplo. / Life Cycle Assessment is a tool for environmental management which allows for the assessment of potential impacts and other environmental aspects associated to a product. This is done through the analysis of several steps since the extraction of raw materials from nature which go into the productive system (cradle) to the disposal of the final product in the environment (grave). The organized set of environmental aspects of the product under study is called \"life cycle inventory\", being comprised of values referring to energy consumption, air emissions, liquid effluents and solid residues, among others. The Pollution Prevention Group (Grupo de Prevenção da Poluição - GP2) of the Department of Chemical Engineering of the Polytechnic School, University of São Paulo, Brazil (Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica da USP), making use of Life Cycle Assessment methods (LCA), is set to study the environmental performance of biodiesel, a type of fuel made from vegetal oils and short chain primary alcohols, such as methanol. Therefore, besides contributing to LCA of biodiesel, the inventory of the life cycle of methanol under conditions in Brazil, object of the present study, should allow for the enhancement of Brazilian and worldwide databases, being also useful for several environmental performance analysis in which methanol is inserted. Due to the difficulty in collecting primary data directly from suppliers, the present study assumes some hypothetical considerations with the aim to complement unavailable national data with secondary data, thus completing the final inventory. Results of the inventory were confronted with those of a simplified model constructed from the Ecoinvent database, which led to comparison and discussion. A simplified analysis of the inventory leads to the conclusion that the environmental aspect referring to energy consumption is prominent in relation to other aspects, mainly due to the use of natural gas as energy source, thus reflecting in other classes of aspects, such as air emissions.

A presente dissertação tem por finalidade analisar o modelo jurídico da regulação descentralizada, identificando os conflitos jurídicos que surgem entre os entes envolvidos. Para que o objetivo seja alcançado o estudo abrange os setores de energia elétrica e gás natural, tendo em vista que no primeiro houve a delegação de algumas atividades da agência reguladora federal para os Estados membros e no segundo convivem campos de competência regulatória federal e estadual. A pesquisa será iniciada por meio de uma abordagem de aspectos relevantes sobre a regulação dos setores de infraestrutura e serviços conexos com o intuito de demonstrar as questões que envolvem a regulação descentralizada. Em seguida será apresentado um panorama geral do federalismo brasileiro. Após a apresentação dos pontos mencionados acima, será realizada uma análise específica de cada setor objeto do estudo, demonstrando as características específicas e as razões para a regulação ser realizada de forma descentralizada. Por fim, serão apontados os conflitos que surgem nesse modelo, com base na doutrina e na jurisprudência. / This dissertation aims to analyze the legal model of the decentralized regulation, identifying legal conflicts that arise from the relationship of the entities related thereto. In order to achieve this dissertations purpose, the study will focus on not only the electricity, but in the natural gas industry as well. In the former, there was the delegation of some activities of the federal regulatory agency to the Member States, and in the latter both Federal and State regulatory competences can be found simultaneously. The research will firstly approach the relevant aspects of the regulation of infrastructure services in order to point out the main issues involving the decentralized regulation. Thereafter, an overview of the Brazilian federalism will be presented. After the presentation of the points mentioned above, it will be held a specific analysis regarding the above mentioned industries. Accordingly, some specific features will be presented, as well as the reasons why the regulation is carried out decentralized. Finally, it will be pointed out the conflicts that arise from this model, always taking into consideration the doctrine and jurisprudence related thereto.

Um motor ciclo Otto funcionando com injeção direta de gás natural, durante o curso de admissão, foi submetido a ensaios de plena carga em um dinamômetro corrente de Foucaut. Os resultados obtidos revelam um aumento de eficiência volumétrica do motor com injeção direta de GNC em relação à injeção indireta de GNC realizada no coletor de admissão, a montante da borboleta do acelerador. Na adaptação para operação com injeção direta de gás natural, as características técnicas do motor não foram alteradas. Um conjunto de injeção direta de gás natural, com gerenciamento eletrônico, foi inserido no cabeçote do motor de testes. Mantendo-se a pressão da linha de alimentação de gás natural constante, através de uma válvula redutora, a quantidade de combustível injetada no cilindro foi ajustada variando-se o tempo de abertura da válvula elétrica injetora de combustível. Dados de desempenho do motor são comparados, destacando-se os fatores que contribuem para este aumento relativo de eficiência volumétrica. Discute-se ainda, modificações a serem implementadas no motor visando maximizar sua potência com injeção direta de gás natural / Otto cycle engine direct injection natural gas, during the inlet stroke, submitted to runs with full power in a Foucaut dynamometer. The results obtained show a increase in the volumetric efficiency of the engine with natural gas direct injection when compared which natural gas injection apllied in the inlet manifold, upstream of the throttle butterfly. ln the conversion to natural gas direct injection, the technical characteristics of the were not changed. A kit for natural gas direct injection, with eletronic managment, was located on the cylinder head of the test engine. Maintaining the pressure constant in the natural gas fuel line, using a reduction valve. The mass of fuel injected into the cylinder was regulated, varying the opening time of the solenoid valve fuel injector. Engine performance data is compared, emphasizing the factors that contribute to this increase in relative volumetric efficiency. Modifications to be made to maximize the power of the engine with natural gas direct injection

Esta Dissertação de Mestrado analisa o contexto das transações e contratos para fornecimento de gás natural de consumo industrial, e verifica os principais determinantes teóricos do valor da flexibilidade contratual, quanto ao compromisso de pagamento por quantidades mínimas contratadas, ou cláusulas take-or-pay. Para o desenvolvimento da Indústria de Gás Natural brasileira, são necessários grandes investimentos em infra-estrutura, cuja realização depende da percepção de valor de longo prazo que os agentes ao longo da cadeia de fornecimento têm sobre a incerteza do mercado. Como estes agentes estabelecem a governança de suas relações, através de contratos de longo prazo, a compreensão dos determinantes de valor da flexibilidade contratual é crítica para a análise da viabilidade de uma transação comercial. Este problema é abordado através do enfoque das Teorias dos Custos de Transação e das Opções Reais. Uma amostra de 396 contratos em 6 distribuidoras de gás natural no Brasil revelou um significante poder explicativo da Teoria das Opções Reais para o valor da flexibilidade contratual, observada nas transações para fornecimento de gás natural, para consumo industrial. A evidência foi mais tênue no caso da Teoria dos Custos de Transação e fatores são propostos para explicar este fato. A pesquisa indica que a não consideração do valor flexibilidade nos contratos de gás natural tem influência negativa para o desenvolvimento deste mercado. Políticas comerciais e de regulação adequadas devem levar em consideração este aspecto. / This Dissertation analyses the context of the transactions and contracts involving the natural gas supply to industrial consumption, and verifies the main theoretical drivers of the flexibility value, in contract clauses concerning the commitment of payment for minimum contracted quantities, known as take-or-pay provisions. The development of the Brazilian Natural Gas Industry demands the deployment of heavy infra-structure, which depends upon the long-term value perception of the market uncertainty, by the contracting agents, along the supply chain. Since these agents establish the governance of their relationships through long-term contracts, the understanding of the drivers for contractual flexibility value is crucial to evaluate the feasibility of a commercial transaction. This problem is approached through the concepts of the Transaction Cost and Real Option Theories. A sample of 396 contracts from 6 natural gas distribution companies, demonstrated a remarkable explanation power of the Real Option Theory for the value of the contractual flexibility, observed in transactions for natural gas supply to industrial consumption. The evidence was weaker in the case of the Transaction Cost Theory and the reasons for this fact are proposed. This research demonstrates that if the flexibility value is not taken into account in the contracts, there should be negative influences to the market development. Adequate commercial and regulation policies should consider this aspect.

Este trabalho estuda a integração energética ancorada no gás natural entre os países que formam o chamado Cone Sul, ou seja: Argentina, Bolívia, Brasil, Chile, Paraguai e Uruguai. Inclui-se uma breve revisão histórica, bem como uma análise comparativa com outras realidades internacionais. O trabalho volta-se para o futuro e assume como pressuposto que a integração energética e econômica das nações representa uma estratégia fundamental para que nações e regiões possam aumentar sua competitividade em um mundo cada vez mais global. A partir de revisão e análise das experiências de integração energética norte americana e européia, com ênfase no gás natural, são avaliados os fatores que levaram esses países a atingirem o atual nível de integração, buscando os fatores coincidentes e eventuais diferenças, que ajudem a guiar no caminho de uma integração sul americana, especificamente no Cone Sul. Esse trabalho também se propõe a analisar os a formação das indústrias de gás natural nos principais países que formam o chamado Cone Sul, tentando entender as principais questões regulatórias e econômicas assim como quais foram as principais influências geopolíticas nessa formação. Também é avaliada a estrutura logística que conecta esses países e como eles se relacionam comercialmente e também na esfera geopolítica. A análise parte do princípio que novos pontos de recebimento Gás Natural Liquefeito - GNL através de navios no Brasil, Chile e, possivelmente, no Uruguai trarão, além de uma oferta adicional de gás natural, um sinal de preço até então inédito em toda região. Propõe-se então, que a partir desses novos fatores logístico e econômico, crie-se a motivação para que se produza uma regulação de transporte e comercialização de gás natural para todo Cone Sul e assim se inicie um processo integração baseado na racionalidade econômica. A proposta é verificar a possibilidade de que os países que formam o Cone Sul aproveitem o fato de já estarem interligados fisicamente através de gasodutos evoluam para uma integração econômica e regulatória na indústria gasífera. / This work studs the energy integration based on natural gas among the countries from the Southern Cone: Argentina, Bolivia, Brazil, Chile Paraguay and Uruguay. It includes a short historic review as well as a comparative analysis with other realities. This work look to the future and assumes that the energy and economy integration represents a fundamental strategy for countries e regions to increase their competitiveness inside a global world. From the review and the analysis of North American and European Energy integration experiences, with emphasis on natural gas, the events that led these countries to accomplish the present integration degree will be evaluated, presenting coincident factors and eventual differences that could help guide to the way of South American integration, specifically in the so-called Southern Cone. This study also proposes to review the natural gas industries formation in the main countries that form the Southern Cone, trying to understand the most important regulatory and economic issues as well as the essential geopolitical influences on such formation. The logistics structure that connects these countries, the way they relate commercially and their geopolitical relation will also be assessed. The analysis supposes that new Natural Gas Liquefied - LNG reception terminals through Brazilian, Chilean and possibly Uruguaian vessels will bring both an additional supply of natural gas and a new price indication throughout the region. In view of that and considering these new economic and logistical factors, the creation of a motivation to construct a natural gas transportation and marketing regulation for all Southern Cone is proposed, starting an integration process based on economic rationality. This study purpose is to launch the stimulus for the Southern Cone countries to take advantage of the fact that they are already physically interconnected and thus also create mechanisms for economic integration.

Orientador: Marat Rafikov / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2012

Orientador: Sérgio Ricardo Lourenço. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, 2012.

Orientador: Sérgio Ricardo Lourenço / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2013