Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-24T14:36:49Z No. of bitstreams: 1 LUIZ ROBERTO ROCHA DE LUCENA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 2629611 bytes, checksum: 9d4b92496c709e6181c7746ee3d76d6d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T14:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUIZ ROBERTO ROCHA DE LUCENA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 2629611 bytes, checksum: 9d4b92496c709e6181c7746ee3d76d6d (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho foi desenvolvido experimentalmente com o intuito de analisar o comportamento das emissões, da potência e do consumo do motor diesel, operando em “modo dual” com diesel/biodiesel e gás a uma taxa de substituição do diesel por gás natural da ordem de aproximadamente 85 %. Foram ensaiadas misturas de B20 a B80 com intervalos de 20%, além dos dois limites, inferior e superior (B5 e B100), do diesel comercial e do biodiesel puro respectivamente, onde foram realizados para cada condição de mistura, ensaios com rotação constante de 1800 RPM controlada eletronicamente e potências elétrica de 40, 60, 80, 100 e 120 kW, respectivamente. Todo o sistema foi monitorado por sensores de temperatura, pressão, vazão, velocidade e as emissões de NOx , NO, CO2, CO, O2, Excesso de Ar etc. foram registradas em um analisador de gases de combustão. Os dados dos ensaios foram adquiridos por meio de um sistema de aquisição de dados instalado em um PC e armazenados em mídia própria, para posterior tratamento e análise através de Tabelas e gráficos e comparação com o ensaio B5, denominado neste trabalho de padrão diesel, bem como confrontado com outros trabalhos. Ao término deste estudo podemos concluir a viabilidade do uso do gás natural em motores diesel operando no modo dual com vantagens econômicas e ambientais. / This work was developed experimentally in order to examine the performance of emissions, power and consumption of the diesel engine, operating in "dual mode" with diesel and natural gas at a fixed rate of replacement of diesel by natural gas of approximately 85%. Mixtures from B20 to B80 were tested with intervals of 20%, plus the two limits, upper and lower (B5 and B100) of commercial diesel and biodiesel respectively, which were performed for each mixture condition with constant test speed of 1,800 RPM, electronically controlled, and electric powers at 40, 60, 80, 100, and 120 kW respectively. The entire system was monitored by temperature and pressure sensors and test data were acquired by means of a data system installed on a PC and stored in adequate media, for further processing and analysis in tables and graphs and comparison with B5 test, which is called standard diesel and confronted with other studies. At the end of this research we can perceive the viability of the use of natural gas in diesel engines in dual mode with a range of economic and environmental advantages.

Orientador: Ricardo Alan Verdu Ramos / Banca: Cassio Roberto Macedo Maia / Banca: Marcelo Moreira Ganzarolli / Resumo: Neste trabalho são realizados estudos termodinâmicos e termoeconômicos visando o aproveitamento do gás natural como combustível em usinas de açúcar e álcool. Para tanto são considerados quatro casos, sendo o primeiro uma planta de uma usina sucroalcooleira real que utiliza equipamentos modernos e eficientes, e que comercializa o excedente de eletricidade na safra. O segundo é um caso hipotético no qual é incorporada à planta real da usina uma turbina a gás e uma caldeira de recuperação, passando a planta a operar em ciclo combinado na entressafra utilizando como combustível o gás natural, com o intuito de possibilitar a comercialização de eletricidade ao longo de todo o ano. O terceiro caso considera a proposta de uma planta com grande capacidade de moagem (duas vezes mais do que a da usina real considerada no primeiro caso), que opere de forma convencional com geração de excedente de eletricidade para comercialização apenas na safra, com o diferencial de ser constituída por duas linhas independentes de produção, consumo de vapor e geração de eletricidade, flexibilizando a produção e manutenção. Finalmente, o quarto caso considera o aproveitamento do gás natural como combustível associado ao bagaço da cana, através da incorporação de uma turbina a gás e uma caldeira de recuperação na planta do terceiro caso, permitindo também a comercialização de eletricidade na entressafra. Diante dos resultados obtidos, foi constatado que só existe a viabilidade para o uso do gás natural no quarto caso, e mesmo assim em condições especiais nas quais se considera custos do bagaço e do gás natural abaixo dos praticados no mercado, bem como uma remuneração para a venda de eletricidade excedente acima do preço atual de mercado / Abstract: In this work thermodynamic and thermoeconomic analyses for the use of natural gas as fuel in sugar-alcohol factories will be accomplished. In order to make these analyses, four cases are considered, being the first case constituted by a real sugar-alcohol factory that uses modern and efficient equipments, and sells surplus of electricity during the harvest. The second case is a hypothetical case that incorporates to the real plant of the previous case a gas turbine and a heat recovery steam generator, making possible the operation with natural gas in combined cycle at the time between harvests, with the intention of making possible the commercialization of electricity along the entire year. The third case considers the proposal of a plant with great milling capacity (twice more than of the real plant considered previously), operating in a conventional way with generation of electricity surplus for commercialization in the harvest, with the differential of being constituted by two independent lines of production and steam consumption and generation of electricity, becoming more flexible the production and maintenance. Finally, the fourth case considers the use of the natural gas as fuel associated to the sugar cane bagasse, through the incorporation of a gas turbine and a heat recovery steam generator in the plant of the previous case, also allowing the electricity commercialization at the time between harvests. In agreement with the obtained results, it was verified that there is viability for the natural gas use only in the fourth case, even though in special conditions in which the costs of the sugar cane bagasse and natural gas are considered below of the current price of the market, as well as the remuneration for the sale of electricity surplus is considered above of the current price of market / Mestre

Dutos de transmissão são tubulações especialmente desenvolvidas para transportar produtos diversos a longas distâncias e representam a forma mais segura e econômica de transporte para grandes quantidades de fluidos. Os dutos de gás natural, denominados gasodutos, são usados para transportar o gás desde os campos de produção até os centros consumidores, onde o gás é inserido em redes de distribuição para entrega aos consumidores finais. Os gasodutos de transporte apresentam diversas características de monopólio natural, que são o principal argumento econômico para sua regulação. A regulação visa garantir que esta atividade seja explorada de maneira eficiente, refletindo em tarifas de transporte justas para os consumidores e que proporcionem o retorno adequado aos investidores, levando-se em consideração a quantidade de gás transportado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor metodologias de otimização multi-objetivo de projetos de redes de gasodutos de transporte, envolvendo métodos a posteriori. O problema de otimização formulado contempla restrições associadas ao escoamento do gás e o comportamento das estações de compressão. A solução do problema fornece um conjunto de projetos ótimos de redes de transporte em função da maximização da quantidade de gás natural transportado e da minimização da tarifa associada a esse serviço. A ferramenta foi aplicada a diversos estudos de caso com configurações típicas da indústria de transporte de gás natural. Os resultados mostraram que as metodologias propostas são capazes de fornecer subsídios que permitem ao tomador de decisão do ponto de vista regulatório realizar uma análise de trade-off entre a quantidade de gás transportado e a tarifa, buscando assim atender ao interesse da sociedade em relação à exploração do serviço de transporte / Transmition pipelines are especially designed pipes to transport a variety of products through long distances and represent the safest and most economical method of transporting large quantities of fluids. The natural gas pipelines, called gas pipelines, are employed in gas transportation from the production fields up to the consumer centers, where the gas is introducted in the distribution networks to be delivered to final consumers. The transportation pipelines present several attributes of natural monopoly which are the main economic reason for their regulation. Regulation aims to ensure the efficient exploration of this activity leading to fair transportation tariff to the consumers and reasonable return on investment to the investors, taking into account the amount of transported gas. In this context, the present work has the objective to propose methodologies for the multi-objective optimization of designs for natural gas transportation pipeline networks employing a posteriori methods. The formulated optimization issue comprises restrictions associated to gas flow and compressor stations behavior. The solution provides a group of optimum transport network designs concerning the maximization of the amount of transported natural gas and the minimization of the tariff associated to this service. The tool was employed in a variety of case studies with typical configurations of the natural gas transport industry. The results showed that the proposed methodologies are able to provide information which will permit that the decision maker, from the regulatory point of view, performs a trade-off analysis considering the amount of transported gas and the tariff, aiming to fulfill the society expectations concerning the exploration of transport service

O fator de compressibilidade (Z) de gás natural é utilizado em vários cálculos na engenharia de petróleo (avaliação de formações, perda de carga em tubulações, gradiente de pressão em poços de gás, cálculos de balanço de massa, medição de gás, compressão e processamento de gás). As fontes mais comuns de valores de Z são medições experimentais, caras e demoradas. Essa propriedade também é estimada por correlações empíricas, modelos baseados no princípio dos estados correspondentes ou equações de estado (EOS). Foram avaliadas as capacidades das EOS de Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR), Patel-Teja (PT), Patel-Teja-Valderrama (PTV), Schmidt-Wenzel (SW), Lawal-Lake-Silberberg (LLS) e AGA-8 para previsão desta propriedade em aproximadamente 2200 pontos de dados experimentais. Estes pontos foram divididos em quatro grupos: Grupo 1 (Presença de frações C7+, Grupo 2 (temperaturas inferiores a 258,15 K), Grupo 3 (pressões superiores a 10000 kPa) e Grupo 4 (pressões inferiores a 10000 kPa). Os cálculos utilizando as equações de estado sob diferentes esquemas de previsão de coeficientes binários de interação foram cuidadosamente investigados. Os resultados sugerem que a EOS AGA-8 apresenta os menores erros para pressões de até 70000 kPa. Entretanto, observou-se uma tendência de aumento nos desvios médios absolutos em função das concentrações de CO2 e H2S. As EOS PTV e a EOS SW são capazes de predizer o fator de compressibilidade (Z) com desvios médios absolutos entre os valores calculados e experimentais com precisão satisfatória para a maioria das aplicações, para uma variada faixa de temperatura e pressão. Este estudo também apresenta uma avaliação de 224 métodos de cálculo de Z onde foram utilizadas 8 correlações combinadas com 4 regras de mistura para estimativa de temperaturas e pressões pseudorreduzidas das amostras, junto com 7 métodos de caracterização das propriedades críticas da fração C7+, quando presente na composição do gás. Em função dos resultados são sugeridas, para diferentes tipos de sistemas, as melhores combinações de correlações com regras de mistura capazes de predizer fatores de compressibilidade (Z) com os menores erros absolutos médios relativos / The compressibility factor (Z-factor) of natural gases is necessary in many petroleum engineering calculations (evaluation of formation, pressure drop through a pipe, pressure gradient in gas wells, material balance calculations, gas metering, gas compression and processing). The most common sources of Z-factor values are experimental measurements, which are expensive and time consuming. This property is also estimated from empirical correlations, corresponding state models or equations of state (EOS) when experimental data is unavailable. Capabilities of Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR), Patel-Teja (PT), Patel-Teja-Valderrama (PTV), Schmidt-Wenzel (SW), Lawal-Lake-Silberberg (LLS) and AGA-8 to predict this property of 2200 data points under various schemes of binary interaction numbers are thoroughly investigated. This database was split on four groups: Group 1 (presence of hydrocarbon plus fraction - C7+), Group 2 (temperatures lower than 258.15 K), Group 3 (pressures higher than 10000 kPa) e Group 4 (pressures lower than 10000 kPa). The best results were obtained from EOS AGA-8 for pressures up to 70000 kPa. However, an increasing trend in average absolute deviations was observed as a function of CO2 e H2S concentrations. EOS PTV and EOS SW are capable to predict the compressibility factor (Z) with average absolute deviation between calculated and experimental values with satisfactory accuracy for most applications for a wide range of temperature and pressure. This study also presents an evaluation of 224 possible methods of calculating the gas compressibility factor, based on 8 correlations and corresponding state models, combined with 4 mixing rule that predict the pseudo-reduced pressure and temperatures of the mixture, that were combined with 7 methods of characterizing the plus fraction critical properties when present in the gas composition. Results suggest for different systems conditions, the best correlation and mixing rule combination capable of predicting Z-factor with the least average absolute relative error

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6846990 bytes, checksum: aec1aa41c1eb06b9173fca41e6af79b0 (MD5) Previous issue date: 2014-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Concern about environmental problems triggered the search for new sources of energy and consequently caused an increase in the use of gaseous fuels such as natural gas (NG) and liquefied petroleum gas (LPG). Given this reality, there is growing demand for quality monitoring and supervision of this type of fuel. This paper proposes a flow system for the screening of samples of LPG and NG by near infrared spectrometry (NIR) analysis in order to verify the quality of these fuels in relation to its major concentration of hydrocarbons, propane and methane, respectively. For this, one spectrophotometric flow cell for gas, seven NG containers collectors and one flow system for injection and mixture of gases, as well as its automation (SAIMG) and building management software (GasMixer) were developed. The gas handling equipment and systems for flow enabled the development of SPA-LDA and SIMCA models for screening analysis of samples of LPG and NG. The classification models were constructed and tested with commercial samples that have been previously grouped and analyzed by gas chromatography. Adulterated NG mixtures with nitrogen, compressed air, ethane and lighter fluid were also created. LPG samples were grouped into two different classes depending on the concentration of propane, which have been termed "rich LPG" and "poor LPG" The NG samples were analyzed according to the specified limit for the concentration of methane, which resulted in negative cases ( NG -) and positive (NG +) when they are considered respectively higher or lower than the limits set limit. The results showed that the screening analysis was efficient and robust, reaching 100% accuracy compared samples of LPG and NG test. In addition, the automation of the flow system optimizes all stages of the analysis and enhances their use in future applications / A preocupação com os problemas ambientais impulsionaram a busca por novas fontes de energia e consequentemente provocaram um aumento no uso de combustíveis gasosos como o gás natural veicular (GNV) e gás liquefeito de petróleo (GLP). Diante dessa realidade, cresce também a demanda pelo monitoramento da qualidade e fiscalização desse tipo de combustível. Esse trabalho propõe um sistema em fluxo para a análise screening de amostras de GLP e GNV através da espectrometria no infravermelho próximo (NIR), a fim de verificar a qualidade desses combustíveis em relação a concentração de seus hidrocarbonetos majoritários, o propano e o metano, respectivamente. Para tanto, foram desenvolvidos uma célula espectrofotométrica de fluxo para gás, sete recipientes coletores de GNV e um sistema em fluxo para introdução e mistura de gases, bem como sua automação (SAIMG) e criação de um software de gerenciamento (GasMixer). Os equipamentos de manipulação gasosa e o sistemas em fluxo possibilitaram o desenvolvimento dos modelos SIMCA e SPA-LDA para análise screening de amostras de GLP e GNV. Os modelos de classificação foram construidos e testados com amostras comerciais que foram agrupadas e analisadas previamente por cromatografia gasosa. Também foram criadas misturas adulteradas de GNV com nitrogênio, ar comprimido, etano e fluido de isqueiro. As amostras de GLP foram agrupadas em duas classes distintas em função da concentração de propano, as quais foram denominadas GLP rico e GLP pobre . As amostras de GNV foram analisadas de acordo com o limite especificado para a concentração de metano, o que resultou em casos negativos (GNV !) e positivos (GNV +) quando são considerados respectivamente superiores ou inferiores aos limites estabelecidos. Os resultados demonstraram que a análise screening foi eficaz e robusta, alcançando 100% de acerto em relação as amostras de teste de GLP e GNV. Além disso, a automação do sistema em fluxo otimiza todas as etapas da análise e potencializa seu uso em aplicações futuras.

Modelos algébricos para prever o comprimento de uma chama turbulenta têm sido foco de estudo de diversos grupos de pesquisa por suas aplicações na área de engenharia. O método experimental para obter o modelo varia desde visualizações simples, até técnicas fotográficas, este último com parâmetros fotográficos variando entre os autores. Técnicas fotográficas são usadas para estimar a altura de levantamento da base da chama, (Lift-Off) e o comprimento médio visível de chama (Visible Flame Length, VFL). Duas técnicas comuns que podem ser encontradas na literatura: por imagens de chama com baixo tempo de exposição e longo tempo de exposição, são comparados com um terceiro que se baseia na intensidade luminosa e na frequência de imagens de chama que ocupam um pixel. O melhor método foi utilizado para caracterizar o comportamento das chamas turbulentas de gás natural para diferentes regimes de velocidade do escoamento. Modelos algébricos que preveem o comprimento de chama, altura de levantamento e a velocidade crítica de extinção de chama são avaliados com os novos resultados experimentais. Logo após, os coeficientes numéricos dos melhores modelos algébricos são reajustados Finalmente, foram obtidos mapas de estabilidade relacionados à altura de levantamento e à velocidade crítica de extinção de chama para cada diâmetro em função da diluição com CO2 e do número adimensional de Reynolds. A terceira parte deste trabalho está focada no estudo da distribuição de radiação térmica. Em particular, foram consideradas três distâncias radiais medidas em comprimentos de chama (0,5 Lf, 1 Lf, 2 Lf) visando obter a distribuição do fluxo radiante experimental ao longo de um eixo vertical adjacente às chamas. Finalmente, os dados experimentais foram utilizados como dados de entrada em uma análise inversa com o objetivo de calcular os fatores de ponderação do modelo das múltiplas fontes ponderadas (por suas siglas em inglês WMPS). Nesta última parte, são apresentados frações radiantes e distribuições de fluxo de calor radiante de chamas de gás natural diluídas para diversas diluições com dióxido de carbono e diâmetros do queimador. / Predicting models for turbulent diffusion flame lengths have several applications driven the attention of many research groups. Since several studies use photographs to measure the flame length, with photographic parameters varying among authors, in other cases simple visualizations were used. It is important to explore possible discrepancies among measurement technics that could affect the results. Optical visualizations of turbulent diffusion flames are used to estimate the visible average flame length (VFL) and the lift-off. The study presents a study of three different methods to measure the VFL using optical techniques. The effect on the image of the main optic parameters such as focus, exposure time and ISO sensibility are analyzed. The VFL obtained with images in low exposure time and long exposure time are compared with a third optical method that is based on the luminous intensity and the frequency of flame images occupying a pixel. One method was used to characterize the behavior of turbulent diffusion flames of natural gas for a range of flames in function of the flow velocity. Universal non-dimensional models that describe the VFL, lift-off and the blow-out stability limit of gaseous jet diffusion flames in the still air have been compared with new experimental data. The numerical coefficients of the best models are adjusted. Finally, maps of stability related to lift-off and blow-out were obtained for each diameter in function of the dilution with CO2 and flow exit velocity expressed in non-dimensional Reynolds number The third part of this work focuses on the estimation of the thermal distribution of radiative flux from turbulent diffusion flames in laboratory-scale. The experimental measurements were gotten from the previous stability study. In particular, was considered three radial distances measured in flame lengths (0,5 Lf, 1 Lf, 2 Lf) aiming at obtaining the experimental radiant flux along a vertical axis adjacent to the flames. Finally, the experimental data was used as input data in an inverse analysis with the purpose of computing weight coefficients of the weighted multi-point source (WMPS) model. Then, experimental data that include: radiant fractions and radiative heat flux are presents for several flames with different dilutions with carbon dioxide and burner´s diameters.

Este trabalho tem como objetivo a identificação da melhor rota para a produção de combustíveis e derivados sintéticos através do desenvolvimento e aplicação de uma ferramenta metodológica desenvolvida tendo como base ferramentas da qualidade: diagrama de afinidade, diagrama de relações e matriz causa-efeito. Estes diagramas foram adaptados para a análise e discussão dos fatores positivos e negativos de cada item da tríade considerada: insumo-processo-produto. A partir desta análise foram criadas as matrizes de causa-efeito, também separadas em fatores positivos e negativos para os insumos: gás natural (GN), biomassa e carvão mineral; para os processos: produção de gás de síntese (syngas) a partir do GN, gaseificação do carvão e a gaseificação da biomassa; e para os produtos: óleo lubrificante, óleo diesel, nafta, metanol e amônia. A análise destas matrizes causa-efeito gerou a matriz final, denominada matriz saldo, que permitiu a seleção da rota mais adequada para a produção de combustíveis e derivados sintéticos. Dentre os insumos estudados, o gás natural apresentou evidentes vantagens e, consequentemente, o processo a ser utilizado deve ser a produção do syngas a partir do GN, e dentre os produtos o metanol apresentou maiores benefícios para ser produzido. / This paper aims to present to identify of the best route for the production of fuels and synthetic derivatives through the development and application of a methodological tool based on quality tools: affinity diagram, relations diagram and matrices cause-effect. The diagrams have been adapted for the analysis and discussion of positive and negative factors of each item of the triad considered: feedstock-process-product. From the analysis, matrices of cause and effect were created and also, separated into positive and negative factors for the inputs: natural gas (NG), biomass and coal; for the processes: production of synthesis gas (syngas) from GN, coal gasification and biomass gasification; and for the products: lubricating oil, diesel fuel, naphtha, methanol and ammonia. The analysis of cause-effect matrices generated the final matrix, named balance matrix, which allowed the selection of the most suitable route for the production of fuels and synthetic derivatives. Among the input studied, NG presented remarkable advantages among the others. Therefore, the process to be used should be the production of syngas from NG. Among the products considered, methanol showed the best benefits to be produced.

A presente pesquisa foi desenvolvida para avaliar as potencialidades das células de combustível como tecnologia em si, inclusive os beneficios econômicos que se podem ter por meio do suprimento de energia elétrica se comparada com o aproveitamento da mesma por meio da rede pública. Além de uma parte descritiva do estado de arte da tecnologia, a presente dissertação foi focada em duas partes: a primeira trata de um estudo experimental onde uma célula, a membrana polimérica, foi conectada a um inversor, permitindo assim de fornecer energia elétrica na rede pública. Na segunda parte foi realizada uma avaliação engenhero-econômica com uma Célula de Combustível de Ácido Fosfórico para o aproveitamento da energia elétrica com cogeração de calor para as condições de mercado brasileiro. O primeiro estudo mostrou como seja possível abastecer uma célula (neste caso alimentada por hidrogênio) para fornecer continuamente energia elétrica na rede, onde necessário ou onde seja impossível para o usuário se conectar a rede pública. O segundo estudo, por sua vez, mostrou que atualmente a células de combustível de média temperatura de Ácido Fosfórico (PAFC) não é uma tecnologia ainda madura e que é viável economicamente somente em aplicações de nicho, por exemplo setores indústriais eletro-intensivos e com necessidade de energia termica também. Todavia, projeções futuras baseadas em curvas de aprendizados e a queda do preço do gás natural mostram como a expansão da tecnologia e a possibilidade de acessar um combustível barato podem abrir futuro para a PAFC mundialmente. / This Masters dissertation aims to study technical potentialities of Fuel Cell technology, including the economical benefits that can provide compared with public grid as well. Thus, the dissertation has been focused in two main parts: the first concerns in an experimental approach to supply electrical power to the public grid using a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), while the second one presents a global (from an engineering and economic point-of-view) assessment of a Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC) for the co-generation of heat with electrical energy in Brazil. The first study has been accomplished connecting a PEMFC with a power inverter to the public grid. It has been proved experimentally that Fuel Cell is an alternative device that, as long as fuel is fed, may provide electrical energy continuously and more efficiently than traditional devices. The second study has been focused in the so-called Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC) that, being a Medium Temperature Fuel Cell, beyond to supply electrical energy, may be used for co-generation of thermal energy. Through this study it has been showed that, at the current state-of-art, PAFC is is not already a mature technology and it becomes economically viable only for niche market applications, represented by the industrial sectors with high base load power and continuous thermal energy demand. However, accumulated knowledge expressed by learning curve and natural gas shock price caused by possible LNG supplying and shale gas recovery are the two main factors that may turn investment in PAFC profitable worldwide.

Em função do crescente processo de liberalização dos mercados de gás natural e de energia elétrica nos países do hemisfério norte, bem como pelo aumento das restrições ambientais, as projeções de demanda mundial de gás natural indicam um forte crescimento, principalmente no segmento de geração de energia elétrica. Assim, pode-se afirmar que haverá uma convergência cada vez maior entre os mercados de gás natural e de eletricidade. O transporte do gás natural em sua forma liquefeita, o GNL (Gás Natural Liquefeito), representa um importante pivô para essa convergência, bem como para uma integração global crescente dos mercados de gás natural e eletricidade. Essas evoluções sempre estiveram distantes da realidade brasileira, pois a geração elétrica predominantemente hídrica historicamente reservou um papel limitado para a geração termelétrica. No entanto, desde 2001, como resultado da crise de abastecimento de energia elétrica, o Brasil também fez esforços importantes rumo a uma maior convergência entre os mercados de gás e eletricidade. Desde 2005, a importação de GNL tem sido analisada para o caso brasileiro, visando prioritariamente o atendimento de uma demanda termelétrica para o gás natural. A característica principal deste modelo é a necessidade de se garantir uma oferta de combustível flexível para usinas que deverão suprir uma demanda termelétrica igualmente flexível: oferta flexível para demanda flexível. A luz das evoluções em curso no mercado global, o presente trabalho avalia a viabilidade deste modelo a partir da análise das possibilidades do suprimento de GNL ser efetuado de forma flexível, atuando, assim, como mecanismo de flexibilização da oferta de gás natural e garantindo um melhor aproveitamento da capacidade de geração elétrica atualmente instalada no Brasil. / Due to the growth of liberalization process on natural gas and electricity markets on northern hemisphere countries, as well as due to raising environmental restrictions, world natural gas demand projections indicate a strong growth, mainly driven by the power generation segment. Therefore, we can affirm that will have an even higher convergence between natural gas and electricity markets. Natural gas transportation in its liquefied form, the LNG (Liquefied Natural Gas), represents an important pivot for this convergence, as well as for the raising global integration of electricity and natural gas markets. These evolutions were always distant from Brazilian reality, as dominant hydroelectric generation historically reserved a limited role for thermoelectric generation. However, since 2001, as a result from the electricity supply crisis, Brazil also did important efforts towards a greater convergence between natural gas and electricity markets. Since 2005, LNG importation has been analyzed for the Brazilian case, primarily focusing thermoelectric demand utilization for the natural gas. The main characteristic of this model is the necessity to guarantee a flexible fuel supply for power plants that shall supply an equally flexible thermoelectric demand: flexible supply for flexible demand. In light of the evolutions underway on the global market, this study evaluates the viability of this model based on the possibility of LNG supplies be done on flexible way, acting then as a natural gas supply flexibility mechanism and guaranteeing a better utilization of the thermoelectric generation capacity already installed in Brazil.

Devido à sua natureza, o gás natural (GN) tem na distância aos pontos de consumo um obstáculo para sua utilização, a qual vai além simples queima para geração de energia ou obtenção de calor. Portanto, é importante que sejam discutidos novos métodos para distribuí-lo e transformá-lo em fontes de energia de maior valor agregado ou em matéria-prima para fabricação de produtos a serem utilizados na indústria química. Uma opção é a conversão do GN em combustíveis líquidos de pronto uso como óleo diesel, gasolina e querosene de aviação através da rota Gas-To-Liquids (GTL). O presente trabalho avalia o potencial da tecnologia GTL no contexto do crescimento da oferta de gás natural no Brasil pelos gasodutos Rota 2 e Rota 3, contextualizando o cenário brasileiro desse energético, as perspectivas futuras e o estado da tecnologia GTL com o processo Fisher-Tropsch. Para tanto, é simulado e analisado o desempenho econômico de uma planta de diesel GTL operante por 30 anos em cenários de preços de insumo e produto obtidos por projeções de reconhecimento internacional. / The usage of natural gás (NG) is related to the distance to the final customers, that is a real obstacle to its full utilization which is beyond the usage as fuel for electricity or heat generation. It is important to prospect, analyze and propose new methods for distribution and transformation of this important energy suppy to more value added products or special raw material for the chemical industry. The transformation in ready for use liquid fuels like diesel, gasoline and kerosene through the gas-to-liquid route (GTL) is one of the options. This dissertation evaluates the GTL technology in a context of the NG additional volume available through 2 new pipelines coming from offshore, Rota 2 and Rota 3 in the Brazilian context of NG current usage and its future perspectives taking advantage of this additional availability via the traditional and long term tested GTL Fischer-Tropsch (FT) technology. A GTL FT Diesel plant operating for 30 years was taken as an example considering different scenarios for NG and Oil prices retrieved from the IEA data base that is internationally considered as a consistent source of information.