O petróleo e os combustíveis do futuro

Conheça as maiores reservas e produtores de petróleo do mundo e entenda como funciona a extração e produção dos derivados do petróleo, os combustíveis mais usados e a tendência dos combustíveis do futuro

Ao estudar a lista das maiores reservas petrolíferas existentes no planeta, a primeira pergunta que costuma se fazer é:

Por que os países que têm as maiores reservas de petróleo do mundo não são os seus maiores produtores e exportadores?

  1. As maiores reservas de petróleo

Segundo dados fornecidos pela Organização dos Países Exportadores de Petróleo (Opep), a lista de maiores reservas se diferencia daquela dos maiores produtores e exportadores de petróleo.

Na lista das maiores reservas petrolíferas do planeta, divulgada, por exemplo, pela rádio e TV estatal britânica BBC, desponta a Venezuela, com mais de 300 bilhões de barris. Porém, mesmo tendo em seu subsolo esse valioso bem natural, isso não se traduz atualmente em riqueza econômica e pujança social para o país.

A Venezuela, depois de passar por um breve período de crescimento e distribuição de renda (foi o segundo país das Américas a erradicar o analfabetismo e a miséria, em 2010, por exemplo), enfrenta hoje uma crise econômica que colocou no exílio mais de três milhões de venezuelanos, que abandonaram o país por necessidades básicas de sobrevivência.

Diversos fatores internos e externos explicam essa contradição. Podemos destacar dois deles.

  1.  As reservas da Venezuela são majoritariamente formadas por “petróleo pesado”, de alta densidade, o que exige o uso de processos químicos específicos, técnicas e equipamentos mais onerosos para a sua extração e utilização. Apenas para comparação, a extração de petróleo venezuelano custa quatro vezes mais do que a da Arábia Saudita.
  •  A Venezuela enfrenta há anos um bloqueio econômico patrocinado pelos Estados Unidos da América (EUA), o que a impede de comercializar a sua produção com os países compradores. O país tem hoje a gasolina mais barata do mundo, mas não consegue vender o seu principal produto a parceiros comerciais e adquirir bens de primeira necessidade.

Obviamente, há outros fatores que singularizam a experiência venezuelana, mas que exigiriam uma longa discussão sobre a Geopolítica Mundial, o que não é o objetivo do presente artigo.

Logo abaixo da Venezuela, encontramos a Arábia Saudita, que possui uma reserva de 266 bilhões de barris, seguida pelo Canadá e outros países do Oriente.

Veja a lista!

  • Os maiores produtores de petróleo

Segundo o Instituto Brasileiro do Petróleo (IBP), a lista dos dez principais países produtores de petróleo do mundo é encabeçada pelos Estados Unidos da América (EUA), que é também o maior consumidor mundial do produto. Atualmente, o país produz um volume superior a 13 mil barris por dia (bpd).

O segundo lugar dessa lista é ocupado pela Arábia Saudita, que é também o maior exportador de petróleo do mundo. Além de possuir quase 20% das reservas de petróleo, o país árabe ainda tem a vantagem de possuir um tipo de petróleo cuja extração e produção de derivados é muito mais barata. Atualmente, a Arábia Saudita produz quase 12.000 barris por dia (bpd), embora o país tenha encabeçado, em 2016, a decisão da OPEP de restringir a extração de petróleo.

A Rússia, além de ter a terceira maior reserva petrolífera do mundo, é também a terceira maior produtora dos derivados do petróleo.

A China é um caso à parte. Embora o país seja o segundo maior consumidor de petróleo do mundo e o primeiro em importação de petróleo líquido, tem reduzido a sua produção. O seu crescimento econômico vertiginoso nas últimas décadas fez com que a China procurasse parceiros não tradicionais. A maior parte do petróleo consumido na China vem do Irã, que possui a quarta maior reserva do mundo, mas há fortes investimentos chineses na África e até mesmo na América do Sul, além de altos investimentos em fontes alternativas.

O Brasil, embora ocupe apenas a 15ª posição entre os países com maior reserva petrolífera do mundo, teve um recente surto de produção e exportação, resultante de uma década de grandes investimentos da Petrobras, especialmente em tecnologia de águas profundas, tecnologia essa exclusiva da empresa brasileira até 2016, e das descobertas e início da extração e produção do chamado Pré-sal. O país saltou de pouco mais de 500 mil barris por dia em 2010 para cerca de 2.7 milhões bpd, em 2018.

Para se ter uma ideia, a Revista Forbes colocou o Campo de Tupi, na bacia de Santos, como uma das dez maiores reservas do planeta, classificando-a como uma “descoberta revolucionária para o Brasil”, que possibilitaria a exploração de uma das melhores regiões para extração de petróleo e gás do mundo.

  • O uso de combustíveis fósseis

Nos dias de hoje, mais de 70% da demanda mundial de energia é suprida pelos combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão). Trata-se dos combustíveis que se originam da decomposição de organismos animais ou vegetais, ocorrida durante milhares de anos. As reservas petrolíferas, de gás e de carvão encontram-se em camadas profundas do solo ou em grandes profundidades do mar.

Desde o século XX, na segunda fase da Revolução Industrial, o petróleo passou a ser o combustível fóssil de maior aplicação comercial, gerando verdadeiras guerras comerciais e, por vezes, até mesmo invasões de territórios, a fim de obter a sua posse.

O petróleo dá origem à gasolina, combustível de maior importância econômica do mundo, além do óleo diesel, do querosene e do GLP (Gás Liquefeito de Petróleo). Como define o seu próprio nome, o petróleo é o chamado “óleo das pedras” (do latim petra = pedra + oleum = óleo).

Após a identificação, através de estudos geológicos, de uma área rica em petróleo (uma jazida), o processo de extração é efetuado com a utilização de escavações. Quando a rocha sedimentar é perfurada pela sonda de escavação, o petróleo jorra para a superfície graças à presença de seus componentes gasosos.

O método mais utilizado para a separação dos componentes do petróleo bruto continua sendo a destilação, embora existam outros processos. A destilação do petróleo usa como base a diferença de temperaturas de ebulição em uma torre de destilação.

Essa torre possui na parte inferior uma fornalha, onde os combustíveis são aquecidos. O interior dessa torre possui temperaturas diferentes que vão diminuindo à medida que a altura da torre aumenta.

Após o petróleo ser aquecido na parte inferior da torre, os componentes se separam, permanecendo os mais pesados em estado líquido na parte mais baixa, enquanto os mais leves tendem a passar para o estado gasoso e a subir pela torre até atingirem o seu ponto inicial de ebulição e voltarem novamente ao estado líquido, transformando-se em diferentes produtos.

A próxima etapa do refino do petróleo é a torre de fracionamento, na qual as frações obtidas são submetidas a uma pressão menor que a da atmosfera, num processo de destilação a vácuo.

Após esses dois processos físicos, os produtos são submetidos a um processo químico denominado “craqueamento” (do inglês to crack = quebrar). O processo visa justamente “quebrar” as moléculas mais longas, transformando o óleo lubrificante, o diesel e o querosene em gasolina. 

Finalmente, a última etapa do refino do petróleo chama-se “reforma catalítica”, na qual as moléculas são “reformadas”, aumentando a octanagem da gasolina, assunto que será tratado mais à frente.

  • Os combustíveis do Brasil

Gasolinas e Diesel

O petróleo e seus derivados correspondem a 37% da oferta de energia primária no Brasil.

A gasolina segue sendo o combustível mais produzido e consumido no país. A gasolina brasileira advém de diversos processos, entre os quais se destaca a destilação e a mistura de gasolina pura com 27% de etanol anidro (álcool da cana-de-açúcar, sem água), possuindo uma octanagem mínima de 87 IAD (Índice Antidetonante).

Outra gasolina consumida no país é a Gasolina Aditivada, que é acrescida de detergentes e dispersantes em sua composição, ingredientes que aumentam a vida útil dos motores dos automóveis, por ajudarem na limpeza dos bicos injetores e dos próprios motores.

No Brasil, graças à adição de álcool, a gasolina produzida nas refinarias ou petroquímicas (Tipo A) transforma-se na Gasolina C encontrada nos postos de gasolina. A chamada Gasolina Premium tem 2% a menos de álcool anidro e uma octanagem de 91 a 95 IAD (Índice Antidetonante).

Além desses tipos de gasolina, é comum encontrar nos postos de gasolina brasileiros a oferta de óleo diesel (do tipo B), que se constitui pela mistura de 9% de biodiesel (extraído de vegetais ou animais) e de diesel puro (mineral).

O diesel, utilizado majoritariamente em carros de grande porte, caminhões e ônibus, sofre grandes restrições legais e é mais fiscalizado por causa de sua composição. Quimicamente falando, o diesel é composto por carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e enxofre. Por isso, trata-se de um produto altamente inflamável.

Etanol e gás

Além da Gasolina C, que é ainda o principal combustível consumido pela indústria automobilística, e do diesel, o Brasil é um grande produtor de álcool etílico ou etanol.

Isso se deve à grande produção de cana de açúcar no país, que é o seu maior produtor mundial. O primeiro programa de produção de etanol brasileiro começou na década de 1970, como alternativa à crise mundial do petróleo.

Embora seja consumido mais rapidamente do que a gasolina, o etanol hidratado tem a vantagem de ser menos agressivo ao meio-ambiente, por ser uma fonte natural renovável.

O gás metano (CH4), apesar de ainda ter pouco uso no país, é uma alternativa interessante para o futuro, uma vez que tem alto índice de pureza e prolonga a vida útil dos veículos. O gás veicular ainda está em fase de estudos acadêmicos e de implementação, sendo utilizado apenas em carros certificados.

 

5.      O que significa octanagem e qual é o seu efeito nos automóveis?

Octanagem é uma medida de resistência dos combustíveis. Isto significa que o combustível, que se encontra dentro da câmara de combustão do motor do automóvel, é submetido a maior pressão e temperatura até que a faísca de vela seja disparada pelo sistema de ignição. É a chamada detonação. Quanto maior for a octanagem, maior a resistência à compressão e à detonação.

Tanto a gasolina comum brasileira quanto a aditivada possuem 87 octanas (uma mistura de 87% de isoctano e 13% de n-heptano), enquanto a chamada Gasolina Premium tem 91 a 95 octanas.

É importante destacar que uma alta octanagem não representa melhor qualidade do combustível. Esta depende muito mais da pureza do produto, que está ligada ao seu processo de produção e armazenamento.

  • A busca de novas fontes de combustíveis

Existem atualmente mais de um bilhão de automóveis circulando no mundo, com previsão de chegarmos a dois bilhões, em 2040. Além de problemas ambientais ligados à poluição do planeta, a extração de combustível fóssil, necessária para manter esses carros funcionando, não é uma atividade eterna para a Humanidade. As previsões mais alarmantes dão conta de que as reservas de petróleo se esgotarão em apenas cinquenta anos. Por isso, pesquisas sobre alternativas renováveis e mais limpas de combustíveis, estão sendo desenvolvidas por várias organizações, universidades, grupos empresariais e governos.

Além do álcool etílico ou etanol, que representa atualmente cerca de 12% das vendas de combustíveis no Brasil, estão em fase adiantada as pesquisas mundiais sobre alternativas como o biodiesel, o hidrogênio, a energia eólica e elétrica e até mesmo o gelo combustível – As principais opções para serem os combustíveis do futuro

O Biodiesel

O girassol e a colza, uma planta produzida na Índia, China, EUA, Austrália e alguns países europeus, constituem a base principal para a produção de óleos vegetais que dão origem ao biodiesel.

O biodiesel é formado através da retirada da glicerina do óleo vegetal. Também se produz biodiesel em menor escala a partir da gordura animal (sebo).

No Brasil, muitas vezes o biodiesel é confundido com a mistura de diesel e biodiesel oferecida em postos de gasolina. Essa mistura (blend em inglês) deve ser precedida pela letra B. No caso brasileiro, é chamada de B2, por ter um acréscimo de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo.

Apesar de ser um combustível renovável e biodegradável, o biodiesel representa algumas desvantagens. No Brasil, por exemplo, as fontes potencialmente importantes de biodiesel são a soja e o dendê, lavouras que avançam historicamente sobre as florestas tropicais, destruindo a biodiversidade. A partir de 2019, as leis de zoneamento agroecológico, que preservam as áreas naturais, começaram a ser flexibilizadas, o que poderá incentivar o desmatamento para a produção de biodiesel.

Outros perigos são a escassez de alimentos por causa da priorização da produção de óleos vegetais, como ocorreu em alguns países europeus produtores de biodiesel, e o potencial esgotamento das capacidades do solo, destruindo fauna e flora e aumentando, em consequência, o risco do surgimento de novos parasitas e doenças.

O hidrogênio

O hidrogênio  é um dos elementos químicos que existe em maior abundância no planeta Trata-se de um elemento incolor e inodoro, praticamente inesgotável, que pode ser usado em motores de combustão interna ou como uma bateria elétrica.

Trata-se de um combustível do futuro de excelência, uma vez que 1 kg de hidrogênio produz a energia correspondente a 3,5 kg de petróleo, além de ser um bom transmissor de energia.

O hidrogênio pode ser obtido através da eletrólise da água ou pela reforma de álcool e hidrocarbonetos (metano, etanol, metanol ou gás natural).

Muitos estudiosos sugerem que o hidrogênio será, no futuro, o maior produtor de energia utilizado pela humanidade, com amplas vantagens sobre os combustíveis fósseis. Consideram que os motores movidos a hidrogênio não serão à base de combustão, mas elétricos, não causando poluição ou danos ao meio-ambiente. Além disso, o hidrogênio pode ser produzido a partir da água, da biomassa e até mesmo a partir da energia solar e eólica.

A China, que possui o maior parque automotivo do mundo, tem subsidiado estudos universitários para a criação de automóveis movidos a hidrogênio. A Universidade Chinesa de Tsinghua anunciou, há pouco tempo, a criação de um Instituto de Pesquisa, numa parceria bilionária com a japonesa Toyota, que deverá fornecer os componentes de células de combustível para veículos comerciais chineses.

Muitos estudos continuam sendo feitos na área. Apesar do otimismo dos pesquisadores, há ainda grandes dificuldades para a criação de novos motores a hidrogênio em larga escala. O hidrogênio é difícil de ser isolado e é um material perigoso de ser manuseado. A experiência chinesa deverá ser um balizador.

A energia eólica

A transformação do movimento do vento em eletricidade é o que chamamos de produção de energia eólica. A Organização das Nações Unidas (ONU) considera que esse tipo de energia deve ser prioridade mundial, incentivando os investimentos nos chamados Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL).

A geração da energia eólica se realiza com a movimentação de turbinas, semelhantes a grandes cata-ventos, conhecidos tecnicamente como aerogeradores. Essas turbinas encontram-se instaladas em regiões onde há os ventos permanentes ou predominantes.

Embora incipiente até o início dos anos 2000, a energia eólica ganhou papel de destaque no Brasil, transformando-se numa fonte complementar às energias hidrelétrica, termoelétrica e nuclear.

De 2011 a 2013, o país criou 115 (cento e quinze) parques de geração de energia eólica e, em 2015, inaugurou o Parque Eólico Geribatu, que integra o maior complexo eólico da América Latina.

Alguns projetos de desenvolvimento de um novo tipo de carro movido a ar comprimido começaram a ser desenvolvidos no Brasil a partir de 2012 e essa pode ser uma alternativa importante para o futuro.

Na França, uma empresa já iniciou a comercialização de automóveis menores, que transportam até três pessoas, movidos a energia eólica, sem a emissão de qualquer gás poluente, uma excelente opção para ser um dos combustíveis do futuro.

Também ganhou destaque na imprensa mundial a informação de que uma empresa turca (a Deveci Tech) desenvolveu uma turbina capaz de transformar em energia limpa o vento criado pela passagem de veículos em avenidas e rodovias. As turbinas eólicas, ainda em fase de desenvolvimento, estão sendo testadas na cidade de Istambul. Uma placa solar localizada no topo da turbina auxilia no funcionamento do aerogerador.

A Energia elétrica

Entre as alternativas que representam maior eficiência energética e baixíssimo nível de emissão de poluentes estão certamente os projetos de automóveis que utilizam motores elétricos.

Pessoas com mais idade ou moradores de cidades como São Paulo e algumas cidades europeias conhecem os ônibus elétricos ou trólebus. Trata-se de um veículo movido á eletricidade que roda, durante todo o trajeto,
 ligado a hastes colocadas sobre o teto e conectadas à rede elétrica. Esse é o modelo mais antigo de veículo movido por energia elétrica.

Atualmente, existem alguns modelos de veículo elétrico, que podem ser movidos por baterias instaladas a bordo ou reabastecidas por geradores. No primeiro caso, as baterias são carregadas periodicamente na própria rede elétrica, como outros equipamentos. No segundo, o motor do veículo é acionado não apenas pela eletricidade de uma bateria, mas também por um mecanismo convencional de combustão interna. Por isso, esse modelo é chamado de “veículo elétrico híbrido”, já disponível no mercado brasileiro.

Existem também pesquisas em estado adiantado com veículos nos quais a energia elétrica é gerada através de processo eletroquímico, com a transformação do hidrogênio na eletricidade que alimenta os motores e recarrega as baterias.

Há também estudos sendo realizados e experiências com veículos elétricos alimentados por energia do sol. Para tanto, instala-se no teto dos veículos painéis com células fotovoltaicas que convertem a energia solar em energia elétrica.

O gelo combustível

Há alguns anos, o Ministério da Energia Chinês anunciou ter extraído do fundo do Mar da China Meridional uma grande quantidade de hidrato de metano, também conhecido como gelo combustível ou “gelo de fogo”.

Na verdade, o gelo combustível ou gelo inflamável é uma mistura de água em estado sólido com gás. È semelhante a cristais de gelo que possuem internamente como que cápsulas com moléculas de metano.

Os hidratos de metano encontram-se em regiões de temperaturas muito baixas e em condições de pressão muito alta. Os maiores depósitos foram encontrados abaixo do permafrost ou pergelissolo, a camada de solo congelada próxima ao Ártico.

Trata-se de um combustível de grande potencial energético, capaz de produção de gás em alta escala, embora haja o perigo de que o metano escape e gere consequências climáticas mais graves do que a própria emissão do dióxido de carbono.

Outras pesquisas têm sido realizadas em várias partes do mundo. Algumas se encontram já em fase de desenvolvimento e outras até mesmo atingiram o mercado de veículos.

Esse é um assunto fascinante, cujas pesquisas geram constantes mudanças.

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